- •Конспект лекций
- •Волгоград 2017 Рекомендуемая литература домашинные методы шифрования
- •История шифрования
- •Шифры замены
- •Шифр Цезаря
- •Шифр Цезаря с ключевым словом
- •Аффинная криптосистема
- •Шифр Полибия
- •Методы вскрытия одноалфавитных систем
- •Частотный анализ
- •Метод полосок
- •Многоалфавитные системы
- •Шифр Вернама
- •Шифр Виженера
- •Шифр c автоключом
- •Шифры перестановки
- •Простой столбцевой перестановочный шифр
- •Перестановочный шифр с ключевым словом
- •Комбинированное использование шифра перестановки и замены
- •Шифровальная машина «Энигма»
- •Системы блочного шифрования и симметричные шифры
- •Режимы шифрования блочных шифров
- •Алгоритм гост 28147-89
- •Простая замена
- •Выработка имитовставки к массиву данных
- •Особенности программной реализации гост 28147-89
- •Стандарт шифрования данных des (Data Encryption Standard)
- •Начальная перестановка
- •Преобразования ключа
- •Перестановка с расширением
- •Подстановка с помощью s-блоков
- •Перестановка с помощью p-блоков
- •Дешифрирование des
- •Режимы des
- •Однонаправленные функции
- •Однонаправленные хэш‑функции
- •Цифровые подписи
- •Алгоритм безопасного хэширования (Secure Hash Algorithm, sha) - скомпрометирован
- •Гост р 34.11‑94
- •Инфраструктура открытых ключей Основы инфраструктуры открытых ключей Идея криптографии с открытым ключом
- •Основные преимущества открытых ключей
- •Сертификат открытого ключа
- •Алгоритмы с открытыми ключами
- •Алгоритм цифровой подписи (digital signature algorithm, dsa)
- •Алгоритм цифровой подписи гост р 34.10-94
- •Система криптографической защиты в ос ms windows
- •Концепция криптопровайдера, интерфейс CryptoApi 1.0
- •Описание интерфейса CryptoApi 2.0
- •Варианты применения криптопровайдеров Защищенная файловая система (Encrypted File System).
- •Криптография при работе в сети.
- •Шифрование ip-трафика.
- •Защищенные соединения.
- •Шифрование и цифровая подпись сообщений электронной почты.
- •Подпись исполняемых модулей.
- •Обзор существующих отечественных криптопровайдеров России
- •Протокол tls/ssl
- •Элементы протокола Криптографические операции
- •Нмас и псевдослучайная функция
- •Протокол Записи
- •Состояния соединения
- •Фрагментация
- •Компрессия и декомпрессия
- •Защита полезной информации записи
- •Вычисление ключей
- •Протокол Рукопожатия
- •Протокол изменения шифрования
- •Криптографические вычисления
- •Архитектура семейства протоколов Ipsec
- •Обзор системы
- •Как работает iPsec
- •Где может размещаться iPsec
- •Безопасные Ассоциации
- •Базы данных безопасной ассоциации
- •Sa и Управление Ключом
- •Ручные технологии
- •Автоматические sa и Управление Ключом
- •Проблемы выполнения
Элементы протокола Криптографические операции
Определены четыре криптографические операции: цифровая подпись, поточное шифрование, блочное шифрование и шифрование с открытым ключом.
В операции цифровой подписи входом в алгоритм подписи является результат применения односторонней хэш-функции к подписываемым данным. Длина входа определяется алгоритмом подписи.
При использовании алгоритма RSA подписывается 36-байтная структура, состоящая из конкатенации 20 байтов хэш-кода SHA-1 и 16 байтов хэш-кода MD5.
При использовании DSS 20 байтов хэш-кода SHA-1 подаются на вход алгоритму DSA без дополнительного хэширования. При этом создается два значения: r и s.
При поточном шифровании для незашифрованного текста выполняется операция XOR с тем же количеством значений, созданных криптографически безопасным (с ключом) генератором псевдослучайных чисел.
При блочном шифровании каждый блок незашифрованного текста шифруется, в результате чего создается блок зашифрованного текста. Все алгоритмы блочного шифрования выполняются в режиме СВС, и длина всех шифруемых элементов должна быть кратна длине блока алгоритма шифрования.
При шифровании с открытым ключом используется алгоритм открытого ключа, при этом данные могут быть дешифрованы только с помощью соответствующего закрытого ключа.
Нмас и псевдослучайная функция
Для получения МАС используется НМАС, поэтому если не знать секрета МАС, подделать МАС невозможно.
НМАС может использоваться с различными хэш-алгоритмами. TLS задействует при Рукопожатии два алгоритма, MD5 и SHA-1, обозначаемых как HMAC_MD5 (secret, data) и HMAC_SHA (secret, data). Могут быть определены дополнительные хэш-алгоритмы, но в настоящей версии используются только MD5 и SHA-1.
В алгоритме определена функция, которая расширяет секрет до нужной длины для создания всех необходимых ключей. Такая псевдослучайная функция, PRF, получает в качестве входа секрет, «зерно» (seed – значение, которое с одной стороны является случайным, а с другой стороны не является секретным, т.е. может стать известно оппоненту) и идентификационную метку, и создает выход требуемой длины.
Протокол Записи
Протокол Записи состоит из нескольких уровней. На каждом уровне сообщения могут включать поля длины, описания и содержимого. Протокол Записи фрагментирует сообщение на блоки нужной длины, осуществляет сжатие данных, применяет МАС и зашифровывает их, после чего результат передается по сети. На другом конце соединения полученные данные дешифруются, проверяется их целостность, далее они декомпрессируются, дефрагментируются и передаются протоколам более высокого уровня.
Выше протокола Записи могут располагаться следующие протоколы: протокол Рукопожатия, Аlert-протокол, протокол изменения шифрования и протокол прикладных данных. Для того чтобы иметь возможность расширения протокола TLS, протокол Записи допускает создание новых типов записей. Если реализация TLS получает тип записи, который она не понимает, она просто игнорирует его. Заметим, что тип и длина записи не зашифрованы, следовательно эти значения не должны содержать секретных данных.