Традиционные симметричные системы

1. Необходимость защиты информации первоначально возникла из потребностей тайной передачи как военных, так и дипломатических сообщений.

Для обозначения всей области тайной (секретной) связи используется термин "криптология, который происходит от греческих корней "cryptos" - тайный и "logos" - сообщение. Криптология делится на два направления:

• криптографию;

• криптоанализ.

Задача криптографии - обеспечить конфиденциальность (секретность) и аутентичность (подлинность) передаваемых сообщений.

Задача криптоанализа - "взломать" систему защиты, разработанную криптографами. Криптоаналитика занимается раскрытием зашифрованных текстов или выдачей поддельных сообщений за настоящие.

Создание современных компьютерных систем и появление глобальных компьютерных сетей радикально изменили характер и диапазон проблем защиты информации. Возникла необходимость защищать значительно возросшие объемы информации.

Поскольку информация может быть очень ценной или особо важной, возможны разнообразные злонамеренные действия по отношению к компьютерным системам, хранящим, обрабатывающим или передающим такую информацию.

Для решения проблем защиты информации не существует какого-то одного технического приема или средства. Однако общим в решении многих из них является использование криптографии и близких к ней методов преобразования информации.

На протяжении более чем тысячелетней истории криптография представляла собой постоянно обновляющийся и совершенствующийся набор технических приемов шифрования и расшифровки, которые сохранялись в строгом секрете.

2. В криптографической системе преобразование шифрования может быть симметричным или асимметричным относительно преобразования расшифрования. Соответственно различают два класса криптосистем:

Ключ - это конкретное секретное состояние некоторых параметров алгоритма криптографического преобразования данных, обеспечивающее выбор только одного варианта из всех возможных для данного алгоритма.

К шифрам, используемым для криптографической защиты информации, предъявляется ряд требований:

Шифрование перестановкой заключается в том, что символы шифруемого текста переставляются по определенному правилу в пределах некоторого блока этого текста. При достаточной длине блока, в пределах которого осуществляется перестановка, и сложном неповторяющемся порядке перестановки можно достигнуть приемлемой для простых практических приложений стойкости шифра.

Шифрование заменой (подстановкой) заключается в том, что символы шифруемого текста заменяются символами того же или другого алфавита в соответствии с заранее обусловленной схемой замены.

Шифрование гаммированиемзаключается в том, что символы шифруемого текста складываются с символами некоторой случайной последовательности, именуемой гаммой шифра. Стойкость шифрования определяется в основном длиной (периодом) неповторяющейся части гаммы шифра. Поскольку с помощью ЭВМ можно генерировать практически бесконечную гамму шифра, то данный способ является одним из основных для шифрования информации в автоматизированных системах.

Шифрование аналитическим преобразованиемзаключается в том, что шифруемый текст преобразуется по некоторому аналитическому правилу (формуле). Например, можно использовать правило умножения вектора на матрицу; причем умножаемая матрица является ключом шифрования (поэтому ее размер и содержание должны храниться в секрете), а символами умножаемого вектора последовательно служат символы шифруемого текста.

Процессы шифрования и расшифровки осуществляются в рамках некоторой криптосистемы. Характерной особенностью симметричной криптосистемы является применение одного и того же секретного ключа как при шифровании, так и при расшифровке сообщений.

Как открытый текст, так и шифротекст образуются из букв, входящих в конечное множество символов, называемых алфавитом,

Основной характеристикой шифраявляется криптостойкость, которая определяет его стойкость к раскрытию методами криптоанализа. Обычно эта характеристика определяется интервалом времени, необходимым для раскрытия шифра.