Методы оценки надежности шифров

Методы оценки качества криптоалгоритмов, используемые на практике:

1. всевозможные попытки их вскрытия;

2. анализ сложности алгоритма дешифрования;

3. оценка статистической безопасности шифра.

В первом случае многое зависит от квалификации, опыта, интуиции крип-тоаналитика и от правильной оценки возможностей противника. Обычно считается, что противник знает шифр, имеет возможность его изучения, знает некоторые характеристики открытых защищаемых данных, например тематику со­общений, их стиль, стандарты, форматы и т. п. Рассмотрим следующие примеры возможностей противника:

· противник может перехватывать все зашифрованные сообщения, но не имеет соответствующих им открытых текстов;

· противник может перехватывать все зашифрованные сообщения и добывать соответствующие им открытые тексты;

· противник имеет доступ к шифру (но не ключам!) и поэтому может зашифровывать и расшифровывать любую информацию.

Во втором случае оценку стойкости шифра заменяют оценкой минимальной сложности алгоритма его вскрытия. Однако получение строго доказуемых оценок нижней границы сложности алгоритмов рассматриваемого типа не пред­ставляется возможным. Иными словами, всегда возможна ситуация, когда алго­ритм вскрытия шифра, сложность которого анализируется, оказывается вовсе не самым эффективным.

Сложность вычислительных алгоритмов можно оценивать числом выполняе­мых элементарных операций, при этом, естественно, необходимо учитывать их стоимость и затраты на их выполнение. В общем случае это число должно иметь строгую нижнюю оценку и выходить за пределы возможностей современных компьютерных систем. Качественный шифр невозможно раскрыть способом более эффективным, чем полный перебор по всему ключевому пространству, при этом криптограф должен рассчитывать только на то, что у противника не хватит времени и ресурсов, чтобы это сделать.

Алгоритм полного перебора по всему ключевому пространству- это пример так называемого экспоненциального алгоритма. Если сложность алгоритма вы­ражается неким многочленом (полиномом) от п, где п - число элементарных операций, такой алгоритм носит название полиномиального.

В третьем случае считается, что надежная криптосистема с точки зрения про­тивника является "черным ящиком", входная и выходная информационные по­следовательности которого взаимно независимы, при этом выходная зашифро­ванная последовательность является псевдослучайной. Поэтому смысл испыта­ний заключается в проведении статистических тестов, устанавливающих зави­симость изменений в зашифрованном тексте от изменений символов или битов в исходном тексте или ключе, а также анализирующих, насколько выходная за­шифрованная последовательность по своим статистическим свойствам прибли­жается к истинно случайной последовательности. Случайность текста шифровки можно приближенно оценивать степенью ее сжатия при использовании алго­ритма Лемпела-Зива, применяемого в архиваторах IBM PC. Если степень сжатия больше 10%, то можно считать криптосистему несостоятельной.

Дата добавления: 2014-01-05