НОУ ИНТУИТ | Основы теории информации и криптографии. Лекция 12: Основы теории защиты информации

Учитесь и получайте официальные документы БЕСПЛАТНО. Вы можете поддержать наш проект.

Регистрация Вход

Твой путь к знаниям!

Опубликован: 11.04.2007 | Доступ: свободный | Студентов: 6117 / 2361 | Оценка: 4.37 / 4.24 | Длительность: 11:19:00

Тема: Безопасность

Специальности: Специалист по безопасности

|

Вам нравится? Нравится 53 студентам

| Поделиться |

Поддержать курс

| Скачать электронную книгу

Электронная подпись

Криптосистема с открытым ключом открыта для посылки сообщений для абонентов из книги паролей для любого желающего. В системе с электронной подписью сообщение необходимо "подписывать", т.е. явно указывать на отправителя из книги паролей.

Пусть $W_1, W_2, \ldots, W_n$ - абоненты системы с электронной подписью. Все они независимо друг от друга выбирают и вычисляют ряд чисел точно так же как и в системе с открытым ключом. Пусть -ый абонент ( $1\ne i\le n$ ) выбирает два больших простых числа $p_{i1}$ и $p_{i2}$ , затем вычисляет их произведение - $r_i=p_{i1}p_{i2}$ и функцию Эйлера от него - $\varphi(r_i)$ , затем выбирает первый ключ a_i из условий $0<a_i<\varphi(r_i)$ , $\hbox{НОД}(a_i, \varphi(r_i))=1$ и, наконец, вычисляет второй ключ $\alpha_i$ из уравнения $a_i\alpha_i\equiv 1\pmod{\varphi(r_i)}$ . Записи в книге паролей будут иметь вид:

Если абонент W_1 решает отправить секретное письмо W_2 , то ему следует проделать следующую последовательность операций:

Если $m>\min(r_1,r_2)$ , то разбивается на части, каждая из которых меньше меньшего из чисел и ;
Если , то сообщение сначала шифруется ключом $\alpha_1$ ( $m_1\equiv m^{\alpha_1}\pmod{r_1}$ ), а затем - ключом ( $m_2\equiv m_1^{a_2}\pmod{r_2}$ ), если же , то сообщение сначала шифруется ключом ( $m_1\equiv m^{a_2}\pmod{r_2}$ ), а затем - ключом $\alpha_1$ ( $m_2\equiv m_1^{\alpha_1}\pmod{r_1}$ );
Шифрованное сообщение отправляется .

W_2 для дешифровки сообщения m_2 должен знать, кто его отправил, поэтому к m_2 должна быть добавлена электронная подпись, указывающая на W_1 . Если r_1<r_2 , то для расшифровки m_2 сначала применяется ключ $\alpha_2$ , а затем - a_1 , если же r_1>r_2 , то для расшифровки m_2 сначала применяется ключ a_1 , а затем - $\alpha_2$ . Рассмотрим случай r_1<r_2 : $m_2^{\alpha_2}\equiv m_1^{a_2\alpha_2}\equiv m_1\pmod{r_2}$ и $m_1^{a_1}\equiv m^{\alpha_1a_1}\equiv m\pmod{r_1}$ по теореме Эйлера-Ферма.

Пример. Пусть W_1 выбрал и вычислил следующие числа $p_{11}=7, p_{12}=13, r_1=p_{11}p_{12}=91, \varphi(91)=72, a_1=5, \alpha_1=29$ , а W_2 - следующие $p_{21}=11, p_{22}=23, r_2=253, \varphi(253)=220, a_2=31, \alpha_2=71$ . После занесения записей о W_1 и W_2 в открытую книгу паролей, W_2 решает послать сообщение m=41 для W_1 . Т. к. r_2>r_1 , то сообщение сначала шифруется ключом a_1 , а затем ключом $\alpha_2$ : $m_1\equiv 41^5\equiv 6\pmod{91}$ , $m_2\equiv 6^{71}\equiv 94\pmod{253}$ . Сообщение m_2 отправляется W_1 . Получив m_2=94 , W_1 , зная, что оно пришло от W_2 , дешифрует его сначала ключом a_2 , а затем ключом $\alpha_1$ : $94^{31}\pmod{253}\equiv 6$ , $6^{29}\pmod{91}\equiv 41$ .

Если подписать сообщение открытым образом, например, именем отправителя, то такая "подпись" будет ничем не защищена от подделки. Защита электронной подписи обычно реализуется с использованием таких же методов, что в криптосистеме с открытым ключом.

Электронная подпись генерируется отправителем по передаваемому сообщению и секретному ключу. Получатель сообщения может проверить его аутентичность по прилагаемой к нему электронной подписи и открытому ключу отправителя.

Стандартные системы электронной подписи считаются настолько надежными, что электронная подпись юридически приравнена к рукописной. Электронная подпись часто используется с открытыми, незашифрованными электронными документами.

Стандарт шифрования данных

В 1977 году в США был предложен стандарт для шифрования данных - DES (Data Encryption Standard), разработанный в IBM. В 1980 он был одобрен ведущей мировой организацией по стандартам - ANSI. В настоящее время алгоритм DES широко используется для защиты коммерческой информации.

DES - это классическая криптосистема с открытым способом шифровки и дешифровки, секретность которой обеспечивается исключительно ключом. Основные достоинства DES:

используется только один ключ фиксированной длины 56 бит (в системах с открытым ключом длина ключа должна быть более 300 бит);
зашифровав сообщение с помощью одной программы, для расшифровки можно использовать другую;
относительная простота алгоритма обеспечивает высокую скорость работы (как минимум, на порядок выше скорости работы алгоритма для криптосистемы с открытым ключом);
достаточно высокая стойкость алгоритма (стойкость конкретного зашифрованного сообщения зависит от выбора ключа).

Главный недостаток DES связан с его классической организацией, т.е. с необходимостью обеспечивать сверхнадежный канал для передачи ключей.

Алгоритм DES предназначен для шифровки ровно 64 бит исходных данных - более длинные сообщения должны разбиваться на части длиной 64 бита, а более короткие дополняться нулями или пробелами. Собственно шифровка и дешифровка обеспечиваются многократными битовыми перестановками в исходном сообщении, определяемыми стандартными перестановочными матрицами и ключом.

Примером программы, реализующей алгоритм DES, является программа DISKREET из пакета Norton Utilities.

Дальше >>

Авторизоваться

Основы теории информации и криптографии

Основы теории защиты информации

Электронная подпись

Стандарт шифрования данных

Вопросы и ответы