- •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
Состояния соединения
Вводится понятие состояния соединения, которое определяет параметры выполнения протокола Записи. Такими параметрами являются алгоритм сжатия, алгоритм шифрования и МАС-алгоритм, а также параметры этих алгоритмов, т.е. секреты МАС, ключи алгоритма шифрования и инициализационные вектора. Для каждого направления (соответственно чтение или запись) параметры соединения могут различаться. Существует четыре состояния соединения: текущие состояния чтения и записи и ожидаемые состояния чтения и записи. Параметры безопасности для ожидаемых состояний устанавливаются протоколом Рукопожатия, а протокол Изменения шифрования может делать ожидаемое состояние текущим, при этом соответствующее текущее состояние сбрасывается и заменяется ожидаемым. Ожидаемое состояние в этом случае инициализируется в пустое состояние. Разработчики не должны допускать возможности сделать текущим состояние, которое не было инициализировано параметрами безопасности. Начальное текущее состояние всегда определяется без использования шифрования, сжатия и МАС.
Фрагментация
Уровень Записи фрагментирует блоки в записи TLSPlaintext, поддерживая цепочки данных длиной не более 214 байт. Границы записей протоколов более высокого уровня не сохраняются на уровне Записи, т.е. несколько сообщений протокола более высокого уровня некоторого ContentType могут быть размещены в одной записи TLSPlaintext или единственное сообщение может быть фрагментировано в несколько записей.
Компрессия и декомпрессия
Все записи сжимаются с использованием алгоритма сжатия, определенного в текущем состоянии сессии. Первоначально он определяется как CompressionMethod.null. Алгоритм сжатия преобразует TLSPlaintext-структуру в TLSCompressed-структуру.
Если функция декомпрессии определяет, что длина декомпрессированного фрагмента превышает 214 байтов, возникает фатальная ошибка декомпрессии.
Защита полезной информации записи
Функции шифрования и МАС преобразуют TLSCompressed-структуру в TLSCiphertext. Функции дешифрования выполняют обратные преобразования. Применение МАС включает последовательный номер, поэтому потерю или повтор сообщений всегда можно обнаружить.
МАС выполняется перед шифрованием. Потоковый шифратор шифрует весь блок, включая МАС. Если CipherSuite есть TLS_NULL_WITH_NULL_NULL, то шифрование состоит из тождественной операции, т.е. данные не шифруются и МАС не используется. TLSCiphertext.length есть сумма TLSCompressed.length и CipherSpec.hash_size.
Для блочных алгоритмов функции шифрования и МАС преобразуют TLSCompressed.fragment-структуру из блоков TLSCiphertext.fragment-структур.
Длина зашифрованных данных (TLSCiphertext.length) есть сумма TLSCompressed.length, CipherSpec.hash_size и padding_length.
Рассмотрим пример: если длина содержимого (TLSCompressed.length) равна 62 байтам и длина МАС равна 20 байтам, то длина перед добавлением равна 82 байтам. Таким образом, если длина блока равна 8 байтам, то длина добавления должна быть равна 6, чтобы общая длина была кратна 8. Длина добавления может быть 6, 14, 22 и т.д. до 254. Если добавление было сделано минимально необходимым, то добавляется 6 байтов, каждый из которых содержит значение 6.
Для блочных алгоритмов для первой записи при определении параметров безопасности создается инициализационный вектор (IV). IV для следующих записей является последним зашифрованным блоком предыдущей записи.