Материал: 3865

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Хабаровская государственная академия экономики и права» Кафедра информационных технологий

КРИПТОГРАФИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ Методические указания по выполнению лабораторной работы для студентов 1-го и 2-го курсов всех специальностей

очной формы обучения

Хабаровск 2009

ББК Ув6

Х12

Криптографические методы защиты информации : методические указания по выполнению лабораторной работы для студентов 1-го и 2-го курсов всех специальностей очной формы обучения / сост. О. С. Комова, Ю. В. Любицкий. – Хабаровск : РИЦ ХГАЭП, 2009. – 28 с.

Рецензент Е. Н. Мурая, доцент кафедры прикладной математики ДВГУПС, канд. техн. наук

Утверждено издательско-библиотечным советом академии в качестве методических указаний для студентов очной формы обучения

©Комова О.С., Любицкий Ю.В., 2009

©Хабаровская государственная академия экономики и права, 2009

4

Лабораторная работа предназначена для первого знакомства студентов 1-го и 2-го курсов ХГАЭП с наукой криптографией. Лабораторная работа рассчитана на два аудиторных часа и состоит из заданий, ориентированных на изучение методов симметричного и асимметричного шифрования, технологий создания электронной цифровой подписи и проверки с её помощью подлинности поступающих сообщений. Перед заданиями приводится краткое описание используемого метода шифрования.

Номер варианта заданий для конкретного студента определяет преподаватель. Отчёт о выполнении лабораторной работы оформляется в рукописном виде на бумаге тетрадного формата и должен включать:

1)сведения о группе, фамилии и инициалах студента, дате выполнения работы, номере варианта;

2)для каждого задания – слово «задание», порядковый номер задания, краткую постановку задачи, развёрнутую последовательность выполненных действий, после слова «ответ» – полученный результат.

Для вычислений рекомендуется использовать стандартную программу операционной системы Microsoft Windows Калькулятор или любой математический пакет, поддерживающий обработку неограниченного количества разрядов,

например, Maple или MatLab.

Введение

Характерными чертами современного общества являются накопление и хранение больших массивов информации в электронном виде с последующей их обработкой в компьютерных системах, развитие телекоммуникационных вычислительных сетей. Для успешного решения этих задач необходимо обеспечить надёжную защиту компьютерной информации.

Проблема информационной безопасности является комплексной и должна предусматривать меры трёх уровней:

законодательного;

организационного;

программно-технического.

Криптография является важнейшей составной частью программнотехнического уровня защиты информации. Криптография занимается математическими методами преобразования данных с целью сокрытия их информационного содержания, предотвращения нарушения целостности данных, подтвер-

5

ждения подлинности документов (сообщений), невозможности отказа от их авторства и т. д.

Для обеспечения конфиденциальности сообщений, передаваемых по каналам связи или телекоммуникационным вычислительным сетям, выполняется преобразование отправляемого исходного открытого текста к нечитабельному виду, называемому шифрограммой. Такая процедура преобразования называется шифрованием. На стороне получателя сообщений производится обратное преобразование шифрограммы в исходный текст, называемое дешифрированием. Процедуры шифрования и дешифрирования выполняются с помощью некоторо-

го ключа.

Алгоритмы шифрования могут являться общедоступными и публиковаться в открытой печати. Секретность шифрования обеспечивают ключи. Это позволяет при использовании одного и того же алгоритма шифрования поддерживать конфиденциальную переписку между несколькими пользователями, обладающими разными ключами; без труда продолжать обмен секретными сообщениями между адресатами с помощью замены дискредитированных (раскрытых злоумышленниками) ключей новыми ключами.

Характеристика шифра, определяющая его стойкость к дешифрированию без знания ключа, называется криптостойкостью. Одним из показателей криптостойкости является время, необходимое для перебора всех возможных ключей. Шифр считается достаточным, если время перебора ключей больше времени, в течение которого данные должны храниться в секрете. Анализом стойкости шифров занимаются криптоаналитики (к ним можно отнести и квалифицированных хакеров), при этом используются методы линейного криптоанализа, статистический анализ, дифференциальный анализ.

По особенностям алгоритма шифры подразделяются на симметричные, асимметричные, вероятностные, комбинированные, квантовые.

Симметричное шифрование

В симметричных шифрах для шифрования и дешифрирования используется один ключ, который является закрытым, то есть известным только отправителю и получателю. Этот ключ необходимо передать по защищённому каналу связи между адресатами до начала обмена сообщениями между ними.

Симметричное шифрование основано на трёх идеях: замена, перестановка и гаммирование.