Материал: Методические указания и контрольные задания по дисциплине информационная безопасность для студентов направления 09. 03. 02

Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской ФедерацииФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего образования«Поволжский государственный университет телекоммуникацийи информатики»

Кафедра ИБ

Методические указания и контрольные задания по дисциплине

ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ для студентов направления 09.03.02Составители:к.т.н., доцент Крыжановский А.В.,к.т.н. доцент Пугин В.В.Редактор:к.т.н. доцент Раков А.С.Рецензент: д.т.н. профессор Карташевский В.Г.Самара 2021

Методические указания и контрольные задания по дисциплине

«Информационная безопасность» /Сост. к.т.н. доцент А.В.Крыжановский, к.т.н. доцент В.В.Пугин – Самара, 2021-50 с.,ил.Приведены краткие теоретические сведения, тексты задач и решения к ним по основным аспектам информационной безопасности: симметричные и асимметричные криптосистемы, политика безопасности, электронная цифровая подпись, распределение ключей в компьютерной сети, протоколы идентификации и аутентификации.Методические разработки утверждены на заседании кафедры ИБ 7.02.2021 г. протокол № 2.Редактор – к.т.н., доц. А.С.РаковРецензент – д.т.н., проф. В.Г. КарташевскийСодержаниеИсходные данные 4Задание 1. Традиционные симметричные криптосистемы… 8

1. 
   Основные понятия и определения……............................. 8
   
2. 
   Шифры перестановки…………………………………….. 10
   
   1. 
      Шифрующие таблицы………………………………… 10
      
   2. 
      Шифрование магическими квадратами……………… 13
      

1.3. Шифры простой замены…………………………………. 14 1.3.1. Шифрование на основе квадрата Полибия…………… 151.3.2. Система шифрования Цезаря………………………….. 161.3.3. Система Цезаря с ключевым словом………………….. 161.3.4. Шифрующие таблицы Трисемуса………...................... 181.3.5. Биграммный шифр Плейфейра………………………… 19Задание 2. Методы шифрования……………………………… 222.1. Метод перестановок на основе маршрутов Гамильтона.. 222.2. Аналитические методы шифрования……………………. 24Задание 3. Асимметричная криптосистема RSA. Расширен-ный алгоритм Евклида……………………………………….. 27Задание 4. Алгоритмы электронной цифровой подписи…… 324.1. Алгоритм цифровой подписи Эль Гамаля (EGSA)…….. 32Занятие 5. Распределение ключей в компьютерной сети….. 36

5.1. Алгоритм открытого распределения ключей Диффи--Хеллмана……………………………………………………… 36Приложение…………………………………………………… 40 Задание №11. Зашифровать сообщение одним из следующих методов:

Последняя цифра студенческого билета
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Сообщение	1	2	3	4	5	5	4	3	2	1
Метод	1	2	3	4	5	1	2	5	4	3
Предпоследняя цифра студенческого билета
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Ключевое слово/ магический квадрат/ размер блока	-	Следующий	-	4х4	Самоучитель	-	Волшебный	Конвертация	4х4	-

Варианты сообщений1. Под информационной безопасностью следует понимать защиту интересов субъектов информационных отношений2. Под доступом к информации понимается ознакомление модификация и уничтожение информации3. Правила разграничения доступа служат для регламентации права доступа субъекта доступа к объекту доступа4. Доступность это возможность за приемлемое время получить требуемую информационную услугу5. Конфиденциальность данных это статус предоставляемый данным и определяющий требуемую степень их защитыВарианты методова) Метод простой перестановкиб) Метод одиночной перестановки по ключув) Метод двойной перестановки сообщенияг) Шифрование магическими квадратами

д) Биграммный шифр ПлейфераЗадание №22.1. Используя метод перестановок на основе маршрутов Гамильтона зашифровать сообщение из предыдущего задания:

Последняя цифра студенческого билета
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
L	4	5	6	2	5	6	4	5	6	7
Предпоследняя цифра студенческого билета
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
K	1,1,1,1,1,1,2,2,2,2,2,2,2	1,1,2,2,1,1,2,2,1,1,2	1,1,1,2,2,2,1,1,1,2,2,2,1	1,2,1,2,1,2,1,2,1,2,1	2,1,1,2,2,1,1,2,2,1,1,2,2	1,2,2,1,1,2,2,1,1,2,2,1,1	2,1,2,1,2,1,2,1,2,1,2	2,2,2,1,1,1,2,2,2,1,1,1,2	2,2,1,1,2,2,1,1,2,2,1	2,2,2,2,2,2,2,1,1,1,1,1,1

2.2. Требуется зашифровать слово T₀ c помощью матрицы-ключа А, а затем расшифровать его

Последняя цифра студенческого билета
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
T0	строка	кирпич	дерево	кнопка	голова	мюзикл	облако	погода	музыка	фургон
Предпоследняя цифра студенческого билета
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
A	1	2	3	4	5	1	2	3	4	5

1. 2. 3. 4. 5. Задание №3

3. 
   Пусть выбраны простые числа p и q, а также открытый ключ е. Требуется выполнить шифрование и дешифрование в ассиметричной криптосистеме RSA сообщения:
   

Последняя цифра студенческого билета
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
p	31	37	41	43	47	53	59	61	67	71
q	89	83	79	73	101	107	97	103	109	89
Предпоследняя цифра студенческого билета
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
e	101	97	89	83	79	73	79	83	89	97
Сообщение	1	2	3	4	5	1	2	3	4	5

1. 
   5764996751347925346
   
2. 
   98754783459345986
   
3. 
   634923499192345193
   
4. 
   234616141136234616748
   
5. 
   663487195324672817
   

Задание №4

3. 
   Сформировать и проверить ЭЦП Эль Гамаля при следующих начальных условиях:
   

Последняя цифра студенческого билета
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
P	13	17	19	23	29	31	37	31	29	23
G	2	3	4	5	4	3	5	2	5	3
Предпоследняя цифра студенческого билета
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
X	7	8	9	10	11	10	9	8	7	6

Задание №5

3. 
   Реализовать алгоритм открытого распределения ключей Диффи-Хеллмана при следующих начальных условиях: модуль N, примитивный элемент g, секретные ключи пользователей К_а и К_в:
   

Последняя цифра студенческого билета
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
N	79	73	71	67	61	59	53	59	61	59
g	23	29	31	37	41	37	31	26	23	17
Предпоследняя цифра студенческого билета
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Ka	13	14	17	15	21	23	25	23	21	19
Kb	41	30	36	21	38	37	42	43	32	31