Классификация систем шифрования

Ещё со времён существования древнего Египта люди использовали криптографию. Искусство «тайнописи», позволяющее перевести текст сообщения в нечитаемую для посторонних форму было востребовано всегда. Особенно эффективно оно использовалось в государственных, религиозных, военных и коммерческих целях. За время существования Криптографии – науки о шифрах, было придумано множество алгоритмов преобразования информации. Давайте рассмотрим их некоторые характеристики [31].

Рис. 18. Классификация систем шифрования (криптосистем).

Шифрование перестановкой – перестановка букв в пределах блока по определенному правилу.

Шифрование подстановкой – открытые буквы заменяются либо буквами того же алфавита, либо другого – моноалфавитная подстановка (либо нескольких – полиалфавитная), в соответствии с выбранной схемой замены.

Гаммирование – сложение со случайной последовательностью – гаммой. Шифрование в этом режиме производится путем двоичного побитового сложения блоков открытого текста с блоками гаммы.

Более частным случаем двоичного побитового сложения является использование логической операции XOR – исключающее ИЛИ. В этом случае сложение выполняется по правилу:

0+0=0;

1+0=1;

1+1=0.

Пример: 10011011 - информация

10101010 - гамма (ключ)

00110001 - зашифрованное сообщение.

Операция XOR имеет одно очень интересное свойство, подходящее к определению шифра – при повторном сложении зашифрованного сообщения с гаммой, мы получаем исходную информацию:

00110001 - зашифрованное сообщение

10101010 - гамма (ключ)

10011011 - информация.

Аналитическое шифрование – преобразования информации, использующие математические действия второго – третьего порядков (умножение, возведение в степень, и т.п.), например, умножение вектора (открытый текст) на матрицу (ключ).

Потоковые шифры

В потоковом шифре единицей кодирования является один бит. Результат кодирования не зависит от прошедшего ранее входного потока. Схема применяется в системах передачи потоков информации, то есть в тех случаях, когда передача информации начинается и заканчивается в произвольные моменты времени и может случайно прерываться.

Одним из известных устройств, использующих потоковые шифры являются скремблеры. Скремблер – устройство защиты речевой информации, передаваемой в аналоговых сетях связи. Защита осуществляется за счёт разделения всей полосы звуковых частот телефонного тракта на сегменты, и последующего перемешивания этих сегментов по определенному ключевому правилу. Соответственно, на приёмной стороне спектр сигнала восстанавливается. В случае подключения злоумышленника к каналу связи, он услышит характерные звуки, совершенно не похожие на человеческую речь.

Потоковые шифры так же применяются для защиты информации в канале связи сетей Wi-Fi стандартов 802.11b и 802.11g. Для шифрования используется сдвиговый регистр и операция гаммирования. В стандарте 802.11b используется алгоритм шифрования RC5.

Поиск по сайту: