23 Классификация методов шифрования информации.

Современные криптографические методы тесно связаны с методами шифрования сообщений, которые, в свою очередь, зависят от способа использования ключей.

По характеру использования ключа криптографические методы делятся на одноключевые (симметричные) и двухключевые (асимметричные) (рис. 4.1).

Одноключевые методы являются классическими методами. Для шифрования и расшифрования в них используется один и тот же ключ, сохранение которого в тайне обеспечивает надежность защиты.

Все одноключевые методы по способу шифрования делятся на блочные, поточные и комбинированные. Двухключевые методы преобразования всегда блочные.

Для блочных методов шифрования открытая информация разбивается на блоки фиксированной длины, каждый из которых шифруется отдельно, независимо от его положения во входной последовательности. Одноключевые (блочные) методы шифрования: шифры перестановки, шифры подстановки, шифры на основе аналитических преобразований, которые по существу являются составными шифрами.

Поточное шифрование основано на сложении символов открытой информации с символами ключа с заданными свойствами. При этом выполняется поэлементное шифрование потока информации. Шифрование и расшифрование, как правило, осуществляются с использованием операции сложения по модулю 2.

Схема классификации криптографических методов защиты информации

\

4,1

При комбинированном шифровании применяются принципы блочного и поточного шифрования, то есть возможно использование блочного шифра в поточном режиме (гаммирование, шифрование с обратной связью) и поточного шифра в блочном режиме (шифрование блоков).

Асимметричные (двухключевые) методы шифрования используют два ключа: открытый и секретный. При этом, если открытый ключ используется для шифрования, а секретный ключ — для расшифрования, то это алгоритм шифрования с открытым ключом.

Если секретный ключ используется для шифрования, а открыты - для расшифрования, то это алгоритм электронной цифровой подписи.В этом случае только владелец секретного ключа может правильно зашифровать сообщение т.е. сгенерировать подпись, а проверить подпись(расшифровать сообщение) может любой абонент, имеющий открытый ключ абонента-отправителя.

Двухключевые методы основаны на применении односторонних функций с потайным ходом. В зависимости от вида односторонней функции они делятся на алгоритмы, использующие: сложность дискретного логарифмирования, сложность разложения целых чисел, сложность декодирования произвольного линейного кода.

24 Блочные шифры.

Блочные шифры представляют собой последовательность (с возможным повторением и чередованием) основных методов преобразования, применяемую к блоку (части) шифруемого текста. При блочном шифровании информация разбивается на блоки фиксированной длины и шифруется поблочно. Блочные шифры бывают:

• шифры перестановки (transposition, permutation, P-блоки);

• шифры замены (подстановки, substitution, S-блоки).

Шифры перестановок переставляют элементы открытых данных (биты, буквы, символы) в некоторый новый порядок. Различают шифры горизонтальной, вертикальной, двойной перестановки, решетки, лабиринты, лозунговые и др.

Шифры замены заменяют элементы открытых данных на другие элементы по определенному правилу. Paзличают шифры простой, сложной, парной замены, буквенно-слоговое шифрование и шифры колонной замены. Шифры замены делятся на две группы:

• моноалфавитные (код Цезаря) ;

• полиалфавитные (шифр Видженера, цилиндр Джефферсона, диск Уэтстоуна, Enigma).

Блочное шифрование можно осуществлять:

1. Без обратной связи (ОС). Несколько битов (блок) исходного текста шифруются одновременно, и каждый бит исходного текста влияет на каждый бит шифртекста. Однако взаимного влияния блоков нет, то есть два одинаковых блока исходного текста будут представлены одинаковым шифртекстом. Поэтому подобные алгоритмы можно использовать только для шифрования случайной последовательности битов (например, ключей). Примерами являются DES в режиме ECB и ГОСТ 28147-89 в режиме простой замены.

2. С обратной связью. Обычно ОС организуется так: предыдущий шифрованный блок складывается по модулю 2 с текущим блоком. В качестве первого блока в цепи ОС используется инициализирующее значение. Ошибка в одном бите влияет на два блока - ошибочный и следующий за ним. Пример - DES в режиме CBC.