рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Образование
/
Основные аспекты криптографии

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Основные аспекты криптографии

Основные аспекты криптографии - раздел Образование, Основы теории информации и криптографии Криптография – (До 70-Ых Годов) Область Научной И Практической Деятель...

Криптография – (до 70-ых годов) область научной и практической деятельности, связанной с разработкой, применением и анализом шифросистем; (в настоящее время) область науки, техники, практической деятельности, связанной с разработкой, применением и анализом криптографических систем защиты информации.

Основные функции криптографических систем:

§ обеспечение конфиденциальности

§ обеспечение аутентичности

различных аспектов информационного взаимодействия.

Источником угроз при решении криптографических задач считаются преднамеренные действия противника или недобросовестного участника информационного взаимодействия, а не случайное изменение информации вследствие помех, отказов и др.

Конфиденциальность – это защищенность информации от ознакомления с ее содержанием со стороны лиц, не имеющих права доступа к ней.

Аутентификация – это установление (то есть проверка и подтверждение) подлинности различных аспектов информационного взаимодействия: сеанса связи, сторон (идентификация), содержания (имитозащита), источника (установление авторства) передаваемых сообщений, времени взаимодействия и прочее. Особенно остро проблема аутентификации стоит в случае недоверия друг другу сторон, когда источник угрозы может быть не только третья сторона (противник), но и сторона, с которой осуществляется информационное взаимодействие.

Сфера интересов криптоанализа – наука о методах анализа криптографических отображений информации с целью раскрытия информации.

Следующий рисунок иллюстрирует определение криптографии и показывает основные составляющие части.

Рис. 9. Схема составляющих криптографии и их взаимодействие

Криптосистема – система обеспечения безопасности защищенной сети, использующая криптографические средства. В качестве подсистем она может включать в себя системы шифрования, идентификации, имитозащиты, цифровой подписи и др., а также ключевую систему, обеспечивающую работу остальных систем.

В основе выбора и построения криптосистемы лежит условие обеспечения криптографической стойкости. В зависимости от ключевой системы различают симметричные и асиvметричныесистемы.

Криптографические средства – это:

§ методы и средства обеспечения безопасности информации, использующие криптографические преобразования информации (то есть преобразование информации с использованием одного из криптографических алгоритмов, определяемой целевым назначением криптографической системы)

§ (в более узком смысле) средства в виде документов, механических, электромеханических и электронных технических устройств или программ, предназначенных для выполнения функций криптографических систем.

Предположим, что отправитель хочет послать письмо получателю. Более того, этот отправитель желает, что при перехвате его сообщение никто не сможет прочесть. Само сообщение называется открытым текстом, изменение вида сообщения – шифрование, зашифрованное сообщение – шифротекст. Процесс преобразования шифротекста в открытый текст – дешифровка.

Рис. 10. Процесс шифрования/дешифрования

Обозначим:

· открытый текст (message). Это может быть поток битов, текстовый файл и проч.

· Шифротекст (ciphertext)..

· Функция шифрования: .

· Функция дешифрования: .

Естественно, должно выполняться: .

Криптографический алгоритм (шифр) представляет собой математические функции, используемые для шифрования/дешифрования.

Если безопасность алгоритма основана на сохранении самого алгоритма в тайне, то это ограниченный алгоритм. Такой алгоритм представляет только историческую ценность и абсолютно не соответствует современным стандартам. Большая и изменяемая группа пользователей не может использовать такие алгоритмы, так как при уходе одного из участников надо будет изменять алгоритм шифрования.

Современная криптография решает эту проблему с помощью ключа . Такой ключ может иметь любое значение, выбранное из большого множества . Множество возможных ключей – пространство ключей.

Таким образом, криптосистема представляет собой алгоритмы и всевозможные открытые тексты, шифротексты и ключи.

Если при шифровании и дешифровании используется один и тот же ключ, то это симметричное шифрование. Естественно, этот ключ должен храниться в секрете, поэтому второе название таких систем – системы с секретным ключом.

