Тульский государственный университет
Опубликован: 19.09.2011 | Доступ: свободный | Студентов: 7670 / 2318 | Оценка: 4.38 / 4.03 | Длительность: 18:45:00
Дополнительный материал 1:

Общий глоссарий

< Лекция 15 || Дополнительный материал 1
Ключевые слова: advanced, encryption, standard, алгоритм, шифр, Rijndael, AES, бит, расшифрование, DES, длина ключа, входной, блок данных, digital signature standard, DSA, digital signature algorithm, функция, linear, feedback, shift register, сдвиговый регистр, открытый текст, поточный шифр, BBS, RSA, асимметричные алгоритмы, криптографическая система, дискретный логарифм, алгоритм Диффи-Хеллмана, распределение ключей, секретный ключ, ключ, поле, алгоритм симметричного шифрования, проверка ЭЦП, помехоустойчивый код, длина, избыточность, отношение, натуральное число, информация, преобразование данных, группа, эллиптические кривые, константы, псевдослучайное число, обратная связь, количество информации, значение, односторонняя функция, люк, Произведение, атака, пассивная атака, дешифрование, анализ трафика, шифрование, целое число, ключ шифрования, стойкость алгоритма, ECBS, CBC, регистр сдвига, открытый ключ, идентификатор, имя пользователя, размер сообщения, анализ, поток, перестановка, матрица, вектор, шифртекст, тело документа, электронная подпись, CTR, LFSR, OFB, генератор псевдослучайных чисел

AES (Advanced Encryption Standard) – Алгоритм шифрования, действующий в качестве государственного стандарта в области шифрования данных в США с 2001 года. В основу стандарта положен шифр Rijndael. Шифр Rijndael/AES (то есть рекомендуемый стандартом) характеризуется размером блока 128 бит, длиной ключа 128, 192 или 256 бит и количеством раундов 10, 12 или 14 в зависимости от длины ключа. Основу Rijndael составляют так называемые линейно-подстановочные преобразования. В алгоритме широко используются табличные вычисления, причем все необходимые таблицы задаются константно, т.е. не зависят ни от ключа, ни от данных.

Ciphertext – зашифрованное сообщение (закрытый текст, криптограмма).

CTR – режим работы блочного шифра, который позволяет генерировать ключи при поточном шифрования информации.

Decipheringрасшифрование.

DES (Data Encryption Standard) – Алгоритм шифрования, действовавший в качестве государственного стандарта в области шифрования данных в США с 1977 по 2001 годы. Основные параметры DES: размер блока 64 бита, длина ключа 56 бит, количество раундов – 16. DES является классической сетью Фейштеля с двумя ветвями. Алгоритм преобразует за несколько раундов 64-битный входной блок данных в 64-битный выходной блок. Стандарт DES построен на комбинированном использовании перестановки, замены и гаммирования.

DSS (Digital Signature Standard) – стандарт США на цифровую подпись. В основе стандарта лежит алгоритм, называемый DSA (Digital Signature Algorithm) и являющийся вариацией подписи Эль-Гамаля.

Enciphering – преобразование открытого текста в криптограмму (зашифрование).

Нash function – хеш-функция.

LFSR(linear feedback shift register ) – линейный сдвиговый регистр с обратной связью.

OFB – режим работы блочного шифра, который позволяет генерировать ключи при поточном шифрования информации.

Рlaintext – исходное сообщение или открытый текст.

Stream cipherпоточный шифр.

Абсолютная норма языка – максимальное количество бит информации, которое может быть передано одним символом некоторого языка, при условии, что все последовательности символов в языке равновероятны.

Активная криптографическая атака – при такой атаке противник имеет возможность модифицировать передаваемые сообщения и даже добавлять свои сообщения.

Алгоритм BBS – один из методов генерации псевдослучайных чисел. Название алгоритма происходит от фамилий авторов - L. Blum, M. Blum, M. Shub. Алгоритм может использоваться в криптографии. Для вычислений очередного числа xn+1 по алгоритму BBS используется формула х_{n+1} = х_n^2 mod\ M, где M = pq является произведением двух больших простых p и q.

