Тема 2. Криптографические методы защиты информации. Лабораторная работа (1 ак.Ч) Упражнение № 2.1. Изучение базовых криптографических операций

Описание упражнения

Данное упражнение предназначено для практического изучения операции XOR и кодировки Base64.

Примерное время выполнения упражнения

15 минут

1. Установка необходимых программ

1. Убедитесь, что виртуальная машина Corp-DC1 запущена, в противном случае запустите её и дождитесь окончания загрузки.

2. Убедитесь, что виртуальная машина Corp-ARM2 запущена, в противном случае запустите её. По окончании загрузки зарегистрируйтесь от имени учётной записи Администратор@istraining.ru с паролем P@ssw0rd.

3. Подключите к виртуальной машине Corp-ARM2 файл образа компакт-диска PracticeSoft ИБ011.iso

4. Откройте программу Проводник.

5. Скопируйте содержимое папки D:\Crypto в локальную папку C:\Temp.

6. Запустите программу установки приложения Crypto Demo: C:\Temp\Setup\Setup.exe. Согласитесь со всеми параметрами программы установки по умолчанию.

7. Запустите программу установки приложения «Знаток 32-битных простых чисел» ЗнаПроЧис32 версия 1.0.2: C:\Temp\Setup\PriNumEx32Setup.exe. Согласитесь со всеми параметрами программы установки по умолчанию.

2. Изучение операции XOR и кодировки Base64

1. Отредактируйте файл C:\Temp\XOR\XOR_cmd\plain.txt при необходимости.

2. Запустите консольный сеанс командой cmd.exe. В консольном окне измените текущий каталог командой cd C:\Temp\XOR\XOR_cmd\.

3. Выполните команду XOR.cmd 0123456789012345678901234 plain.txt encrypt.txt для зашифрования текста. Выполните команду base64.exe -e encrypt.txt base64.txt для преобразования зашифрованного файла в читаемый вид с помощью кодировки BASE64. Выпишите содержимое файлов plain.txt и base64.txt: _______________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________

4. Выполните команду XOR.cmd 0123456789012345678901234 encrypt.txt decrypt.txt для расшифрования текста.

5. Сравните содержимое файлов plain.txt и decrypt.txt, расположенных в папке C:\Temp\XOR\XOR_cmd\ (подсказка: выполните для этого команду fc C:\Temp\XOR\XOR_cmd\plain.txt C:\Temp\XOR\XOR_cmd\decrypt.txt). Совпадают ли они?

Примечание

XOR - Сложение по модулю 2 («сумма по модулю 2», «не равно», исключающее «ИЛИ» (ИЛИ с исключением из правила четвёртой комбинации "1,1"), XOR,) - логическая операция (функция), по своему применению максимально приближённая к грамматической конструкции «либо … либо …» или «если операнды не равны, то истинно (1)».

Base64 буквально означает - позиционная система счисления с основанием 64. Здесь 64 — это наибольшая степень двойки (2⁶), которая может быть представлена с использованием печатных символов ASCII. Эта система широко используется в электронной почте для представления бинарных файлов в тексте письма (транспортное кодирование). Все варианты, известные под названием Base64, используют символы A-Z, a-z и 0-9, что составляет 62 знака, для остальных двух знаков в разных системах используются различные символы.

В формате электронной почты MIME base64 — это схема, по которой произвольная последовательность байт преобразуется в последовательность печатных ASCII символов. Это определяет MIME как транспортное кодирование содержимого для использования в электронной почте. Используются только символы латинского алфавита в верхнем и нижнем регистре — символы (A—Z, a—z), цифры (0—9), и символы «+» и «/», с символом «=» в качестве специального кода суффикса.

Существует множество вариантов применения Base64. Например, Thunderbird и Mozilla использовали Base64 для сокрытия паролей в POP3. Base64 часто используется как метод для скрытия секретов без издержек на криптографическое управление ключами.

Сканеры спама, которые не декодируют сообщения в base64, часто пропускают сообщения в Base64, так как они кажутся достаточно случайными, или не содержат ключевые слова в тексте Base64, чтобы быть принятыми за спам. Это используют спаммеры для обхода основных антиспамовых инструментов.

3. Использование графической оболочки для выполнения операции XOR

1. Скопируйте файл C:\Temp\XOR\XOR_cmd\plain.txt в папку C:\Temp\XOR\XOR_GUI\. Запустите программу C:\Temp\XOR\XOR_GUI\XOR.exe.

2. Зашифруйте файл C:\Temp\XOR\XOR_GUI\plain.txt, используя значение ключа зашифрования 0123456789012345678901234, сохранив зашифрованный файл с именем C:\Temp\XOR\XOR_GUI\encrypt.txt.

3. Переключитесь в консольное окно. В консольном окне измените текущий каталог командой cd C:\Temp\XOR\XOR_GUI\. Выполните команду base64.exe -e encrypt.txt base64.txt для преобразования зашифрованного файла в читаемый вид с помощью кодировки BASE64. Выпишите содержимое файлов plain.txt и base64.txt: ____________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________

4. Расшифруйте файл C:\Temp\XOR\XOR_GUI\encrypt.txt, используя значение ключа расшифрования 0123456789012345678901234, сохранив расшифрованный файл с именем C:\Temp\XOR\XOR_GUI\decrypt.txt.

5. Сравните содержимое файлов plain.txt и decrypt.txt, расположенных в папке C:\Temp\XOR\XOR_GUI\ (подсказка: выполните для этого команду fc C:\Temp\XOR\XOR_GUI\plain.txt C:\Temp\XOR\XOR_GUI decrypt.txt). Совпадают ли они?

6. Сравните содержимое зашифрованных файлов C:\Temp\XOR\XOR_cmd\encrypt.txt и C:\Temp\XOR\XOR_GUI\encrypt.txt (подсказка: выполните для этого команду fc /B C:\Temp\XOR\XOR_cmd\encrypt.txt C:\Temp\XOR\XOR_GUI\encrypt.txt). Совпадают ли они? Почему?

7. Сравните содержимое расшифрованных файлов C:\Temp\XOR\XOR_cmd\decrypt.txt и C:\Temp\XOR\XOR_GUI\decrypt.txt (подсказка: выполните для этого команду fc C:\Temp\XOR\XOR_cmd\decrypt.txt C:\Temp\XOR\XOR_GUI\decrypt.txt). Совпадают ли они? Почему?

8. Почему для операций зашифрования и расшифрования используется один и тот же программный модуль: _________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________

4. Изучение операции XOR со смещением

1. Отредактируйте файлы C:\Temp\XOR\Shift-XOR\plain1.txt и C:\Temp\XOR\Shift‑XOR\plain2.txt при необходимости.

2. Переключитесь в консольное окно. В консольном окне измените текущий каталог командой cd C:\Temp\XOR\Shift-XOR\.

Выполните команду наложения текста со смещением с использованием операции XOR: Shift‑XOR.cmd 3 plain1.txt plain2.txt folded.txt. Каков размер файла folded.txt? Почему? ___________ ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________

3. Выполните команду base64.exe -e folded.txt base64.txt для преобразования зашифрованного файла в читаемый вид с помощью кодировки BASE64. Выпишите содержимое файлов plain1.txt и base64.txt:

________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________

4. Закройте все открытые окна.