Понятие информации и информатики

   Информатика как фундаментальная наука занимается разработкой абстрактных методов, моделей и алгоритмов, а также  связанных с ними математических теорий. Ее прерогативой является исследование процессов преобразования информации и на основе этих исследований разработка соответствующих теорий, моделей, методов и алгоритмов, которые затем применяются на практике.

   Информатика как отрасль производства практически  использует результаты исследований фундаментальной науки информатики. В самом деле, широко известны западные фирмы по производству программных продуктов, такие как Microsoft, Lotus, Borland, и технических средств – IBM, Apple, Intel, Hewlett Packard и другие. Помимо производства самих технических и программных средств разрабатываются также и технологии преобразования информации.

   Информатика как прикладная дисциплина занимается подготовкой специалистов в области  преобразования информации. Она изучает  закономерности протекания информационных процессов в конкретных областях и методологии разработки конкретных информационных систем и технологий.

   Таким образом, главная функция информатики  состоит в разработке методов  и средств преобразования информации с использованием компьютера, а также в применении их при реализации технологического процесса преобразования информации. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Структура предметной области  информатики 

 
 
 

   КРИПТОГРАФИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ЗАЩИТЫ ДАННЫХ 

   Научно-техническая  революция в последнее время приняла грандиозные  масштабы

в   области   информатизации   общества   на   базе   современных    средств

вычислительной    техники,    связи,    а    также    современных    методов автоматизированной обработки информации. Применение этих средств  и  методов

приняло  всеобщий  характер,  а   создаваемые   при   этом    информационно-

вычислительные  системы  и  сети  становятся  глобальными   как   в   смысле

территориальной распределенности, так и в  смысле  широты  охвата  в  рамках

единых  технологий процессов сбора, передачи, накопления,  хранения,  поиска,

переработки информации и выдачи ее для использования.

Информация  в современном обществе – одна из  самых  ценных  вещей  в  жизни,

требующая защиты от несанкционированного проникновения  лиц не имеющих к ней

доступа.  

Криптография  - это набор методов защиты  информационных  взаимодействий  от

отклонений  от их нормального, штатного протекания, вызванных  злоумышленными

действиями  различных  субъектов,   методов,   базирующихся   на   секретных

алгоритмах  преобразования  информации,  включая  алгоритмы,  не  являющиеся

собственно  секретными,  но  использующие  секретные  параметры.  Исторически

первой  задачей криптографии была защита передаваемых текстовых сообщений  от

несанкционированного ознакомления с их содержанием, что нашло отражение в

самом названии этой  дисциплины,  эта  защита  базируется  на  использовании

"секретного  языка", известного только отправителю  и получателю,  все  методы

шифрования  являются лишь развитием  этой  философской  идеи.  С  усложнением

информационных  взаимодействий в человеческом обществе возникли и  продолжают

возникать новые задачи по их защите, некоторые  из них были решены  в  рамках

криптографии,  что  потребовало  развития  принципиально  новых  подходов  и

методов. 
 
 

Основные  задачи криптографии. 

Задача  криптографии, т.е. тайная передача, возникает  только для  информации,

которая  нуждается  в  защите.  В  таких  случаях  говорят,  что  информация

содержит  тайну  или  является  защищаемой,   приватной,   конфиденциальной,

секретной. Для наиболее типичных, часто встречающихся  ситуаций  такого  типа

введены даже специальные понятия:

    . государственная тайна;

    . военная тайна;

    . коммерческая тайна;

    . юридическая тайна;

    . врачебная тайна и т. д.

Далее мы будем говорить о  защищаемой  информации,  имея  в  виду  следующие

признаки  такой информации:

    . имеется какой-то определенный  круг  законных  пользователей,  которые

      имеют право владеть этой информацией;

    . имеются  незаконные  пользователи,  которые  стремятся  овладеть  этой

      информацией с тем,  чтобы   обратить  ее  себе  во  благо,  а  законным

      пользователям во вред. 
 

Криптографические средства защиты. 

