Основные принципы криптографии

Криптографические методы защиты данных

Криптографические методы являются наиболее эффективными средствами защиты информации в КС, при передаче же по протяженным линиям связи они являются единственным реальным средством предотвращения несанкционированного доступа к ней. Метод шифрования характеризуется показателями надежности и трудоемкости.

Важнейшим показателем надежности криптографического закрытия информации является его стойкость - тот минимальный объем зашифрованного текста, который можно вскрыть статистическим анализом. Таким образом, стойкость шифра определяет допустимый объем информации, зашифровываемый при использовании одного ключа.

Трудоемкость метода шифрования определяется числом элементарных операций, необходимых для шифрования одного символа исходного текста.

Основные требования к криптографическому закрытию информации.

1. Сложность и стойкость криптографического закрытия данных должны выбираться в зависимости от объема и степени секретности данных.

2. Надежность закрытия должна быть такой, чтобы секретность не нарушалась даже в том случае, когда злоумышленнику становится известен метод шифрования.

3. Метод закрытия, набор используемых ключей и механизм их распределения не должны быть слишком сложными.

4. Выполнение процедур прямого и обратного преобразований должно быть формальным. Эти процедуры не должны зависеть от длины сообщений.

5. Ошибки, возникающие в процессе преобразования не должны распространяться по всему тексту.

1. Вносимая процедурами защиты избыточность должна быть минимальной.

На рис. 8.1 показана схема основных методов криптографического закрытия информации. Некоторые из этих методов рассмотрены ниже.

Шифрование заменой (подстановка)

Наиболее простой метод шифрования. Символы шифруемого текста заменяются другими символами, взятыми из одного (моноалфавитная подстановка) или нескольких (полиалфавитная подстановка) алфавитов.

Наиболее простой метод - прямая замена символов шифруемого сообщения другими буквами того же самого или другого алфавита. Таблица замены может иметь вид:

Шифруемые символы	Заменяющие символы
А	м
Б	л
В	д
…	…

Однако такой шифр имеет низкую стойкость. Зашифрованный текст имеет те же самые статистические характеристики, что и исходный, поэтому, используя частотный словарь появления символов в том языке, на котором написано сообщение, и подбирая по частотам появления символы в зашифрованном сообщении, можно восстановить таблицу замены. Для этого требуется лишь достаточно длинный зашифрованный текст, для того, чтобы получить достоверные оценки частот появления символов. Поэтому простую замену используют лишь в том случае, когда шифруемое сообщение достаточно коротко.

Использование полиалфавитных подстановок повышают стойкость шифра. Для замены символов используются несколько алфавитов, причем смена алфавитов проводится последовательно и циклически: первый символ заменяется соответствующим символом первого алфавита, второй - из второго алфавита, и т.д. пока не будут исчерпаны все алфавиты. После этого использование алфавитов повторяется.

Дата добавления: 2014-01-03