Для несимметричного шифрования (или алгоритмы с открытым ключом) существует два различных ключа: –открытый ключ, доступный всем и –закрытый, хранящийся только у отправителя сообщения; и . Вычисление ключ дешифрования по связано с высокой сложностью решения.

Безопасности алгоритмов таких типов полностью основаны на ключах, а это значит, что данные алгоритмы шифрования могут быть опубликованы и проанализированы.

Преимущества симметричных алгоритмов заключаются в высокой скорости работы, меньших размерах используемых ключей и в более основательных гарантиях обеспечения криптостойкости.

Несимметричные криптосистемы используют более удобные протоколы.

Установленная последовательность действий, выполняемых для решения какой-либо криптографической задачи, называется криптографическим протоколом. В отличие от алгоритма, протокол реализуется в результате взаимодействия нескольких сторон протокола.

Одной из важнейших криптографических задач является задача распределения ключей. На рис. 11 представлено разделение данных протоколов по видам.

Рис. 11. Виды протоколов обмена ключами

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Основы теории информации и криптографии

Т А Гультяева... Основы...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Основные аспекты криптографии

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Задачи, решаемые в рамках теории информации
Теория информации – наука, появившаяся в 1948 г. в результате публикации работы Клода Шеннона «Математическая теория связи». Ниже представлена структурная схема типичной системы передачи и

И их вероятностные модели
Пусть рассматривается произвольный источник сообщений. Каждое сообщение – это последовательность символов (например, букв русского алфавита, точек и тире в телеграфии, 0 и 1 в компьют

Собственная информация
Очевидно, что задача количественного измерения информации возникла при решении конкретных практических задач. Например, можно стремиться уменьшить количество электрических сигналов, необходимых для

Взаимная информация
Рассмотрим два ансамбля сообщений: . – ансамбль сообщений на входе

Энтропия
Пусть ИДС описывается некоторым дискретным ансамблем: . Тогда энтропия ИДС (или энтропия случайног

Условная энтропия
Пусть имеются два статистически независимых конечных ансамбля символов . Пары символов

Избыточность
Считают, что имеется избыточность, если количество информации, содержащейся в сигнале (энтропия сигнала), меньше того количества, которое этот сигнал мог бы содержать по своей физической природе.

Сжатие без потерь информации
В системах неразрушающего сжатия декодер восстанавливает данные источника абсолютно без потерь (рис. 4).

Сжатие с потерями информации.
Далее приведена система разрушающего сжатия (рис.5): Рис. 5. Схема сжатия с потерями &nbs

Без потерь информации
В данном случае кодирующие устройство должно удовлетворять следующим условиям: 1. Обеспечивать безошибочную передачу информации, то есть взаимно однозначное соответствие между

Основные методы побуквенного кодирования
Простейшими кодами, с помощью которых можно выполнять сжатие информации, являются коды без памяти. Наилучшим из кодов, обладающих свойствами, перечисленными выше, является код Хаффмана. Ко

Код Хаффмана
Алгоритм Хаффмана дает эффективный способ поиска оптимального вектора Крафта. Код, получаемый с использованием этого оптимального вектора, называется кодом Хаффмана[1]. Далее привед

Код Шеннона
Далее приведен алгоритм кодирования по Шеннону: Инициализации. Все буквы из алфавита записываются по убыванию вероятностей встречаемости в сообщениях. Каждой букве ставится в

Код Шеннона-Фано
Ниже приведен алгоритм кодирования по методу Шеннона-Фано: Инициализации. Все буквы алфавита записываются в порядке убывания вероятностей. Цикл. Всю совокупно

Код Гильбера-Мура
Далее приведен алгоритм кодирования по методу Гильбера-Мура. Инициализация. Сопоставим каждой букве кумулятивную вероятность