Криптографическими  средствами  защиты  называются  специальные  средства  и

методы  преобразования  информации,  в  результате  которых  маскируется  ее

содержание.   Основными   видами   криптографического   закрытия    являются

шифрование  и кодирование защищаемых данных. При этом шифрование  есть  такой

вид  закрытия,  при котором самостоятельному  преобразованию  подвергается

каждый  символ закрываемых данных; при кодировании  защищаемые данные  делятся

на блоки,  имеющие  смысловое  значение,  и  каждый  такой  блок  заменяется

цифровым,  буквенным  или  комбинированным  кодом.  При  этом   используется

несколько   различных    систем    шифрования:    заменой,    перестановкой,

гаммированием,  аналитическим  преобразованием  шифруемых  данных.   Широкое

распространение  получили  комбинированные  шифры,  когда   исходный   текст

последовательно преобразуется с использованием двух или даже трех  различных

шифров. 
 

Принципы работы Криптосистемы. 

П - незаконный пользователь (противник, хакер), который  хочет  перехватывать

передаваемые  по  каналу  связи  сообщения  и  попытаться  извлечь  из   них

интересную  для него информацию. Эту  простую  схему  можно  считать  моделью

типичной  ситуации, в которой  применяются  криптографические  методы  защиты

информации  или просто шифрование.

Исторически в криптографии закрепились некоторые военные  слова  (противник,

атака на шифр и др.). Они  наиболее  точно  отражают  смысл  соответствующих

криптографических  понятий.  Вместе   с   тем   широко   известная   военная

терминология,  основанная  на  понятии  кода  (военно-морские   коды,   коды

Генерального  штаба,  кодовые  книги,  кодообозначения  и  т.  п.),  уже   не

применяется в теоретической криптографии.  Дело  в  том,  что  за  последние

десятилетия   сформировалась   теория   кодирования   -   большое    научное

направление, которое разрабатывает и изучает  методы  защиты  информации  от

случайных искажений в каналах связи.

Криптография  занимается методами преобразования информации,  которые  бы  не

позволили противнику извлечь ее из перехватываемых  сообщений.  При  этом  по

каналу  связи передается уже не сама защищаемая информация,  а  результат  ее

преобразования  с помощью шифра, и для противника  возникает  сложная  задача

вскрытия  шифра. Вскрытие (взламывание) шифра - процесс  получения  защищаемой

информации  из  шифрованного  сообщения  без  знания   примененного   шифра.

Противник может  пытаться  не  получить,  а  уничтожить  или  модифицировать

защищаемую  информацию в процессе ее передачи. Это - совсем другой тип  угроз

для информация, отличный от перехвата и вскрытия шифра. Для защиты от  таких

угроз разрабатываются свои специфические  методы. Следовательно, на  пути  от

одного  законного  пользователя  к  другому  информация  должна   защищаться

различными  способами, противостоящими различным  угрозам. Возникает  ситуация

цепи  из  разнотипных  звеньев,  которая  защищает  информацию.  Естественно,

противник будет стремиться найти самое  слабое  звено,  чтобы  с  наименьшими

затратами добраться до информации. А значит, и законные пользователи  должны

учитывать это обстоятельство в своей стратегии защиты:  бессмысленно  делать

какое-то звено  очень  прочным,  если  есть  заведомо  более  слабые  звенья

("принцип  равнопрочности защиты").

Придумывание  хорошего шифра дело трудоемкое.  Поэтому  желательно  увеличить

время жизни хорошего шифра и  использовать  его  для  шифрования  как  можно

большего  количества  сообщений.  Но  при  этом  возникает  опасность,   что

противник уже разгадал (вскрыл) шифр и читает  защищаемую  информацию.  Если

же в  шифре сеть сменный ключ  то,  заменив  ключ,  можно  сделать  так,  что

разработанные противником методы уже не дают эффекта. 

Управление  криптографическими ключами. 

Под  ключом  в  криптографии  понимают  сменный   элемент   шифра,   который

применяется  для  шифрования  конкретного  сообщения.  В   последнее   время