Файл: МЕТОДЫ КОДИРОВАНИЯ ИФОРМАЦИИ.pdf

четвертые, шестые и т.д.) кодируются через последовательность из просветов с разной шириной.

Штриховой кодирование типа Codabar .Данный тип маркировки считается одним из самых безопасных. Данные коды часто используются на объектах, где критичным является обеспечение уникальности идентификатора маркированного объекта (например, в медицине).

Стартовым и стоповым символом в данной системе являются первые четыре символа латинского алфавита. Это позволяет проводить разбивку необходимой информации на группы и категории. Основными символами являются односимвольные цифры, а также набор, включающий специальные символы (знаки препинания, символы валют и др.). Указанные символы закодированы с использованием четырех линий, имеющих различную ширину и три просвета.

Штриховой кодирование типа Code 39.Указанная символика является одной из первых, получивших широкое распространение в розничных торговых организациях. Для кодирования используются 44 различных символа (цифровых и буквенных). Для кодирования каждого из символов применяются девять позиций, включающих пять линий и четыре просвета. Для этого используется две широкие черные линии и один широкий просвет. Таким образом, на девять позиций приходится три широких.

Пример генерации штрихкода в системе «1С: Предприятие» показан на рисунке 1.

Рисунок 1 – Режим генерации штрихкода в системе «1С: Предприятие»

Штриховой кодирование типа Code 128.Указанный тип символики является высокоплотным, для кодирования используется комплект символов, входящий в набор 128ASCII. Для кодирования применяется три варианта комплектации, которые обозначаются символами  А, В и С. Так, в комплекте С используется исключительно цифровых символов, в данном случае код получается очень компактным, что позволяет использовать его в малогабаритных изделиях.

Двухразмерное 2d-кодирование. Целью создания кодов данного типа является повышение объёмов закодированной информации при использовании минимальной площади. Двуразмерные коды позволяют размещать в 100 раз больше данных в сравнении с одноразмерными.

Технологии штрихового кодирования предполагает наличие следующих компонент:

- генераторы штрихового кода (программные средства);

- принтеры для печати штрих-кодов (либо обычные принтеры, либо принтеры для печати наклеек);

- считыватели штрих-кодов;

- программное обеспечение для идентификации считанных штрих-кодов.

Технологии генерации штриховых кодов в настоящее время реализованы в программных продуктах, где реализована автоматизация функционала процессов, требующих проведения маркировки продукции (например, 1С: Предприятие, либо необходимые компоненты во внешних подключаемых модулях в средствах разработки).

2.2. Общая характеристика криптографических методов защиты информации

Для обеспечения безопасности данных при их передаче с использованием использовании информационно-телекоммуникационных сетей применяются сертифицированные средства криптографической защиты.

Особенность криптографической защиты информации в том, что ее реализация предполагает выполнение ряда серьезных организационных мероприятий в области защиты информации, по сути представляя собой технологические решения. особенность технологии криптографической защиты информации состоит в том, что данная методика представляет собой как возможность шифрования данных, что делает возможным получение информации только лицами, располагающими ключами шифрования данной криптографической системы, так и ряд методов, позволяющих аутентифицировать автора электронного документа, а также методы подтверждения целостности документов.

Защита данных в информационных системах с использованием средств шифрования является одним из наиболее надежных методов решения проблемы безопасности..

Изучение технологических аспектов кодирования и шифрования данных входит в компетенцию науки -криптологии, включающей криптографические технологии и криптоанализ.

Предметом изучения криптографии являются методы и алгоритмы кодирования и шифрования информации (алгоритмы, используемые для построения шифров и работы с ними), направленные на то, чтобы перехваченная информация была нечитаемой.

Методы криптографии также могут находить применение при подтверждении подлинности источников данных и контроле целостности данных. Криптография является обязательной компонентой архитектуры безопасности информационных систем. Особое значение криптографические методы получили с развитием сетей с распределенной архитектурой, в которых невозможно обеспечение физической защиты каналов связи.

Криптоанализ - это наука, предметом которой является раскрытие исходного текста зашифрованных сообщений без доступа к ключам.

Различие кодирования и шифрования связано с тем, что коды работают с лингвистическими элементами, разделяют закрываемый текст на блоки, содержащие смысловые элементы, включающие слова и слоги. В шифрах имеется различение двух элементов: алгоритмов и ключей. Алгоритмы позволяют использовать сравнительно короткие ключи для шифрования текстов с неопределенной длиной.

В соответствии с ГОСТ 28147-89 шифр представляет собой совокупность обратимых преобразований множества открытых данных на множество зашифрованных данных, которые задаются посредством ключей и алгоритмов криптографических преобразований.

Ключ - это определенное (секретное или открытое) состояние некоторых параметров алгоритмов криптографических преобразований данных, которые обеспечивают выбор единственного варианта из всех возможных для алгоритма шифрования.

Основная характеристика шифра – это его криптостойкость, определяющая его стойкость к раскрытию посредством методов криптоанализа. Как правило, данная характеристика определяется промежутком времени, который необходим для раскрытия шифра.

Гаммирование представляет собой технологию наложения в соответствии с определенными правилами шифровых гамм на открытые данные. Шифровые гаммы являются псевдослучайными двоичными последовательностями, вырабатываемыми в соответствии с определенными алгоритмами, позволяющими проводить шифрование открытых данных и расшифровку зашифрованных данных.

