Файл: Криптографию и криптоанализ. Криптография.pptx

Криптографические методы защиты информации

Казарян Анаит Рафиковна,

учитель информатики школы №72

г. Санкт-Петербурга

Криптология — наука о защите информации – делится на две части: криптографию и криптоанализ.
Криптография – это часть криптологии, связанная с проектированием секретных систем.
Криптоанализ – это часть криптологии, связанная со взломом секретных систем.

Криптограф ищет методы, обеспечивающие секретность и/или подлинность информации путём шифрования исходного текста.
Криптоаналитик пытается выполнить обратную задачу, раскрывая шифр или подделывая сообщение так, чтобы выдать их за подлинные.

Основная схема криптографии

Основная схема криптографии

Криптографическая схема называется абсолютно секретной, если знание шифра не даёт информации об открытом тексте.
Задача состоит в построении абсолютно секретных криптографических схем.

Категории криптографии

Ключи, используемые в криптографии

Шенноновская теория секретности

Теорема Шеннона: Для того, чтобы криптографическая схема была абсолютносекретной, секретный ключ должен быть случайным и длина ключа должна быть по крайней мере равна длине открытого текста.

Клод Шеннон

Симметричные криптосистемы

Симметричные криптосистемы: трудности

Для шифрования и дешифрования используется общий ключ.
И передатчик, и получатель должны знать общий ключ.
Общий ключ должен быть передан по второму секретному каналу связи.
Создание и передача длинного секретного ключа.

Непрактичны для большого числа передатчиков и получателей.

Симметричные криптосистемы: достоинства

Простота и быстрота построения и реализации.
Высокое быстродействие.
Все классические криптосистемы симметричные.

Известные симметричные криптосистемы

Известные симметричные криптосистемы с : DES, AES.
DES: разработан фирмой IBM для правительства США. Национальный стандарт шифрования США в 1977-2000 годах.
AES: создан Дейманом и Рейманом в Бельгии. Национальный стандарт шифрования США с 2000 года.

Шифр Цезаря: построен по алгоритму: читать четвертую букву вместо первой, т.е. ключ равен 3.
В шифре Цезаря ключ равен 3 (величине сдвига букв алфавита).

Пример:

Открытый текст: meet me at central park
Шифр: phhw ph dw fhqwudo sdun

Недостаток криптосистемы: легко можно раскрыть шифр

Шифр Виженера: построен по следующему

алгоритму:

заменить каждую букву английского языка цифрой 0-25: A  0, B  1, …, Z  25, в качестве ключа рассмотреть любую последовательность букв английского языка, заменить ключ последовательностью цифр согласно пункту 1, заменить открытый текст последовательностью цифр согласно пункту 1,

записать под последовательностью цифр открытого текста последовательность цифр ключа, при этом последовательность цифр ключа записать необходимое число раз, сложить попарно эти две последовательности, при этом если сумма равна или больше 26, то вычесть 26.
Заменить полученные цифры буквами английского языка согласно пункту 1.

Пример:

Открытый текст: meet me at central park
Ключ: cipher

Симметричные криптосистемы: шифр Виженера

Согласно алгоритму ключ cipher заменяется последовательностью цифр (2,8,15,7,4,17), согласно алгоритму открытый текст meet me at central park заменяется последовательностью цифр (12,4,4,19,12,4,0,19,2,4,13,19,17,0,11,15,0,17,10), в качестве шифра исходного открытого текста получим последовательность omtaqvcbrlrmtiaweim.

Асимметричные криптосистемы

Асимметричные криптосистемы

Идея асимметричных криптосистем впервые была предложена в 1976 году Диффи и Хеллманом на национальной компьютерной конференции как способ решения указанных выше трудностей симметричных криптосистем.
Это одно из важных изобретений в истории секретной коммуникации:

Меркли, Хеллман, Диффи

Асимметричные криптосистемы: основные идеи

Приёмник (Боб):

публикует свой открытый ключ и алгоритм шифрования, сохраняет в секрете соответствующий секретный ключ.

Передатчик (Алиса):
из справочника берёт открытый ключ и алгоритм шифрования Боба, шифрует сообщение, используя открытый ключ и алгоритм шифрования Боба, посылает шифр Бобу.

Асимметричные криптосистемы: основные идеи

Приёмник (Боб):

получает шифр от передатчика (Алисы), дешифрует шифр, используя свой секретный ключ и алгоритм дешифрования.

Асимметричные криптосистемы: основные свойства

Для шифрования и дешифрования используются различные ключи.
Дляшифрования сообщений используется открытый ключ, являющийся общедоступным.
Длядешифрования сообщений используется закрытый ключ, являющийся секретным.
Знание открытого ключа не даёт возможность определить закрытый ключ.

Асимметричные криптосистемы: достоинства

Не требуется секретный общий ключ.
Простая схема обеспечения секретности (не требуется доверяемая третья сторона).
Удобна для защиты информации в открытой многопользовательской среде.

Известные асимметричные криптосистемы

Известные криптосистемы с открытым ключом: RSA, ElGamal, McEliece.
Криптосистема RSA (создатели: Р. Ривест, А. Шамир и Л. Адлеман(1977 г.)) – одна из надёжных криптосистем.

Шамир, Ривест и Адлеман