Методы замены

Сущность методов замены (подстановки) заключается в заме­не символов исходной информации, записанных в одном алфави­те, символами из другого алфавита по определенному правилу. Самым простым является метод прямой замены. Символам s0i исходного алфавита Ао, с помощью которых записывается ис­ходная информация, однозначно ставятся в соответствие символы s1i шифрующего алфавита А1. В простейшем случае оба алфавита могут состоять из одного и того же набора символов. Например, оба алфавита могут содержать буквы русского алфавита.

Задание соответствия между символами обоих алфавитов осуществляется с помощью преобразования числовых эквивален­тов символов исходного текста То, длиной'- К символов, по опре­деленному алгоритму.

Алгоритм моноалфавитной замены может быть представлен в виде последовательности шагов.

Шаг 1. Формирование числового кортежа Loh путем замены каждого символа S0i € T0 (i=l,K), представленного в исходном ал­фавите Ао размера [lxR], на число h0i(s0i), соответствующее по­рядковому номеру символа Soi в алфавите Ао.

Шаг 2. Формирование числового кортежа L1h путем замены каждого числа кортежа Loh на соответствующее число h1i кортежа Lih, вычисляемое по формуле:

ha = (k1*hoi(soi)+k₂)(mod R), где k1 - десятичный коэффициент; k₂ - коэффициент сдвига, вы­бранные коэффициенты к1, к₂ должны обеспечивать однозначное соответствие чисел h0i и h1i, а при получении

h1i = 0 выполнить замену h1i = R.

Шаг 3. Получение шифртекста Т1 путём замены каждого числа h1i(s1i) кортежа L1h соответствующим символом s1i є T1 (i=1,K) алфавита шифрования А1 размера [1*R].

Шаг 4. Полученный шифртекст разбивается на блоки фиксированной длины b. Если последний блок оказывается неполным, то в конец блока помещаются специальные символы – заполнители (например, символ *).

Пример:

Исходными данными для шифрования являются: Т0 = < М Е Т О Д _ Ш И Ф Р О В А Н И Я >;

А0 = < А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я _ >;

А1 = < О Р Щ Ь Я Т Э _ Ж М Ч Х А В Д Ы Ф К С Е З П И Ц Г Н Л Ъ Ш Б У Ю >;

R=32; K1=3; K2=15, b=4.

Пошаговое выполнение алгоритма приводит к получению следующих результатов.

Шаг 1. L0h = <12,6,18,14,5,32,24,9,20,16,14,3,1,13,9,31>.

Шаг 2. L1h = <19,1,5,25,30,15,23,10,11,31,25,24,18,22,10,12>.

Шаг 3. T1 = < С О Я Г Б Д И М Ч У Г Ц К П М Х >.

Шаг 4. T2 = < С О Я Г Б Д И М Ч У Г Ц К П М Х >.

При расшифровании сначала устраняется разбиение на блоки. Получается непрерывный шифртекст Т1 длиной К символов. Расшифрование осуществляется путём решение целочисленного уравнения:

K1h0i+k2=R+h1i,

При известных целых величинах k1, k2, h1i и R величина h0i вычисляется методом перебора n.

Последовательное применение этой процедуры ко всем символам шифртекста приводит к его расшифрованию.

По условиям приведенного примера может быть построена таблица замены, в которой взаимозаменяемые символы располагаются в одном столбце.

Таблица замены

Soi	А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш
h0i	1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
S1i	К З Ц Л Б О Ь Э М А Ы С П Г Ъ У Р Я _ Ч В Ф Е И
h1i	18 21 24 27 30 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 2 5 8 11 14 17 20 23

Soi	Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я _
h0i	25 26 27 28 29 30 31 32
S1i	Н Ш Ю Щ Т Ж Х Д
h1i	26 29 32 3 6 9 12 15

Использование таблицы замены значительно упрощает процесс шифрования. При шифровании символ исходного текста сравнивается с символами строки s0i таблица. Если произошло совпадение в i-м столбце, то символ исходного текста заменяется символом из строки s1i, находящегося в том же столбце i таблицы.

