Лекция 5. Криптография. Алгоритмы с симметричным и ассиметричным ключом. Хеш-функции

Криптология объединяет криптографию и криптоанализ.

Криптография - это наука об использовании математического аппарата для шифрования и дешифрования данных. Криптография позволяет хранить важную информацию или передавать её по незащищённым каналам связи (таким как Интернет) так, что она не сможет быть прочитана никем, кроме фактического адресата.

криптоанализ -- это наука об анализировании и взломе защищённых коммуникаций. Классический криптоанализ включает интересную смесь аналитических рассуждений, применения вычислительных средств, поиска паттернов.

Информация, которая может быть прочитана и понята без каких-либо специальных мероприятий, называется открытым текстом (plaintext). Метод маскировки открытого текста таким образом, чтобы скрыть его суть, называется шифрованием. Шифрование открытого текста приводит к его превращению в непонятную тарабарщину, именуемую зашифрованным текстом (ciphertext). Шифрование применяется для того, чтобы скрыть информацию от тех, для кого она не предназначается, даже если они могут видеть сам зашифрованный текст 1. Противоположный процесс по обращению зашифрованного текста в его оригинальный вид называется дешифрованием.

Открытый текст (plaintext) - информация, которая может быть прочитана и понята без каких-либо специальных мероприятий

Алфавит - конечное множество знаков, применяемых для шифрования данных.

Текст - упорядоченный набор из алфавитных элементов. Тексты, построенные на алфавите, и станут зашифрованной информацией, которая впоследствии будет подвергнута дешифрованию.

Шифрование - преобразовательный процесс, в котором открытый или исходный текст замещается текстом зашифрованным. (Или это обратимое преобразование открытой (исходной) текстовой информации путем комбинирования некоторого алгоритма с дополнительными секретными данными (ключами) в криптограмму (шифр-текст).)

Дешифрование - процесс, в котором конфиденциальные текстовые данные с помощью специального ключа преобразуются в исходные.

Если безопасность алгоритма основана на сохранении самого алгоритма в тайне, это ограниченный алгоритм. Ограниченные алгоритмы представляют только исторический интерес, но они совершенно не соответствуют сегодняшним стандартам. Большая или изменяющаяся группа пользователей не может использовать такие алгоритмы, так как всякий раз, когда пользователь покидает группу, ее члены должны переходить на другой алгоритм. Алгоритм должен быть заменен и, если кто-нибудь извне случайно узнает секрет.

Что еще хуже, ограниченные алгоритмы не допускают качественного контроля или стандартизации. У каждой группы пользователей должен быть свой уникальный алгоритм. Такие группы не могут использовать открытые аппаратные или программные продукты - злоумышленник может купить такой же продукт и раскрыть алгоритм. Им приходится разрабатывать и реализовывать собственные алгоритмы. Если в группе нет хорошего криптографа, то как ее члены проверят, что они пользуются безопасным алгоритмом?

Ключ - информация, необходимая для реализации свободного шифрования и дешифрования информационных данных.

Криптография изучает системы симметричные и системы с открытым ключом.

Симметричные системы - системы, в которых чтобы зашифровать и дешифровать информацию, нужен идентичный ключ.

Системы с открытым ключом – для данных систем необходимы математически связанные между собой открытые и закрытые ключи. Шифровка информации осуществляется открытым ключом, доступным любому желающему, а расшифровка – только закрытым ключом, известным исключительно получателю информационных данных.

Распределение ключей - процесс системной обработки данных, заключающийся в распределении ключей между всеми пользователями

Управление ключами - процесс системной обработки данных, заключающийся в составлении ключей.

Электронные (цифровые) подписи - дополнение к тексту в виде его криптографического преобразования, позволяющего при получении данных другим лицом проверить авторство и подлинность информации.

Криптостойкость - характеристика шифра, определяющую его устойчивость к дешифрованию, если ключ неизвестен (то есть стойкость к криптоанализу). Криптографическая стойкость определяется тем, сколько понадобится времени и средств, чтобы из зашифрованного сообщения восстановить первоначальный открытый текст. В результате применения стойкого шифрования получается зашифрованный текст, который очень сложно расшифровать без обладания определёнными инструментами по дешифрованию.

Криптографический алгоритм, или шифр -- это математическая функция, используемая в процессах шифрования и дешифрования. Чтобы зашифровать открытый текст, криптоалгоритм работает в комбинации с ключом -- словом, числом или фразой. Одно и то же сообщение разными ключами будет шифроваться в разный зашифрованный текст. Защищённость зашифрованных данных целиком зависит от двух вещей: стойкости криптоалгоритма и секретности ключа.

Криптоалгоритм плюс всевозможные ключи и протоколы, заставляющие их работать, составляют криптосистему.

Дата добавления: 2014-01-20