Алгоритм RC4алгоритм, разработанный для генерации псевдослучайных чисел. Может использоваться для генерации ключей при поточном шифровании.

Алгоритм RSAалгоритм шифрования с открытым ключом. Название алгоритма составлено из первых букв фамилий авторов: Р.Ривеста (R.Rivest), А.Шамира (A.Shamir) и Л.Адлемана (L.Adleman). Алгоритм RSA основан на сложности задачи факторизации больших чисел. Данный алгоритм является, возможно, наиболее популярным и широко применяемым асимметричным алгоритмом в криптографических системах.

Алгоритм Диффи-Хеллманаалгоритм шифрования с открытым ключом. Этот алгоритм основан на трудности вычислений дискретных логарифмов. Алгоритм Диффи-Хеллмана может использоваться для распределения ключей, которые могут быть использованы для симметричного шифрования.

Алгоритм Евклида – математический алгоритм, который может использоваться для нахождения наибольшего общего делителя двух чисел.

Алгоритм шифрования с открытым ключом (или асимметричный криптоалгоритм) – криптографический алгоритм, в котором для шифрования и расшифрования используются разные ключи.

Алгоритм Эль-Гамаляалгоритм шифрования с открытым ключом, основанный на трудности вычислений дискретных логарифмов. Алгоритм Эль-Гамаля может быть использован для шифрования данных, для формирования цифровой подписи и для согласования общего ключа. Этот алгоритм фактически использует схему Диффи-Хеллмана, чтобы сформировать общий секретный ключ для абонентов, передающих друг другу сообщение, и затем сообщение шифруется путем умножения его на этот ключ.

Алфавит - конечное множество используемых для кодирования информации символов.

Атака "человек-в-середине" (англ. "man-in-the-middle") – термин в криптографии, обозначающий ситуацию, когда атакующий способен читать и видоизменять по своей воле сообщения, которыми обмениваются корреспонденты, причём ни один из последних не может догадаться о его присутствии в канале связи.

Взаимно простые числа – числа, не имеющие общих делителей (кроме единицы).

Гаммирование – метод шифрования, основанный на "наложении" гамма-последовательности на открытый текст. Обычно это суммирование в каком-либо конечном поле (суммирование по модулю).

Генератор псевдослучайных чисел (ГПСЧ) – некоторый алгоритм или устройство, которые создают последовательность бит, внешне похожую на случайную.

ГОСТ 28147-89 – российский стандарт на блочный алгоритм симметричного шифрования.

ГОСТ Р34.10-2001 – новый российский стандарт на алгоритм формирования и проверки ЭЦП. Основан на сложности взятия дискретного логарифма в группе точек эллиптической кривой, а также на стойкости хэш-функции по ГОСТ Р34.11-94. Размер формируемой цифровой подписи – 512 бит.

ГОСТ Р34.10-94 – российский стандарт на алгоритм формирования и проверки ЭЦП, действующий с 1995 года. В стандарте используется модификация схемы шифрования с открытым ключом Эль-Гамаля и алгоритм выработки хэш-функции по ГОСТ Р34.11-94.

ГОСТ Р 34.11-94 – российский стандарт на функцию хеширования.

Задача факторизации – нахождение двух или более натуральных чисел, дающих при перемножении заданное число.

Закрытый ключключ, используемый в асимметричных криптографических алгоритмах, который должен храниться в секрете.

Избыточность – в теории информации характеристика помехоустойчивого кода, показывающая, насколько увеличена длина кодового слова по сравнению с обычным непомехоустойчивым кодом. Для многих помехоустойчивых кодов избыточность можно определить как отношение числа контрольных разрядов к общему числу разрядов кодового слова.

Избыточность языка – статистическая величина, обозначающая избыточность информации, содержащейся в тексте на определённом языке.

Инверсия по модулю – такое натуральное число, которое при умножении по модулю на данное число дает в результате единицу.