Расшифрование осуществляется аналогичным образом, но вход в таблицу производится по строке s1i.

Основным недостатком метода прямой замены является наличие одних и тех же статистических характеристик исходного и закрытого текста. Зная, на каком языке написан исходный текст и частотную характеристику употребления символов алфавита этого языка, криптоаналитик путем статистической обработки перехваченных сообщений может установить соответствие между символами обоих алфавитов.

Существенно более стойкими являются методы полиалфавитной замены. Такие методы основаны на использовании нескольких алфавитов для замены символов исходного текста. Формально полиалфавитную замену можно представить следующим образом. При N - алфавитной замене символ so1 из исходного алфавита Ао заменяется символом s11 из алфавита А1, S02 заменяется символом S22 из алфавита Аг и так далее. После замены Son символом s nn из An символ so(n+1) замещается символом S1 (N+1) алфавита A1и так далее.

ТЕМА 4.7. МЕТОДЫ АНТИВИРУСНОЙ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ   Угроза информационному ресурсу возрастает с каждым днем, подвергая в панику ответственных лиц в банках, на предприятиях и в компаниях во всем мире. И угроза эта исходит от компьютерных вирусов, которые искажают или уничтожают жизненно важную, ценную информацию, что может привести не только к финансовым потерям, но и к человеческим жертвам. Вирус - это специальная небольшая по размерам программа, которая может "приписывать" себя к другим программам (т.е. "заражать" их), а также выполнять различные нежелательные действия на компьютере. Программа, внутри которой находится вирус, называется "зараженной ". Когда такая программа начинает работу, то сначала управление получает вирус. Вирус находит и "заражает" другие программы, а также выполняет какие-нибудь вредные действия (например, портит файлы или таблицу размещения файлов на диске, "засоряет" оперативную память и т.д.). Для маскировки вируса действия по заражению других программ и нанесению вреда могут выполняться не всегда, а, скажем, при выполнении определенных условий. После того, как вирус выполнит нужные ему действия, он передает управление той программе, в которой он находится, и она работает так же, как обычно. Тем самым внешне работа зараженной программы выглядит так же, как и незараженной. Разновидности вирусов устроены так, что при запуске зараженной программы вирус остается резидентно, т.е. до перезагрузки DOS, компьютера и время от времени заражает программы и выполняет вредные действия на компьютере. Компьютерный вирус может испортить любой файл на имеющих в компьютере дисках. Но некоторые виды файлов вирус может "заразить". Это означает, что вирус может "внедриться" в эти файлы, т.е. изменить их так, что они будут содержать вирус, который при некоторых обстоятельствах может начать свою работу. Тексты программ и документов, информационные файлы без данных, таблицы табличных процессоров и другие аналогичные файлы не могут быть заражены вирусом, он может их только испортить. Основные виды вирусов: § загрузочные, § файловые, § файлово - загрузочные, § полиморфные. Причины появления и распространения вирусов скрыты с одной стороны в психологии человека, с другой стороны - с отсутствием средств защиты у операционной системы. Основные пути проникновения вирусов - съемные диски и компьютерные сети. Чтобы этого не случилось, соблюдайте меры по защите. Вирус- программа, обладающая способностью к самовоспроизведению. Такая способность является единственным средством, присущим всем типам вирусов. Но не только вирусы способны к самовоспроизведению. Любая операционная система и еще множество программ способны создавать собственные копии. Копии же вируса не только не обязаны полностью совпадать с оригиналом, но, и могут вообще с ним не совпадать! Вирус не может существовать в «полной изоляции»: сегодня нельзя представить себе вирус, который не использует код других программ, информацию о файловой структуре или даже просто имена других программ. Причина понятна: вирус должен каким-нибудь способом обеспечить передачу себе управления. Ø В зависимости от среды обитания вирусы можно разделить на: § сетевые, § файловые, § загрузочные, § файлово-загрузочные. Сетевые вирусы распространяются по различным компьютерным сетям. Файловые вирусы внедряются главным образом в исполняемые модули, т. е. В файлы, имеющие расширения COM и EXE. Файловые вирусы могут внедряться и в другие типы файлов,

но, как правило, записанные в таких файлах, они никогда не получают управление и, следовательно, теряют способность к размножению.

