Криптография

1

 

Криптография

 

 

 

 

ГОУ СПО ТО «Донской техникум информатики и вычислительной техники

 

Преподаватель:

Филатова Елена Александровна

 

Выполнил:  студент группы 4-А-1

Черноиван Михаил Михайлович

2

 

•  Криптология — наука о защите информации – делится на две части: криптографию и криптоанализ.

 

• Криптография – это часть криптологии, связанная с проектированием секретных систем.

 

• Криптоанализ – это часть криптологии, связанная со взломом секретных систем.

3

 

• Криптограф ищет методы, обеспечивающие секретность и/или подлинность информации путём шифрования исходного текста.

 

• Криптоаналитик пытается выполнить обратную задачу, раскрывая шифр или подделывая сообщение так, чтобы выдать их за подлинные.

 

4

 

Основная схема криптографии

5

 

Основная схема криптографии

 

 

• Криптографическая схема называется абсолютно секретной, если знание шифра не даёт информации об открытом тексте.

 

• Задача состоит в построении абсолютно секретных криптографических схем.

6

 

Категории криптографии

7

 

Ключи, используемые в криптографии

8

 

Шенноновская теория секретности

 

Теорема Шеннона: Для того, чтобы криптографическая схема была абсолютно секретной, секретный ключ должен быть случайным и длина ключа должна быть по крайней мере равна длине открытого текста.

 

Клод Шеннон

9

 

Симметричные криптосистемы

10

 

Симметричные криптосистемы: трудности

 

• Для шифрования и дешифрования используется общий ключ.
• И передатчик, и получатель должны знать общий ключ.
• Общий ключ должен быть передан по второму секретному каналу связи.
• Создание и передача длинного секретного ключа.
• Непрактичны для большого числа передатчиков и получателей.

 

 

 

Симметричные криптосистемы: достоинства  

 

• Простота и быстрота построения и реализации.
• Высокое быстродействие.
• Все классические криптосистемы симметричные.

 

11

12

 

Известные симметричные криптосистемы

 

• Известные симметричные криптосистемы с : DES, AES.
• DES: разработан фирмой IBM для правительства США. Национальный стандарт шифрования США в 1977-2000 годах.
• AES: создан Дейманом и Рейманом в Бельгии. Национальный стандарт шифрования США с 2000 года.

 

Симметричные  
криптосистемы: примеры 

 

Шифр Цезаря: построен по алгоритму: читать четвертую букву вместо первой, т.е. ключ равен 3.

В шифре Цезаря ключ равен 3 (величине сдвига букв алфавита).

Пример:

• Открытый текст: meet me at central park     
• Шифр:                  phhw ph dw fhqwudo sdun

Недостаток криптосистемы: легко можно раскрыть шифр

 

 

13

Симметричные  
криптосистемы: примеры  

 

Шифр Виженера: построен по следующему алгоритму:

• заменить каждую букву английского языка цифрой 0-25: A  0, B  1, …, Z  25,
• в качестве ключа рассмотреть любую последовательность букв английского языка,
• заменить ключ последовательностью цифр согласно пункту 1,
• заменить открытый текст последовательностью цифр согласно пункту 1

 

 

14

Симметричные  
криптосистемы: шифр Виженера  

 

• записать под последовательностью цифр открытого текста последовательность цифр ключа, при этом последовательность цифр ключа записать необходимое число раз,
• сложить попарно эти две последовательности, при этом если сумма равна или больше 26, то вычесть 26.
• Заменить полученные цифры буквами английского языка согласно пункту 1.

 

 

 

15

Симметричные  
криптосистемы: шифр Виженера  

 

Пример:

• Открытый текст: meet me at central park 

   

• Ключ:                  cipher

 

 

16

Симметричные  
криптосистемы: шифр Виженера

 

• Согласно алгоритму ключ cipher заменяется последовательностью цифр (2,8,15,7,4,17),
• согласно алгоритму открытый текст meet me at central park заменяется последовательностью цифр (12,4,4,19,12,4,0,19,2,4,13,19,17,0,11,15,0,17,10),
• в качестве шифра исходного открытого текста получим последовательность omtaqvcbrlrmtiaweim.

 

 

17

18

 

Асимметричные криптосистемы

19

 

Асимметричные криптосистемы

 

Идея асимметричных криптосистем впервые была предложена в 1976 году Диффи и  Хеллманом на национальной компьютерной конференции как способ решения указанных выше трудностей симметричных криптосистем.

Это одно из важных изобретений в истории секретной коммуникации:

 

 

 

Меркли, Хеллман, Диффи

20

 

Асимметричные криптосистемы: основные идеи  

 

Приёмник (Боб):

• публикует свой открытый ключ и алгоритм шифрования,
• сохраняет в секрете соответствующий секретный ключ.

Передатчик (Алиса):

• из справочника берёт открытый ключ и алгоритм шифрования Боба,
• шифрует сообщение, используя открытый ключ и алгоритм шифрования Боба,
• посылает  шифр Бобу.

 

 

Асимметричные криптосистемы: основные идеи

 

 Приёмник (Боб):

• получает шифр от передатчика (Алисы),
• дешифрует шифр, используя свой секретный ключ и алгоритм дешифрования.

 

21

Асимметричные криптосистемы: основные свойства

 

• Для шифрования и дешифрования используются различные ключи.
• Для шифрования сообщений используется открытый ключ, являющийся общедоступным.
• Для дешифрования сообщений используется закрытый ключ, являющийся секретным.
• Знание открытого ключа не даёт возможность определить закрытый ключ.

 

 

22

23

 

Асимметричные криптосистемы: достоинства

 

• Не требуется секретный общий ключ.
• Простая схема обеспечения секретности    (не требуется доверяемая третья сторона).
• Удобна для защиты информации в открытой многопользовательской среде.

Известные асимметричные криптосистемы

 

• Известные криптосистемы с открытым ключом: RSA, ElGamal, McEliece.
• Криптосистема RSA (создатели: Р. Ривест, А. Шамир и Л. Адлеман(1977 г.)) – одна из надёжных криптосистем.

 

 

24

 

Шамир, Ривест и Адлеман

 

1

 

2

 

3

 

4