Инфраструктура открытых ключей – комплекс программно-аппаратных средств, организационно-технических и административных мероприятий, обеспечивающих абонентам системы связи необходимый сервис для управления их открытыми ключами.

Каноническое разложение на множители – такое разложение на множители, при котором все множители являются простыми и записаны в порядке возрастания.

Ключинформация, необходимая для шифрования и расшифрования сообщений.

Код – в теории информации совокупность знаков, а также система правил, позволяющая представлять информацию в виде набора таких знаков.

Кодовое слово – в теории информации любой ряд допустимых знаков в соответствии с используемой системой правил.

Комбинированный (композиционный) шифр – криптографическое преобразование данных, получаемое в результате комбинации нескольких подряд примененных простых шифров.

Криптоанализ – наука о преодолении криптографической защиты информации.

Криптографическая система защиты информации – система защиты информации, в которой используются криптографические методы для шифрования данных.

Криптографический протоколалгоритм взаимодействия двух или более абонентов с использованием криптографических средств, в результате которой абоненты достигают своей цели, а их противники - не достигают.

Криптография – наука, изучающая построение и использование систем шифрования, в том числе их стойкость, слабости и степень уязвимости относительно различных методов вскрытия.

Криптосистемы на эллиптических кривыхгруппа алгоритмов с открытым ключом, использующих в качестве математического аппарата свойства эллиптических кривых на плоскости.

Криптостойкость – характеристика шифра, определяющая его стойкость к дешифрованию без знания ключа (т.е. способность противостоять криптоанализу).

Линейный конгруэнтный генератор псевдослучайных чисел – один из простейших ГПСЧ, который для вычисления очередного числа k_i использует формулу k_i=(a \times k_{i-1}+b) mod\ c, где а, b, с — некоторые константы, a k_{i-1} — предыдущее псевдослучайное число.

Линейный сдвиговый регистр с обратной связью – вариант сдвигового регистра с обратной связью. Обратная связь в таком регистре реализуется просто как сумма по модулю 2 всех (или некоторых) битов регистра.

Малая теорема Ферма – известная теорема, сформулированная П. Ферма, лежащая в основе алгоритма шифрования по системе RSA

Метод Фибоначчи с запаздываниями – один из методов генерации псевдослучайных чисел. Может использоваться в криптографии.

Минимальное кодовое расстояние – наименьшее из всех расстояний по Хэммингу для любых пар различных кодовых слов, образующих код.

Наибольший общий делитель чисел а и b – наибольшее число с, которое делит и а и b: с = НОД(a, b).

Норма языка – величина, характеризующая количество информации, приходящееся на один символ сообщения.

Одноразовая лента (или одноразовый блокнот, или шифр Вернама) – один из возможных вариантов реализации совершенно секретной системы. Может быть реализован как гаммирование с бесконечной гаммой.

Односторонняя функция – математическая функция, которую относительно легко вычислить, но трудно найти по значению функции соответствующее значение аргумента. То есть, зная х легко вычислить f(x), но по известному f(x) трудно найти подходящее значение x.

Односторонняя функция с люком (или с секретом) – это особый вид односторонних функций, имеющих некоторый секрет (люк), позволяющий относительно быстро вычислить обратное значение функции.

Основная теорема арифметики – теорема утверждающая, что любое натуральное число большее единицы либо само является простым, либо может быть разложено на произведение простых делителей, причем единственным способом (если не обращать внимания на порядок следования сомножителей).

Открытый ключключ, используемый в асимметричных криптографических алгоритмах, который может не храниться в секрете.

Пассивная криптографическая атакаатака, при которой противник не имеет возможности изменять передаваемые сообщения. При пассивной атаке возможно лишь прослушивание передаваемых сообщений, их дешифрование и анализ трафика.

Помехоустойчивый код – код, позволяющий обнаруживать и корректировать ошибки при хранении и передаче сообщений.

Поточный шифршифр, который выполняет шифрование входного сообщения по одному биту (или байту) за операцию. Поточный алгоритм шифрования устраняет необходимость разбивать сообщение на целое число блоков. Поточные шифры используются для шифрования данных в реальном времени.

