Криптография и шифрование





МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МАГНИТОГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Г.И. НОСОВА»

 

 

Реферат на тему:

«Алгоритм шифрования DES »

 

Выполнил:

студент группы ФИИЭ-10

Алексеев Павел Сергеевич

Проверил:

доцент кафедры БИиИТ, к.т.н.

Повитухин Сергей Алексеевич

 

Магнитогорск 2014

Оглавление

Введение. 3

1. Криптография и шифрование. 6

1.1 Основные понятия и определения криптографии. 8

1.2 Симметричные и асимметричные криптосистемы.. 11

1.3 Основные современные методы шифрования. 12

1.4 Комбинированные методы шифрования. 13

2. Алгоритм DES. 14

2.1 Режимы работы алгоритма DES. 25

3 Надежность использования DES. 29

Заключение. 31

Список использованных источников. 33

 

 

 

Введение

 

Быстро развивающиеся компьютерные информационные технологии вносят заметные изменения в нашу жизнь. Всё чаще понятие «информация» используется как обозначение специального товара, который можно приобрести, продать, обменять на что-то другое и т.п. При этом стоимость информации превосходит стоимость компьютерной системы, в которой она находится. Поэтому вполне естественно возникает потребность в защите информации от несанкционированного доступа, умышленного изменения, кражи, уничтожения и других преступных действий.

Защита информации –это комплекс организационных, правовых и технических мер по предотвращению угроз информационной безопасности и устранению их последствий.

В последние десятилетия, когда человечество вступило в стадию информационного общества, криптография(наука о защите информации) стала использоваться очень широко, обслуживая, в первую очередь, потребности бизнеса. Причем имеются ввиду не только межбанковские расчеты по компьютерным сетям, или, скажем, биржи, в которых все расчеты проводят через интернет, но и многочисленные операции, в которых ежедневно участвуют миллионы, если не миллиарды «обычных» людей, а именно: расчеты по кредитным карточкам, перевод заработной платы в банк, заказ билетов через Интернет, покупки в Интернет – магазинах и т.д. Естественно, все эти операции, как и, разговоры по мобильным телефонам и электронная почта должны быть защищены от нечестных или просто чрезмерно любопытных людей и организаций.

Актуальность и важность проблемы обеспечения безопасности информационных технологий обусловлены следующими причинами:

· резкое увеличение вычислительной мощности современных компьютеров при одновременном упрощении их эксплуатации;

· резкое увеличение объёмов информации, накапливаемой, хранимой и обрабатываемой с помощью компьютеров и других средств автоматизации;

· сосредоточение в единых базах данных информации различного назначения и различной принадлежности;

· высокие темпы роста парка персональных компьютеров, находящиеся в эксплуатации в самых разных сферах деятельности;

· резкое расширение круга пользователей, имеющих непосредственный доступ к вычислительным ресурсам и массивам данных;

· бурное развитие программных средств, не удовлетворяющих даже минимальным требованиям безопасности;

· повсеместное распространение сетевых технологий и объединение локальных сетей в глобальные;

· развитие глобальной сети Internet, практически не препятствующей нарушениям безопасности систем обработки информации во всем мире.

На сегодняшний день благодаря повсеместному применению открытых сетей передачи данных, таких как Internet, и построенных на их основе сетей intranet и extranet криптографические протоколы находят все более широкое применение для решения разнообразного круга задач и обеспечения постоянно расширяющихся услуг, предоставляемых пользователям таких сетей.

Основными задачами обеспечения информационной безопасности, которые решаются с помощью криптографии являются:

· обмен ключевой информации с последующей установкой защищенного обмена данными. При этом не существует никаких предположений, общались ли предварительно между собой стороны, обменивающиеся ключами (например, без использования криптографических протоколов невозможно было создать системы распределения ключевой информации в распределенных сетях передачи данных);

· аутентификация сторон, устанавливающих связь;

· авторизация пользователей при доступе к телекоммуникационным и информационным службам.

