Алгоритмы симметричного кодирования

Министерство образования  и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Южно-Уральский государственный университет» Факультет «Экономика и управление» Кафедра «Экономическая теория и мировая экономика»

Реферат

На тему «Алгоритмы симметричного  кодирования»

Руководитель, доцент

Степанов Е.А. «____»____________2012 г.

Автор работы

Студент группы ЭиУ-225

Воробьева Т.А. «____»____________2012 г.

Введение………………………………………………………………………….

2

Глава 1 Классификация алгоритмов шифрования ………...……………

4

Глава 2 Симметричные алгоритмы  шифрования………………………

Глава 3  Применение симметричного алгоритма шифрования …………     

7

Заключение……………………………………………………………………..

12

Введение

    Испокон веков не было ценности большей, чем информация. ХХ век - век информатики и информатизации. Технология дает возможность передавать и хранить все большие объемы информации. Это благо имеет и оборотную сторону. Информация становится все более уязвимой по разным причинам:

1. возрастающие объемы хранимых и передаваемых данных;
2. расширение круга пользователей, имеющих доступ к ресурсам ЭВМ, программам и данным;
3. усложнение режимов эксплуатации вычислительных систем.

    Поэтому все большую важность приобретает проблема защиты информации от несанкционированного доступа (НСД) при передаче и хранении. Сущность этой проблемы - постоянная борьба специалистов по защите информации со своими "оппонентами".

Защита информации - совокупность мероприятий, методов и средств, обеспечивающих:

1. исключение НСД к ресурсам ЭВМ, программам и данным;
2. проверку целостности информации;
3. исключение несанкционированного использования программ (защита программ от копирования).

     Очевидная тенденция к переходу на цифровые методы передачи и хранения информации позволяет применять унифицированные методы и алгоритмы для защиты дискретной (текст, факс, телекс) и непрерывной (речь) информации.

        С  помощью криптографических методов  возможно:

1. шифрование информации;
2. реализация электронной подписи;
3. распределение ключей шифрования;
4. защита от случайного или умышленного изменения информации.

       К алгоритмам шифрования предъявляются определенные требования:

1. высокий уровень защиты данных против дешифрования и возможной модификации;
2. защищенность информации должна основываться только на знании ключа и не зависеть от того, известен алгоритм или нет (правило Киркхоффа);
3. малое изменение исходного текста или ключа должно приводить к значительному изменению шифрованного текста (эффект "обвала");
4. область значений ключа должна исключать возможность дешифрования данных путем перебора значений ключа;
5. экономичность реализации алгоритма при достаточном быстродействии;
6. стоимость дешифрования данных без знания ключа должна превышать стоимость данных.

1. Классификация алгоритмов шифрования

Симметричные (с секретным, единым ключом, одноключевые, single-key).

Потоковые (шифрование потока данных):

• с одноразовым или  бесконечным ключом (infinite-key cipher);

• с конечным ключом (система  Вернама);

• на основе генератора псевдослучайных  чисел (ПСЧ).

Блочные (шифрование данных поблочно):

• шифры перестановки (permutation, P-блоки);

• шифры замены (подстановки, substitution,

S-блоки):  

– моноалфавитные (код Цезаря);

– полиалфавитные (шифр Видженера, цилиндр Джефферсона, диск Уэтстоуна, Enigma);

Cоставные:

• Lucipher (фирма IBM, США);

• DES (Data Encryption Standard, США);

• FEAL-1 (Fast Enciphering Algorithm, Япония);

• IDEA/IPES (International Data Encryption Algorithm/;

• Improved Proposed Encryption Standard, фирма Ascom-Tech AG, Швейцария);

• B-Crypt (фирма British Telecom, Великобритания);

• ГОСТ 28147-89 (СССР);

• Skipjack (США).

• Асимметричные (с открытым ключом, public-key):

• Диффи-Хеллман DH (Diffie, Hellman);

• Райвест-Шамир-Адлeман RSA (Rivest, Shamir, Adleman);

• Эль-Гамаль ElGamal.

Кроме того, существует разделение алгоритмов шифрования на собственно шифры (ciphers) и коды (codes). Шифры работают с отдельными битами, буквами, символами. Коды оперируют лингвистическими элементами (слоги, слова, фразы).

   Симметричные алгоритмы шифрования (или криптография с секретными ключами) основаны на том, что отправитель и получатель информации используют один и тот же ключ. Этот ключ должен храниться в тайне и передаваться способом, исключающим его перехват.

Обмен информацией осуществляется в три этапа:

1. отправитель передает получателю ключ (в сети с несколькими абонентами у каждой пары абонентов должен быть свой ключ, отличный от ключей других пар);
2. отправитель, используя ключ, зашифровывает сообщение, которое пересылается получателю;
3. получатель получает сообщение и расшифровывает его.

  Если для каждого дня и для каждого сеанса связи будет использоваться уникальный ключ, это повысит защищенность системы.

В асимметричных алгоритмах шифрования (или криптографии с открытым ключом) для зашифровывания информации используют один ключ (открытый), а для  расшифровывания – другой (секретный). Эти ключи различны и не могут  быть получены один из другого.

   Схема обмена информацией следующая:

• получатель вычисляет  открытый и секретный ключи, секретный  ключ хранит в тайне, открытый же делает доступным (сообщает отправителю, группе пользователей сети, публикует);

• отправитель, используя  открытый ключ получателя, зашифровывает  сообщение, которое пересылается получателю;

• получатель получает сообщение  и расшифровывает его, используя  свой секретный ключ.

  В асимметричных системах необходимо применять длинные ключи (512 битов иезащищенным каналам.

  В симметричных алгоритмах используют более короткие ключи, т. е. шифрование происходит быстрее. Но распределять ключи в таких системах сложнее. Поэтому при проектировании защищенной системы часто применяют и cимметричные, и аcимметричные алгоритмы. Система с открытыми ключами позволяет распределять ключи и в симметричных системах, поэтому в системе передачи защищенной информации можно объединить асимметричный и симметричный алгоритмы шифрования. С помощью первого рассылать ключи, вторым – собственно шифровать передаваемую информацию.

В правительственных и  военных системах связи используют только симметричные алгоритмы, так  как строго математического обоснования  стойкости систем с открытыми  ключами пока нет, как, впрочем, не доказано и обратное.

При передаче информации должны быть обеспечены одновременно или по отдельности:

• конфиденциальность (privacy) – злоумышленник не должен иметь возможности узнать содержание передаваемого сообщения;

• подлинность (authenticity), включающая два понятия: целостность (integrity) – сообщение должно быть защищено от случайного или умышленного изменения; идентификация отправителя (проверка авторства) – получатель должен иметь возможность проверить, кем отправлено сообщение.

Шифрование может обеспечить конфиденциальность, а в некоторых  системах и целостность. Сейчас широко применяется цифровая подпись (цифровое дополнение к передаваемой информации, гарантирующее целостность последней и позволяющее проверить ее авторство). Известны модели цифровой подписи (digital signature) на основе алгоритмов симметричного шифрования, но при использовании систем с открытыми ключами цифровая подпись осуществляется более удобно.