Симметричные криптосистемы. Основные понятия и определения.
Под шифром понимают совокупность обратимых преобразований множества открытых данных на множество зашифрованных данных, задаваемых ключом и алгоритмом криптографического преобразования.
Ключ - это конкретное секретное состояние некоторых параметров алгоритма криптографического преобразования данных, обеспечивающее выбор только одного варианта из всех возможных для данного алгоритма.
Основной характеристикой шифра является криптостойкость, которая определяет его стойкость к раскрытию методами криптоанализа.
К шифрам, используемым для криптографической защиты информации, предъявляется ряд требований:
- достаточная криптостойкость (надежность закрытия данных);
- простота процедур шифрования и расшифрования;
- незначительная избыточность информации за счет шифрования;
- нечувствительность к небольшим ошибкам шифрования и др.
В той или иной мере этим требованиям отвечают:
- шифры перестановок;
- шифры замены;
- шифры гаммирования;
- шифры, основанные на аналитических преобразованиях шифруемых данных.
Шифрование перестановкой заключается в том, что символы шифруемого текста переставляются по определенно правилу в пределах некоторого блока этого текста.
Шифрование заменой (подстановкой) заключается в том, что символы шифруемого текста заменяются символами того же или другого алфавита в соответствии с заранее обусловленной схемой замены.
|
|
|
Шифрование гаммированием заключается в том, что символы шифруемого текста складываются с символами некоторой случайной последовательности, именуемой гаммой шифра.
Шифрование аналитическим преобразованием заключается в том, что шифруемый текст преобразуется по некоторому аналитическому правилу (формуле).
Характерной особенностью симметричной криптосистемы является применение одного секретного ключа как при шифровании, так и при расшифровании сообщений.
Как открытый текст, так и шифротекст образуются из букв, входящих в конечное множество символов, называемое алфавитом. Объединяя по определенному правилу буквы из алфавита 
, можно создать новые алфавиты.
Криптографическая система может трактоваться как семейство криптографических преобразований 
, помеченных параметром 
, называемых ключом. Множество значений ключа образуют ключевое пространство 
.
Традиционные симметричные криптосистемы.
Традиционные (классические) методы шифрования отличаются симметричной функцией шифрования. К ним относятся шифры перестановки, простой и сложной замены, а также некоторые их модификации и комбинации. Следует отметить, что комбинации шифров перестановок и замены образуют все многообразие применяемых на практике симметричных шифров.
|
|
|
Шифры перестановок. Правило перестановок символов является ключом и задается различными предметами: цилиндром (скитала, древние греки), размером таблицы, условным словом или фразой (шифрующие таблицы в эпоху Возрождения), магическим квадратом в Средние века.
Шифры простой замены. В шифрах простой замены каждый символ открытого текста заменяется символом того же или другого алфавита по определенному правилу. Широко известны и исследованы шифры Цезаря. Они имеют слабость по отношению к атакам на основе подсчета частот появления букв в шифротексте. Более устойчивыми являются биграммные шифры (замена двух букв) и n-граммные шифры, позволяющие маскировать частоты появления букв.
Шифры сложной замены. Шифры сложной замены называют многоалфавитными, т. к. для шифрования каждого символа исходного сообщения применяют свой шифр простой замены. Многоалфавитная подстановка последовательно и циклически меняет используемые алфавиты. Например, в r-алфавитной подстановке символ x0 исходного текста заменяется символом y0 из алфавита B0, x1 на y1 из B1, xr–1 на yr–1 из Br–1, xr на yr из Br.
|
|
|
Шифрование методом гаммирования. Под гаммированием понимают процесс наложения по определенному закону гаммы шифра на открытые данные. Гамма шифра – это псевдослучайная последовательность, выработанная по заданному алгоритму для зашифровывания открытых данных и расшифровывания зашифрованных данных. Процесс зашифровывания заключается в генерации гаммы шифра и наложении полученной гаммы на исходный открытый текст обратимым образом, например с использованием операции сложения по модулю 2.
Следует отметить, что перед зашифровыванием открытые данные разбивают на блоки одинаковой длины, обычно по 64 бита.
Дата добавления: 2018-05-09; просмотров: 661; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!