Помимо перечисленных основных задач можно назвать также электронное голосование, жеребьевку, разделение секрета (распределение секретной информации между несколькими субъектами таким образом, чтобы воспользоваться ей они могли только все вместе) и многое другое.

Цель курсовой работы:изучение основных понятий и определений криптографии, модели симметричного шифрования данных и криптосистемы DES, как одной из современных и популярных систем шифрования.

Объект исследования: процесс шифрования данных с использованием криптосистемы DES.

Предмет исследования: симметричная система шифрования данных DES.

 

Криптография и шифрование

 

Шифрование – это способ изменения сообщения или другого документа, обеспечивающее искажение (сокрытие) его содержимого. (Кодирование – это преобразование обычного, понятного текста в код). При этом подразумевается, что существует взаимно однозначное соответствие между символами текста (данных, чисел, слов) и символьного кода – в этом принципиальное отличие кодирования от шифрования. Часто кодирование и шифрование считают одним и тем же, забывая о том, что для восстановления закодированного сообщения, достаточно знать правило подстановки (замены). Для восстановления же зашифрованного сообщения помимо знания правил шифрования, требуется и ключ к шифру. Ключ понимается нами как конкретное секретное состояние параметров алгоритмов шифрования и дешифрования. Знание ключа дает возможность прочтения секретного сообщения. Впрочем, далеко не всегда незнание ключа гарантирует то, что сообщение не сможет прочесть посторонний человек. Шифровать можно не только текст, но и различные компьютерные файлы – от файлов баз данных и текстовых процессоров до файлов изображений.

Идея шифрования состоит в предотвращении просмотра истинного содержания сообщения (текста, файла и т.п.) теми, у кого нет средств его дешифрования. А прочесть файл сможет лишь тот, кто сможет его дешифровать.

Шифрование появилось примерно четыре тысячи лет тому назад. Первым известным применением шифра (кода) считается египетский текст, датированный примерно 1900 г. до н.э., автор которого использовал вместо обычных (для египтян) иероглифов не совпадающие с ними знаки.

Один из самых известных методов шифрования носит имя Цезаря, который если и не сам его изобрел, то активно им пользовался. Не доверяя своим посыльным, он шифровал письма элементарной заменой А на D, В на Е и так далее по всему латинскому алфавиту. При таком кодировании комбинация XYZ была бы записана как АВС, а слово «ключ» превратилось бы в неудобоваримое «нобъ» (прямой код N+3).

Спустя 500 лет шифрование стало повсеместно использоваться при оставлении текстов религиозного содержания, молитв и важных государственных документов.

Со средних веков и до наших дней необходимость шифрования военных, дипломатических и государственных документов стимулировало развитие криптографии. Сегодня потребность в средствах, обеспечивающих безопасность обмена информацией, многократно возросла.

Большинство из нас постоянно используют шифрование, хотя и не всегда знают об этом. Если у вас установлена операционная система Microsoft, то знайте, что Windows хранит о вас (как минимум) следующую секретную информацию:

• пароли для доступа к сетевым ресурсам (домен, принтер, компьютеры в сети и т.п.);

• пароли для доступа в Интернет с помощью DialUр;

• кэш паролей (в браузере есть такая функция – кэшировать пароли, и Windows сохраняет все когда-либо вводимые вами в Интернете пароли);

• сертификаты для доступа к сетевым ресурсам и зашифрованным данным на самом компьютере.

Эти данные хранятся либо в рwl-файле (в Windows 95), либо в SAM-файле (в Windows NT/2000/XР). Это файл Реестра Windows, и потому операционная система никому не даст к нему доступа даже на чтение.


Основные понятия и определения криптографии

Итак, криптография дает возможность преобразовать информацию таким образом, что ее прочтение (восстановление) возможно только при знании ключа.

Перечислю вначале некоторые основные понятия и определения.

Алфавит – конечное множество используемых для кодирования информации знаков.

Текст –упорядоченный набор из элементов алфавита.

