Лекция 12. Назначение криптографии

Масштабы в области информатизации общества на базе современных средств вычислительной техники, связи, а также современных методов автоматизированной обработки информации выдвигают. 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 информационных технологий процессов сбора, передачи, накопления, хранения, поиска, переработки информации и выдачи ее для использования. Информация в современном обществе – одна из самых охраняемых ценностей в жизни, требующая защиты от несанкционированного доступа по всех его видах и проявлениях. Основные сокращения, обозначения и определения

Шифрование - это программно-алгоритмическое преобразование данных в специальную форму представления, используя для этого специальные ключи (алгоритмы) шифрования-расшифровки.

Криптография - наука о способах преобразования (шифрования) информации с целью ее защити от незаконных пользователей (разработка шифров и правил их использования).

Криптоанализ - наука и практика ее применения о методах и способах вскрытия шифров (атака на шифры).

Криптология - наука, состоящая из двух ветвей: криптографии и криптоанализа.

Ключ - сменный элемент шифра, который применяется для шифрования конкретного сообщения.

Методология - процедура, состоящей из: одного или более алгоритмов шифрования (математических формул); ключей, используемых этими алгоритмами шифрования; системы управления ключами; незашифрованного текста; и зашифрованного текста (шифртекста).

КК – квантовая криптография.

ВОЛС – волоконно-оптическая линия связи.

КОКС –квантово-оптические каналы связи, в которых в приёмном модуле применяются лавинные фотодиоды.

Появление в середине двадцатого столетия первых электронно-вычислительных машин кардинально изменило ситуацию в области шифрования (криптографии). С проникновением персональных компьютеров в различные сферы промышленности и экономики, во все области жизни возникла принципиально новая отрасль - информационная индустрия, основанная на современных информационных технологиях. В 60-х и частично в 70-х годах проблема защиты информации решалась достаточно эффективно применением в основном организационных мер. К ним относились, прежде всего, режимные мероприятия, охрана, сигнализация и простейшие программные средства защиты информации. С другой стороны, защита информации носила, в основном, оборонное и политическое назначение, то в настоящее время, при рыночной организации народного хозяйства, защита информации используется во всех финансово-экономических операциях. Эффективность использования указанных средств достигалась за счет концентрации информации на вычислительных центрах, как правило, автономных, что способствовало обеспечению защиты информации организационными средствами и относительно небольшими затратами.

Рассредоточение информации по местам ее получения, передачи, хранения и обработки обострило ситуацию с защитой информации. Этому немалой степени способствовало появление в огромных количествах дешевых персональных компьютеров и построенных на их основе локальных и глобальных национальных и транснациональных сетей ПЭВМ, использующих спутниковые каналы связи, создание высокоэффективных систем разведки и добычи информации. Проблема обеспечения необходимого уровня защиты информации оказалась (и это предметно подтверждено как теоретическими исследованиями, так и практикой) весьма сложной, требующей для своего решения не просто осуществления некоторой совокупности научных, научно-технических и организационных мероприятий и применения специфических средств и методов. Защита информации от несанкционируемого доступа, требует создания целостной системы организационных мероприятий и применения специфических средств и методов по защите информации.

Объем циркулирующей в обществе информации стабильно возрастает. Популярность глобальной сети Internet в последние годы способствует удваиванию информации каждый год. Фактически, в третьем тысячелетии человечество создало информационную цивилизацию, в которой от успешной работы средств обработки информации зависит благополучие и даже выживание человечества в его нынешнем качестве. Произошедшие за этот период изменения можно охарактеризовать следующим образом:

объемы обрабатываемой информации возросли за полвека в сотни раз;

доступ к определенным данным позволяет контролировать значительные материальные и финансовые ценности;

информация приобрела стоимость, которую даже можно подсчитать;

характер обрабатываемых данных стал чрезвычайно многообразным и более не сводится к исключительно текстовым данным;

информация полностью "обезличилась", то есть особенности ее материального представления потеряли свое значение - сравните письмо прошлого века и современное послание по электронной почте;

характер информационных взаимодействий чрезвычайно усложнился, наряду с классической задачей защиты передаваемых текстовых сообщений от несанкционированного прочтения и искажения возникли новые задачи сферы защиты информации;

возникли ранее не стоявшие и решавшиеся в рамках используемых "бумажных" технологий - например, подпись под электронным документом и вручение электронного документа "под расписку";

субъектами информационных процессов теперь являются не только люди, но и созданные ими автоматические системы, действующие по заложенной в них программе;

вычислительные способности современных компьютеров подняли на совершенно новый уровень как возможности по реализации шифров, ранее немыслимых из-за своей высокой сложности, так и возможности аналитиков по их взлому.

Перечисленные выше изменения привели к тому, что очень быстро после распространения компьютеров в деловой сфере практическая криптография сделала в своем развитии огромный скачок, причем сразу по нескольким направлениям:

во-первых, были разработаны стойкие блочные с секретным ключом, предназначенные для решения классической задачи - обеспечения секретности и целостности, передаваемых или хранимых данных, они до сих пор остаются основным рабочим инструментом криптографии, являются наиболее часто используемыми средствами криптографической защиты;

во-вторых, были созданы методы решения новых, нетрадиционных задач сферы защиты информации, наиболее известными из которых являются задача подписи цифрового документа и открытого распределения ключей.

В современном мире информационный ресурс стал одним из наиболее мощных рычагов экономического развития. Владение информацией необходимого качества в нужное время и в нужном месте является залогом успеха в любом виде хозяйственной деятельности. Монопольное обладание определенной информацией оказывается зачастую решающим преимуществом в конкурентной борьбе и предопределяет, тем самым, высокую цену "информационного фактора".

Широкое внедрение персональных ЭВМ вывело уровень информатизации деловой жизни на качественно новую ступень. Ныне трудно представить себе фирму или предприятие (включая самые мелкие), которые не были бы вооружены современными средствами обработки и передачи информации. В ПЭВМ на носителях данных накапливаются значительные объемы информации, зачастую носящей конфиденциальный характер или представляющей большую ценность для ее владельца.

12.1. Основные задачи криптографии.

Основная задача криптографии, то есть преобразование и 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 и законодательно защищены даже специальные понятия:

государственная тайна;

военная тайна;

коммерческая тайна;

юридическая тайна;

врачебная тайна.

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.

Поэтому, подводя предварительные сведения по этой лекции можно сделать следующие выводы. 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.

Контрольные вопросы

1. Что такое криптография, криптология и криптоанализ?

2. Основные задачи криптографии.

Дата добавления: 2014-01-20