Дьяченко Н.В., Отакулов А.С., Шатомиров И.С.
Донской государственный технический университет
ВИДЫ КРИПТОГРАФИЧЕСКОГО ШИФРОВАНИЯ
Аннотация
В данной работе рассматриваются вопросы, касающиеся истории создания криптографического шифрования, а также методы шифрования, виды. Проанализированы основные типы криптоаналитического вскрытия, порядок его выполнения и особенности.
Ключевые слова: информационная безопасность, криптография, стойкость шифра, криптоанализ
Keywords: information security, cryptography, cipher strength, cryptanalysis
На протяжении всей своей истории человечество должно шифровать ту или иную информацию. Из такой необходимости возникла целая наука — криптография. В прошлом криптография служила только интересам государства, но с появлением Интернета ее методы также заинтересовали частных лиц. Сегодня криптография часто используется хакерами, борцами за свободу и обычными пользователями, которые хотят защитить свои данные в Интернете.
Чтобы понять, как развивалась наука криптографии, давайте обратимся к ее истории. Криптография (от греч. — ««тайнопись») — наука о защите информации с использованием математических методов. Первая работа по криптографии была написана до Рождества Христова. Первые надежные системы защиты информации были разработаны в Китае. Чаще всего шифрование информации использовалось в военных вопросах.
Криптография активно развивалась в средние века и часто использовалась дипломатами и торговцами для шифрования сообщений. Одна из самых известных шифра средневековья называется Copiale- рукопись, элегантно украшенная водяными знаками, которые еще не были расшифрованы. В эпоху Возрождения Фрэнсис Бэкон описал 7 методов для скрытого текста, а также предложил метод двоичного шифрования.
Во время Первой мировой войны криптография стала признанным боевым инструментом. Вторая мировая война послужила катализатором развития компьютерных систем с помощью криптографии. Немецкие шифровальные машины «Энигма», английская «Бомба Тьюринга» (четко продемонстрировали исключительную важность контроля информации). В 20-м веке был разработан современный подход к криптографии, и эта наука была разделена на две части:
- криптографию;
- криптоанализ.
Эти направления являются противоположными. Криптография исследует способы защиты информации. Криптоанализ напротив, занимается расшифровкой данных без знаний ключа
Криптография нынешнего времени можно разделить на 4 раздела:
- Симметричные криптосистемы;
- Системы электронной подписи;
- Криптосистемы с открытым ключом;
- Управление ключами.
Задача криптографии — преобразовать информацию так, чтобы ее можно было прочитать только при наличии ключа.
Вся информация, которая должна быть зашифрована и затем расшифрована, является текстом, основанным на определенном алфавите. Алфавит здесь означает конечный набор символов, используемых для шифрования. Текст представляет собой упорядоченный набор буквенных символов. Шифрование преобразует исходный код (также известный как простой текст) в зашифрованный текст. Расшифровка — это обратный процесс шифрования. Зашифрованный текст преобразуется в исходный текст с ключом. Ключ — это информация, необходимая для шифрования и дешифрования текстов. Как правило, ключ представляет собой последовательность букв алфавита.
Все криптографические системы делятся на симметричные и открытые ключи. Симметричные системы используют один и тот же ключ для шифрования и дешифрования. Системы с открытым ключом используют два ключа, открытый и закрытый. Информация зашифрована открытым ключом и расшифрована закрытым ключом, который известен только получателю сообщения.
Цифровая электронная подпись добавляется к основному тексту криптографического преобразования, которое после получения текста получателя проверяет подлинность сообщения и его автора.
Криптоустойчивость — это особенность числа, определяющая долговечность и надежность дешифрования без знания ключа. Эффективность шифрования зависит от конфиденциальности ключа и надежности шифрования самой цифры. Самый простой критерий — это вероятность раскрытия ключа. В качестве числовой оценки сложность дешифрования также используется путем итерации всех ключей.
Существуют основные типа криптоаналитического вскрытия. Конечно, для каждого из них предполагается, что криптоаналитик прекрасно понимает используемый алгоритм шифрования:
- Вскрытие зашифрованного текста с использованием шифротекста.
Криптоаналитик зашифровал текст из нескольких зашифрованных сообщений, используя один и тот же алгоритм шифрования. Задача криптоаналитика – состоит в раскрытии открытого текста как можно большего количества сообщений или скорее получать ключи, которыми сообщения были зашифрованы, чтобы расшифровать другие зашифрованные сообщения с теми же ключами.
- Вскрытие с использованием открытого текста
Криптоаналитик имеет доступ не только к зашифрованным текстам нескольких сообщений, но и к открытым текстам этих сообщений. Его работа состоит в том, чтобы получить ключ (или ключи), используемый для шифрования сообщений и расшифровки других зашифрованных сообщений с тем же ключом.
- Вскрытие с использованием выбранного открытого текста
Криптоаналитик может не только получить доступ к шифротекстам и открытым текстам нескольких сообщений, но и выбрать открытый текст для шифрования. Благодаря этому появляется больше возможностей, чем вскрытие с использованием открытого текста, потому что криптоаналитик может выбирать зашифрованные блоки открытого текста, которые могут предоставить больше информации о ключе. Его задача — получить ключ (или ключи) для шифрования сообщений или алгоритм дешифрования новых зашифрованных сообщений тем же ключом (или ключами).
- Адаптивное вскрытие с использованием открытого текста
Это особый случай открытия с использованием выбранного открытого текста. Криптоаналитик может не только выбирать зашифрованный текст, но также может строить свой последующий выбор на основе полученных результатов шифрования. При открытии с использованием выбранного открытого текста криптоаналитик мог выбрать только один большой блок открытого текста для шифрования, при этом адаптивно открывая выбранный открытый текст, он мог выбрать меньший блок открытого текста, затем выбрать следующий блок, используя первый выбор, и так далее.
- Вскрытие с использованием выбранного шифротекста
Криптоаналитик может выбирать различные шифротексты для дешифрования и имеет доступ к дешифрованному открытому тексту. Например, криптоаналитик имеет доступ к «черному ящику», который выполняет автоматическое дешифрование. Его задача — получить ключ. Этот тип открытия обычно применим к алгоритмам с открытым ключом. Открытие с использованием выбранного зашифрованного текста иногда также эффективно против симметричных алгоритмов. (Иногда открытие с использованием выбранного простого текста и открытие с использованием выбранного зашифрованного текста вместе называют открытием с использованием выбранного текста.)
Литература
- Ю.Ф. Каторин., А.В. Разумовский, А.И. Спивак. Защита информации и техническими средствами — 2012г.
- Грушо А.А., Применко Э.А., Тимонина Е.Е. Анализ и синтез криптоалгоритмов. Курс лекций. – 2000г.
- Ростовцев А.Г., Михайлова Н.В. Методы криптоанализа классических шифров. 1998г.