Принцип Керкхоффса – правило разработки криптографических систем, согласно которому в засекреченном виде держится ключ шифрования, а остальные параметры системы шифрования могут быть открыты без снижения стойкости алгоритма. Другими словами, при оценке надёжности шифрования необходимо предполагать, что противник знает об используемой системе шифрования всё, кроме применяемых ключей. Впервые данный принцип сформулировал в XIX веке голландский криптограф Огюст Керкхоффс.

Присоединяемые цифровые подписи – подписи, вычисленные по хеш-коду документа. Такие цифровые подписи представляют собой некоторый числовой код, который необходимо пристыковывать к подписываемому документу. Само сообщение при этом не шифруется и передается в открытом виде вместе с цифровой подписью отправителя.

Пропорциональные или монофонические шифры – методы замены, в которых уравнивается частота появления зашифрованных знаков.

Простое числонатуральное число, которое не имеет делителей, кроме самого себя и единицы.

Расстояние единственности шифра (или расстояния уникальности) – величина, показывающая, сколько букв зашифрованного сообщения необходимо перехватить для однозначного восстановления ключа.

Расстояние по Хэммингу – в теории информации число разрядов кодовых слов, в которых они различны.

Режим ECB (Electronic CodeВook) – Один из режимов использования блочного алгоритма шифрования. Режим ECB (переводится как "электронная кодовая книга") – это режим простой поблочной замены. В этом режиме каждый блок исходных данных шифруется независимо от остальных блоков, с применением одного и того же ключа шифрования.

Режим CBC (Chipher Block Chaining) – режим сцепления блоков шифра. Один из режимов использования блочного алгоритма шифрования. Преобразование в режиме CBC выполняется следующим образом: каждый блок открытого текста складывается по модулю 2 с результатом шифрования предыдущего блока. Таким образом, результаты шифрования предыдущих блоков влияют на шифрование следующих блоков.

Сдвиговый регистр с обратной связью состоит n-битного сдвигового регистра и устройства обратной связи. Когда нужно извлечь бит, все биты регистра сдвигаются вправо на одну позицию. Новый крайний слева бит определяется функцией обратной связи от остальных битов. Сдвиговые регистры с обратной связью могут применяться для получения потока псевдослучайных бит.

Сертификат открытого ключаинформация, заверенная цифровой подписью центра, и включающая открытый ключ и другие данные об абоненте (идентификатор алгоритма электронной подписи, имя удостоверяющего центра, срок годности сертификата, имя пользователя, которому принадлежит сертификат и др).

Сжатие информации – процесс преобразования исходного сообщения из одной кодовой системы в другую, в результате которого уменьшается размер сообщения.

Символ - это любой знак, в том числе буква, цифра или знак препинания.

Симметричное шифрование (шифрование с закрытым ключом) – методы обратимого преобразования данных, в которых используется один и тот же ключ, который обе стороны информационного обмена должны хранить в секрете от противника.

Система шифрования, или шифрсистема, – это любая система, которую можно использовать для обратимого изменения текста сообщения с целью сделать его непонятным для всех, кроме тех, кому оно предназначено.

Совершенно секретная системакриптографическая система, для которой анализ зашифрованного текста не дает никакой информации об открытом тексте, кроме, возможно, его длины.

Соседние кодовые слова – кодовые слова, отличающиеся значением только одного разряда.

Составное числонатуральное число, которое делится, помимо самого себя и единицы, еще хотя бы на одно число.

Функция Эйлера позволяет подсчитать число натуральных чисел, не превосходящих n и, взаимно простых с n.

Хеш-функция – математическая или иная функция, которая для строки произвольной длины вычисляет некоторое целое значение или некоторую другую строку фиксированной длины.

Хеш-код – результат работы хеш-функции, некоторый характерный "признак" входного массива данных.

Шифр – совокупность заранее оговоренных способов преобразования исходного секретного сообщения с целью его защиты.