Имитозащита представляет собой защиту системы шифрованных каналов связи от вставок ложных блоков.

Имитовставки - это блоки, включающие m бит, вырабатываемые в соответствии с определенными правилами из открытых источников с использованием ключей, которые добавляются к зашифрованным данным для обеспечения их имитозащиты.

К шифрам, которые используются для криптографической защиты информации, предъявляются следующие требования:

- достаточный уровень криптостойкости (надежности закрытия данных);

- простота алгоритмов шифрования и расшифровки;

- незначительный уровень избыточности данных, обусловленный шифрованием;

- отсутствие чувствительности к наличию ошибок шифрования и др.

Таким образом, особенности криптографической защиты информации в отличие от остальных методов состоят в следующем [12]:

- возможность шифрования документов;

- подтверждение аутентичности электронного документа;

- подтверждение целостности электронного документа.

Например, парольная защита может использоваться только для авторизации пользователя в автоматизированной системе, для юридически значимых действий в программных комплексах одного пароля недостаточно.

Криптографические методы, в силу своей специфики применяются в системах электронных платежей, сдачи отчетности в государственные органы, системах электронных торгов, а также других системах, связанных с электронным документооборотом. Наличие электронно-цифровой подписи делает электронный документ юридически значимым. В силу этого, к работе с криптографическими системами предъявляется ряд требований организационного обеспечения по сохранности электронных ключей, защите от их компрометации. компрометация ключа электронной подписи может привести к прямым финансовым потерям, утечкам информации, что может угрожать существованию предприятия – владельца ЭЦП.

Традиционные криптографические методы и алгоритмы подразделяются на:

- симметричные (использующие секретные ключи),

- асимметричные (использующие открытые ключи).

Симметричные методы для шифрования и расшифровки используют одни и те же секретные ключи.

Наиболее распространенным стандартом симметричного шифрования с закрытым ключом является стандарт DES (DataEncryptionStandard). Коммерческие варианты алгоритма DES используют ключ длиной 56 бит, что требует при атаке на него проведения перебора 72¹⁰¹² вариантов ключевых комбинаций. Более криптостойкие (но уступающие по быстродействию) версии алгоритма DES - Triple DES (тройной DES) позволяют работать с ключами длиной 112 бит.

Другим популярным алгоритмом шифрования является IDEA (InternationalDataEncryptionAlgorithm), отличающийся применением ключа длиной 128 бит. Он является более стойким, чем DES. Российский стандарт шифрования данных - ГОСТ 28147-89 определяет технологию симметричного шифрования с использованием ключа длиной до 256 бит.

3. Обзор алгоритмов кодирования и шифрования

3.1. Симметрическая (классическая) криптография

Традиционные криптографические методы и алгоритмы подразделяются на:

- симметричные (использующие секретные ключи),

- асимметричные (использующие открытые ключи).

Симметричные методы для шифрования и расшифровки используют одни и те же секретные ключи.

Наиболее распространенным стандартом симметричного шифрования с закрытым ключом является стандарт DES (DataEncryptionStandard). Коммерческие варианты алгоритма DES используют ключ длиной 56 бит, что требует при атаке на него проведения перебора 72¹⁰¹² вариантов ключевых комбинаций. Более криптостойкие (но уступающие по быстродействию) версии алгоритма DES - Triple DES (тройной DES) позволяют работать с ключами длиной 112 бит.

Другим популярным алгоритмом шифрования является IDEA (InternationalDataEncryptionAlgorithm), отличающийся применением ключа длиной 128 бит. Он является более стойким, чем DES. Российский стандарт шифрования данных - ГОСТ 28147-89 определяет технологию симметричного шифрования с использованием ключа длиной до 256 бит.

Схема алгоритма метода симметричного шифрования показана на рисунке 2.

Рисунок - Схема метода симметричного шифрования

Шифрование заменой (подстановкой) заключается в том, что символы шифруемого текста заменяются символами того же самого (простая замена), также одно или нескольких других алфавитов (сложная замена) в соответствии с заранее обусловленной схемой замены.

Система шифрования Цезаря - частный случай шифра простой замены. Метод основан на замене каждой буквы сообщения на другую букву того же алфавита, путем смещения от исходной буквы на K букв.

ШИФР ЦЕЗАРЯ (смещение на 2 символа)

ХЖТО ФГЁЮОЭ

Таблица 1. Пример шифрования «Шифр Цезаря»

Шифр Гронсфельда является модификацией шифра Цезаря посредством использования числового ключа. Для этого под буквами сообщения записываются цифры числового ключа. Если длина ключа меньше, чем длина сообщения, то проводится циклическое повторение его записи. Получение зашифрованного текста производится похожим образом, как в шифре Цезаря, но отсчитывается не третья букву по алфавиту (как в шифре Цезаря), а та, которая смещена по длине в алфавите на соответствующую цифру ключа. Каждая строка в данной таблице сопоставлена одному шифру замены по аналогии с шифром Цезаря для алфавита, дополненного пробелом. В процессе шифрования сообщения оно выписывается в строку, а под ним ключ. Если длина ключа менее длины сообщения, то проводится его повтор в циклическом режиме. Зашифрованный текст получают в процессе нахождения символа в колонке таблицы по букве текста и строке, соответствующей букве ключа.