Загрузочные вирусы внедряются в загрузочный сектор диска (Boot-с) или в сектор, содержащий программу загрузки системного диска (Master Boot Record).

Файлово-загрузочные вирусы заражают как файлы, так и загрузочные сектора дисков.

Ø По способу заражения вирусы делятся на:

§ резидентные,

§ нерезидентные.

Резидентный вирус при заражении (инфицировании) компьютера оставляет в оперативной памяти свою резидентную часть, которая потом перехватывает обращение операционной системы к объектам заражения (файлам, загрузочным секторам дисков и т. п.) и внедряется в них. Резидентные вирусы находятся в памяти и являются активными вплоть до выключения или перезагрузки компьютера.

Нерезидентные вирусы не заражают память компьютера и являются активными ограниченное время.

Ø По степени воздействия вирусы можно разделить на следующие виды:

§ неопасные, не мешающие работе компьютера, но уменьшающие объем свободной оперативной памяти и памяти на дисках, действия таких вирусов проявляются в каких-либо графических или звуковых эффектах;

§ опасные вирусы, которые могут привести к различным нарушениям в работе компьютера;

§ очень опасные, воздействие которых может привести к потере программ, уничтожению данных, стиранию информации в системных областях диска.

Ø По особенностям алгоритма вирусы трудно классифицировать из-за большого разнообразия.

§ Простейшие вирусы - паразитические, они изменяют содержимое файлов и секторов диска и могут быть достаточно легко обнаружены и уничтожены;

§ вирусы-репликаторы - черви, которые распространяются по компьютерным сетям, вычисляют адреса сетевых компьютеров и записывают по этим адресам свои копии;

§ вирусы-невидимки - стелс-вирусы, которые очень трудно обнаружить и обезвредить, так как они перехватывают обращения операционной системы к пораженным файлам и секторам дисков и подставляют вместо своего тела незараженные участки диска;

§ вирусы-мутанты, содержащие алгоритмы шифровки-расшифровки, благодаря которым копии одного и того же вируса не имеют ни одной повторяющейся цепочки байтов;

§ квазивирусные или «троянские» программы, которые хотя и не способны к самораспространению, но очень опасны, так как, маскируясь под полезную программу, разрушают загрузочный сектор и файловую систему дисков.

Проявление наличия вируса в работе на ПЭВМ:

Все действия вируса могут выполняться достаточно быстро и без выдачи каких-либо сообщений, поэтому пользователю очень трудно заметить, что в компьютере происходит что-то необычное.

Пока на компьютере заражено относительно мало программ, наличие вируса может быть практически незаметно. Однако по прошествии некоторого времени на компьютере начинает твориться что-то странное, например:

• некоторые программы перестают работать или начинают работать неправильно;
• на экран выводятся посторонние сообщения, символы и т.д.;
• работа на компьютере существенно замедляется;
• некоторые файлы оказываются испорченными и т.д.

К этому моменту, как правило, уже достаточно много (или даже большинство) программ являются зараженными вирусом, а некоторые файлы и диски - испорченными. Более того, зараженные программы с одного компьютера могли быть перенесены с помощью носителей или по локальной сети на другие компьютеры.

Некоторые виды вирусов ведут себя еще более коварно. Они вначале незаметно заражают большое число программ или дисков, а потом причиняют очень серьезные повреждения, например, формируют весь жесткий диск на компьютере. А бывают вирусы, которые стараются вести себя как можно более незаметно, но понемногу и постепенно портят данные на жестком диске компьютера.

Таким образом, если не предпринимать мер по защите от вируса, то последствия заражения компьютера могут быть очень серьезными.

Дата добавления: 2014-01-05