Помехоустойчивое кодирование
Помехоустойчивые коды – это коды, позволяющие обнаружить и (или) исправить ошибки в кодовых словах, которые возникают при передачи по каналам связи. Эти коды строятся таким образом, что для

Коды с обнаружением ошибок
Рассмотрим простейший метод, принадлежащий к этой группе кодов и основанный на проверке на четность. Схема кодирования: , то

Линейные блоковые коды
Линейным блоковым (n, k) кодом называется множество последовательностей длины

Коды Хэмминга
Код Хэмминга представляет собой один из важнейших классов линейных кодов, нашедших широкое применение на практике и имеющих простой и удобный для технической реализации алгоритм обнаружения и испра

Циклические коды
В отличие от кода Хемминга в циклическом коде используют математические операции не над векторами, а над многочленами. (Напомним, что произвольному вектору

Основные аспекты криптоанализа
Попытка криптоанализа называется вскрытием. Основное предположение криптоанализа, впервые сформулированное в XIX веке Д. А. Керкхофсом, состоит в том, что безопасность полностью опред

Шеноновские модели криптографии
На рис. 12 представлена общая схема симметричной криптосистемы. Рис. 12. Схема симметричной крипто

Теоретико-информационные оценки стойкости симметричных криптосистем
В этом пункте мы будем исследовать общие вопросы устойчивости симметричных криптосистем к криптоанализу, используя теоретико-информационный подход Шеннона. Свойство устойчивости криптосист

Псевдослучайные последовательности
Случайные числа и их генераторы являются неотъемлемыми элементами современных криптосистем. Ниже приводятся конкретные примеры использования случайных чисел в криптологии: 1. Сеансовые и д

Равномерно распределенная случайная последовательность
Равномерно распределенная случайная последовательность (РРСП) (или «чисто случайной» последовательность) – это случайная последовательность

Простые числа
Натуральное число называют простым, если оно не имеет других натуральных делителей, кроме

Тестирование чисел на простоту и построение больших простых чисел
Зачастую криптостойкость алгоритмов шифрования с открытыми ключом существенно зависит от того, насколько велики простые числа. Общая схема для большинства методов получения простых чисел с

Арифметика вычетов
Будем рассматривать целые числа в связи с остатками от деления на натуральное число , называемое модулем.

Функция Эйлера
Количество классов вычетов в приведенной системе вычетов минус один обозначают как и называют функцией Эйлера (или представ

Сравнение первой степени
Рассмотрим сравнение: . (4.2) Под

Решение сравнения первой степени с использованием алгоритма Евклида
Рассмотрим алгоритм Евклида для нахождения наибольшего общего делителя [5]. Выполним следующие деление с остатком:

Решение сравнения первой степени с использованием расширенного алгоритма Евклида
Рассмотрим расширенный алгоритм Евклида[6]. Как мы убедились в обычном алгоритме Евклида чтобы найти надо выражать ч

Первообразные корни
Число , взаимно простое с модулем (

Дискретные логарифмы в конечном поле
Ранее мы рассматривали задачу: по заданным найти .

Система шифрования RSA
Данная криптосистема является шифрованием с открытым ключом. Алгоритм RSA[7] опирается на тот факт, что найти большие простые числа вычислительно легко, но разложить большое число на произведение д

Система шифрования Диффи-Хеллмана
Данный алгоритм[8] также является алгоритмом секретного обмена между абонентами ключом. Он основан на трудности вычисления дискретного логарифма. Рассмотрим простейшую схему создания общег

Разложение на множители (факторизация)
Разложение на множители числа (например, ) является одной из древнейших проблем теории чисел. Приступая к факторизации числа, следует снача

Вычисление в поле Галуа
Напомним некоторые определения из алгебраических основ: Поле – это множество

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Шеннон К. Теория связи в секретных системах. / В кн. Лекции по теории информации и кибернетике.–М.: ИЛ, 1963. Харин Ю.С., Берник В.И., Матвеев Г.В., Агиевич С.В. Матем