Шифр замены (подстановки) основан на том, что символы исходного текста, обычно разделенные на блоки и записанные в одном алфавите, заменяются одним или несколькими символами другого алфавита в соответствии с принятым правилом преобразования.

Шифр многоалфавитной замены (или подстановки)группа методов шифрования подстановкой, в которых для замены символов исходного текста используется не один, а несколько алфавитов по определенному правилу.

Шифр перестановки основаны на том, что входной поток исходного текста делится на блоки, в каждом из которых выполняется перестановка символов. Ключом такого шифра является используемая при шифровании перестановочная матрица или вектор, указывающий правило перестановки.

Шифр простой (или одноалфавитной) замены, простой подстановочный шифр, моноалфавитный шифргруппа методов шифрования, которые сводится к созданию по определённому алгоритму таблицы шифрования, в которой для каждой буквы открытого текста существует единственная сопоставленная ей буква шифртекста. Само шифрование заключается в замене букв согласно таблице. Для расшифровки достаточно иметь ту же таблицу, либо знать алгоритм, по которой она генерируется.

Шифрование с закрытым ключом (симметричное шифрование) – методы обратимого преобразования данных, в которых используется один и тот же ключ, который обе стороны информационного обмена должны хранить в секрете от противника.

Шифрование с открытым ключом (асимметричное шифрование) – методы шифрования, в которых для шифрования и расшифрования данных используются два разных ключа. При этом один из ключей (открытый ключ) может передаваться по открытому (незащищенному) каналу связи. Шифрование с открытым ключом используется на практике лишь со второй половины ХХ века.

Центр сертификации – организация или подразделение организации, которая выпускает сертификаты ключей электронной цифровой подписи и отвечает за управление ключами пользователей. Открытые ключи и другая информация о пользователях хранится удостоверяющими центрами в виде цифровых сертификатов.

Цифровые подписи с восстановлением документа – подписи, которые как бы содержат в себе подписываемый документ: в процессе проверки подписи автоматически вычисляется и тело документа. Если при расшифровывании сообщение восстановилось правильно, значит, подпись была верной.

Электронная (цифровая) подпись – присоединяемый к сообщению блок данных, полученный с использованием криптографического преобразования. Электронная подпись позволяет при получении текста другим пользователем проверить авторство и подлинность сообщения.

Энтропия сообщения – характеристика, введенная Шенноном. Определяет количество информации, приходящейся на одно элементарное сообщение источника, вырабатывающего статистически независимые сообщения. Является мерой неопределённости или непредсказуемости информации.

Список сокращений

AES Advanced Encryption Standard Усовершенствованный стандарт шифрования
BBS Blum – Blum – Shub Алгоритм генерации псевдослучайных чисел
CA Certification authority Центр сертификации (удостоверяющий центр)
CBC Chipher Block Chaining Режим сцепления блоков шифра
CTR CounTeR Режим счетчика
DES Data Encryption Standard Стандарт шифрования данных
DSS Digital Signature Standard Стандарт цифровой подписи (США)
ECB Electronic CodeВook Режим простой поблочной замены
KDC Key Distribution Center Центр распределения ключей
LFSR Linear feedback shift register Линейный сдвиговый регистр с обратной связью
OFB Output FeedBack Режим обратной связи по выходу
PKI Public Key Infrastructure Инфраструктура открытых ключей
RLE Run Length Encoding Кодирование серий последовательностей
RSA Rivest – Shamir – Adleman Algorithm Алгоритм шифрования RSA
RNG Random number generator Генератор случайных чисел
ГПСЧ Генератор псевдослучайных чисел
ГСЧ Генератор случайных чисел
НОД Наибольший общий делитель
ЭВМ Электронная вычислительная машина
ЭЦП Электронная цифровая подпись
< Лекция 15 || Дополнительный материал 1
Антон Свистельников
Антон Свистельников

С помощью обобщенного алгоритма Евклида найдите числа х и у, удовлетворяющие уравнению 30х +12y = НОД(30,12).

х=1, у=-2, НОД = 6. Где ошибка?

Шамиль Байрамов
Шамиль Байрамов

z = x + k (mod N)