В качестве примеров алфавитов, используемых в современных ИС можно привести следующие:

· алфавит Z33 – 32 буквы русского алфавита и пробел;

· алфавит Z256 – символы, входящие в стандартные коды ASCII и КОИ-8;

· бинарный алфавит – Z2 = {0,1};

· восьмеричный алфавит или шестнадцатеричный алфавит;

Шифрование – преобразовательный процесс: исходный текст, который носит также название открытого текста, заменяется шифрованным текстом.

Дешифрование – обратный шифрованию процесс. На основе ключа шифрованный текст преобразуется в исходный.

Ключ – информация, необходимая для беспрепятственного шифрования и дешифрования текстов.

Криптографическая система представляет собой семейство T преобразований открытого текста. xлены этого семейства индексируются, или обозначаются символом k; параметр k является ключом. Пространство ключей K – это набор возможных значений ключа. Обычно ключ представляет собой последовательный ряд букв алфавита.

Криптосистемы разделяются на симметричные и с открытым ключом (или асимметрические).

В симметричных криптосистемах и для шифрования, и для дешифрования используется один и тот же ключ.

В системах с открытым ключом используются два ключа – открытый и закрытый, которые математически связаны друг с другом. Информация шифруется с помощью открытого ключа, который доступен всем желающим, а расшифровывается с помощью закрытого ключа, известного только получателю сообщения.

Термины распределение ключей и управление ключами относятся к процессам системы обработки информации, содержанием которых является составление и распределение ключей между пользователями.

Электронной (цифровой) подписью называется присоединяемое к тексту его криптографическое преобразование, которое позволяет при получении текста другим пользователем проверить авторство и подлинность сообщения.

Криптостойкостью называется характеристика шифра, определяющая его стойкость к дешифрованию без знания ключа (т.е. криптоанализу). Имеется несколько показателей криптостойкости, среди которых:

· количество всех возможных ключей;

· среднее время, необходимое для криптоанализа.

Преобразование Tk определяется соответствующим алгоритмом и значением параметра k. Эффективность шифрования с целью защиты информации зависит от сохранения тайны ключа и криптостойкости шифра.

Процесс криптографического закрытия данных может осуществляться как программно, так и аппаратно. Аппаратная реализация отличается существенно большей стоимостью, однако ей присущи и преимущества: высокая производительность, простота, защищенность и т.д. Программная реализация более практична, допускает известную гибкость в использовании.

Для современных криптографических систем защиты информации сформулированы следующие общепринятые требования:

· зашифрованное сообщение должно поддаваться чтению только при наличии ключа;

· число операций, необходимых для определения использованного ключа шифрования по фрагменту шифрованного сообщения и соответствующего ему открытого текста,

· должно быть не меньше общего числа возможных ключей;

· число операций, необходимых для расшифровывания информации путем перебора всевозможных ключей должно иметь строгую нижнюю оценку и выходить за пределы возможностей современных компьютеров (с учетом возможности использования сетевых вычислений);

· знание алгоритма шифрования не должно влиять на надежность защиты;

· незначительное изменение ключа должно приводить к существенному изменению вида зашифрованного сообщения даже при использовании одного и того же ключа;

· структурные элементы алгоритма шифрования должны быть неизменными;

· дополнительные биты, вводимые в сообщение в процессе шифрования, должен быть полностью и надежно скрыты в шифрованном тексте;

· не должно быть простых и легко устанавливаемых зависимостью между ключами, последовательно используемыми в процессе шифрования.





Читайте также:
Основные идеи славянофильства: Славянофилы в своей трактовке русской истории исходили из православия как начала...
Этапы развития человечества: В последние годы определенную известность приобрели попытки...
Основные направления социальной политики: В Конституции Российской Федерации (ст. 7) характеризуется как...

Рекомендуемые страницы:



Вам нужно быстро и легко написать вашу работу? Тогда вам сюда...

Поиск по сайту

©2015-2021 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-02-16 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту:

Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ!
Обратная связь
0.06 с.