Особенности методов криптографической защиты информации на бинарных полях для каналов хранения и передачи

Основными критериями криптографической защиты являются оценки сложности построения алгоритмов схем декодирования и степени надежности защиты информационного объекта на бинарных полях в каналах хранения и передачи. Факторами, обеспечивающими высокие показатели таких критериев для методов криптозащиты на бинарных полях, являются факторы неопределенности, которые обусловлены построением (введением) моделей неопределенности в схемы и алгоритмы декодирования. Это связано с тем, что, определяя IО как бинарное поле, мы работаем с ним на физическом и виртуальном уровнях, а это придает таким технологиям информационной защиты особую уникальность, неповторимость и оригинальность, которые проявляются в том, что в модели алгоритмов и схем технологий хранения и передачи в информационных каналах вводятся эвристические и нетривиальные схемы и алгоритмы.

Для методов прямой подстановки Вижинера и других аналогичных словарных способов построения алгоритмов шифрования (дешифрования) эти особенности проявляются в том, что для входных и выходных алгоритмов при построении словарей используются различные конструкции. Словарь в компьютерных технологиях защиты представляет собой матрицу типа А(2,L), состоящую из двух строк: первая строка – это элементы входного алфавита, а вторая – выходного. Элементами строк являются бинарные цепочки как постоянной, так и переменной длины. Сложность построения алгоритмов декодирования в этом случае повышается за счет того, что «хакер» не знает схемы, по которой разрабатывать технологию взлома, а прямой перебор – это равносильно тому, что выпить море информации, а результат такого способа утоления жажды печален. Степень надежности и передачи повышается за счет того, что статистических закономерностей букв неизвестного алфавита и неидентифицированных букв нет. Здесь присутствуют факторы другого порядка.

Для построения алгоритмов компьютерных технологий защиты на основе методов преобразования на бинарных полях отмеченные факторы обязательно учитываются. Например, можно использовать линейные преобразования между кодовыми словами исходного IO и кодируемого. Пусть а_i – кодовые слова исходного IO, а b_i – кодируемого, тогда можно реализовать следующий алгоритм:

b_i+1= α₁₁a_i+1 + α₁₂a_i+2 + α₁₃a_{i+3 ,}

b_i+2= α₂₁a_i+1 + α₂₂a_i+2 + α₂₃a_i+3 (1.5)

b_i+3= α₃₁a_i+1 + α₃₂a_i+2 + α₃₃a_{i+3 ,}

где элементы α_ij можно рассматривать как дополнительный атрибут защиты, кроме других – неопределенность структуры словаря и др.

Этот алгоритм прост как в построении кодера, так и декодера, но в то же время обладает высокой степенью надежности за счет введения дополнительных факторов информационного зашумления IO и виртуализации его в каналах передачи и хранения.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

Разработка и реализация программного компонента компьютерной технологии сжатия файловых структур в каналах хранения и защиты

Цель работы – разработка и реализация компьютерных технологий сжатия информации на основе методов кодирования и способов виртуализации в каналах передачи и хранения в виде готового программного продукта, приобретение базовых знаний построения моделей алгоритмов и процедур программных компонент таких технологий, освоение навыков интеллектуального анализа информационных объектов на уровне их «физического и виртуального» представления, оценки эффективности и конкурентоспособности технологии продукта.

Этапы выполнения работы

1. Разработка моделей алгоритмов и процедур программного компонента сжатия информационного объекта (файлы и другие логические структуры) согласно заданию.

2. Реализация (см. лаб. раб.№1) программного интерфейса ввода-вывода файловых структур с внешних устройств (ВУ) в ОЗУ и обратно с учетом особенностей периферии.

3. Разработка логических схем моделей построения заголовков словарей и алгоритмы их реализации.

4. Реализация п.3 в виде элемента технологической цепочки общего программного компонента технологии сжатия.

5. Реализация алгоритмов программных компонент преобразования файлов на бинарных полях памяти.

6. Отладка программных компонент.

7. Тестирование и контрольные примеры.

8. Расчеты и анализ. Выводы.

9. Прием-сдача программного компонента в диалоговом режиме.

Общие требования

Критерии проверки. Студент должен знать языки программирования высокого уровня (это упростит разработку и реализацию проекта) и низкого уровня (это сделает продукт более эффективным), уметь владеть техникой программирования в объеме требований Госстандарта по соответствующим дисциплинам.

Разработанный программный компонент должен реализовывать следующие функции:

• ввод-вывод файловых струкрур с ВУ в ОЗУ и обратно,

определенных и описанных, как бинарные объекты;

• реализация преобразования информационного объекта в

виртуальном адресном пространстве бинарного поля ОЗУ;

• реализация сжатия (архивации) файла и его запись на ВУ

• реализация распаковки файла и его запись на ВУ;

• реализация процедуры анализа файла на предмет опти-

мизации выбора параметров его сжатия и определения интегральных характеристик.

Отчетность. Разработанный и оттестированный программный компонент в виде готового продукта, который принимает преподаватель, ведущий занятия, а также листинг отчета.

Примечание. При сдаче-приеме проекта студент должен, во-первых, продемонстрировать работу программного компонента на тестовых примерах и исходных данных, которые задаются преподавателем; во-вторых, ответить на тестовые вопросы, квалифицированно сделать обоснование и анализ получаемых результатов.

Структура и объем отчета. Отчет должен содержать программный компонент готового продукта согласно постановке задачи и варианту задания, листинг отчета. Структура листинга отчета включает в себя: постановку задачи, описание используемых методов решения, описание алгоритмов программных компонентов, результат расчетов и анализа, графики и таблицы, выводы, приложения и др.

Сроки представления - в течение второго месяца.