Криптографические методы защиты информации. Криптография. Шифрование Методы криптографии презентация по информатике

Классификация шифров и их особенности

Криптография

Работу выполнила: Артамонова Екатерина гр.6409-ок

Предмет исследования – криптографические системы и разновидности шифров

Цель исследования: изучение криптографических методов шифрования информации

Задачи исследования:

Изучить особенности различных криптографических систем;
Исследовать разновидности шифров.

Методы исследования: анализ литературы, сравнение, обобщение.

Криптография как инструмент для обеспечения конфиденциальности

Криптогра́фия (от др.-греч. κρυπτός - скрытый и γράφω - пишу) - наука о методах обеспечения конфиденциальности (невозможности прочтения информации посторонним) и аутентичности (целостности и подлинности авторства, а также невозможности отказа от авторства) информации.

История развития науки криптографии

Формально криптография (с греческого - «тайнопись») определяется как наука, обеспечивающая секретность сообщения.

История криптографии насчитывает около 4 тысяч лет. В качестве основного критерия периодизации криптографии возможно использовать технологические характеристики используемых методов шифрования:

1.Первый период (3 тыс. до н. э. )

Моноалфавитные шифры

Основной принцип - замена алфавита исходного текста другим алфавитом через замену букв другими буквами или символами

2.Второй период (IX век на Ближнем Востоке (Ал-Кинди) и XV век в Европе (Леон Баттист Альберти) - начало XX века ) -полиалфавитные шифры.

Леон Баттист Альберти

3.Третий период (с начала и до середины XX века ) - внедрение электромеханических устройств в работу шифровальщиков.

Продолжение использования полиалфавитных шифров.

4.Четвертый период -с 50-х до 70-х годов XX века - переход к математической криптографии. В работе Шеннона появляются строгие математические определения количества информации, передачи данных, энтропии, функций шифрования.

Клод Шеннон

5.Современный период (с конца 1970-х годов по наше время ) зарождение и развитие нового направления -криптография с открытым ключом.

Также известна другая периодизация истории криптографии:

1.Эней Тактик написал первый научный труд о криптографии .

Широко известен шифр «Скитала» - Спартой против Афин в V веке до н. э .

2. Средние века

-Кодекс Copiale - изящно оформленную рукопись с водяными знаками, не расшифрованную полностью до сих пор.

Кодекс Copiale

3.Эпоха Возрождения -золотой век криптографии : ее изучением занимался Фрэнсис Бэкон, предложивший двоичный способ шифрования.

Фрэнсис Бэкон

4.Появление телеграфа - факт передачи данных перестал быть секретным.

5.Первая мировая война -криптография стала признанным боевым инструментом.

6.Вторая мировая война -развитие компьютерных систем. Использованные шифровальные машины ясно показали жизненную важность информационного контроля.

Wehrmacht Enigma («Энигма»)-

Шифровальная машина Третьего рейха.

Turing Bombe («Бомба Тьюринга»)

Разработанный под руководством Алана Тьюринга дешифратор.

Классификация криптографических систем

Криптосистемы общего использования

Криптосистемы ограниченного использования

1. По области применения

2. По особенностям алгоритма шифрования

Одноключевые

Двухключевые

Замены (подстановки)

Перестановки

Аддитивные (гаммирования)

Детерминированные

Вероятностные

Квантовые

Комбинированные(составные)

3. По количеству символов сообщения

Потоковые

4. По стойкости шифра

нестойкие

практически стойкие

совершенные

Основные требования, предъявляемые к криптосистемам

Сложность и трудоёмкость процедур шифрования и дешифрования;
Временные и стоимостные затраты на защиту информации;
Процедуры шифрования и дешифрования;
Количество всех возможных ключей шифра;

Избыточность сообщений;
Любой ключ из множества возможных;
Незначительное изменение ключа;
Зашифрованное сообщение.

Шифр (от фр. chiffre «цифра» от араб. صِفْر‎‎, sifr «ноль») - какая-либо система преобразования текста с секретом (ключом) для обеспечения секретности передаваемой информации.

Классификация шифров

Перестановки

Композиционные

Многозначные

Однозначные

Симметричные

Асимметричные

Поточные

Одноалфавитные

Многоалфавитные

Шифры гаммирования

Аффинный шифр

Аффинный шифр - шифр простой замены, использующий в качестве ключа два числа. Линейная зависимость аффинного шифра может быть такой:

Шифр Цезаря

Замена символов открытого текста согласно формуле, например такой:

N-номер символа в алфавите

INFORMATION LRISUQDWMDSR

Шифр пляшущих человечков

Преимущество - благодаря стенографическим свойствам шифровки может написан где угодно. Недостаток - не обеспечивает ни достаточной конфиденциальности, ни аутентичности.

П Р О Т И В О Я Д И Е

Шифр Виженера

За ключ шифра Виженера берут слово (фразу), удобное для запоминания, слово (кодовая фраза) повторяется до тех пор, пока не станет равным длине сообщения.

Таблица Виженера

Для зашифрования сообщения шифром Виженера при помощи таблицы Виженера, выберите столбец, начинающийся с первого символа открытого текста и строку, начинающуюся с первого символа ключа. На пересечении этих столбца и строки будет находиться первый символ шифровки.

Штриховые коды

Линейный штрихкод

Штрихово́й код (штрихко́д) - графическая информация, наносимая на поверхность, маркировку или упаковку изделий, представляющая возможность считывания её техническими средствами - последовательность чёрных и белых полос либо других геометрических фигур.

Способы кодирования информации:

1.Линейные

2.Двухмерные

Сферы применения

Увеличение скорости прохождения документооборота платежных систем;
Минимизация ошибок считывания данных за счет автоматизации процесса;
Идентификация сотрудников;
Организация систем регистрации времени;
Унификация бланков для сбора разного вида данных;
Упрощение складской инвентаризации;
Контроль за наличием и продвижением товаров в магазинах, обеспечение их сохранности.

Основное достоинство QR-кода - это лёгкое распознавание сканирующим оборудованием.

Заключение

1.Существует единая классификация криптографических систем по разным параметрам, каждая из которых имеет свои отличительные особенности, преимущества и недостатки.

2.В мире огромное количество шифров, которые в свою очередь могут объединяться в группы по отдельным характеристикам.

3.Криптография сейчас актуальна, потому что защита информации на сегодняшний день является одной из самых серьезных проблем человечества в информационном обществе.

Источники

http://shifr-online-ru.1gb.ru/vidy-shifrov.htm

http://studopedia.org/3-18461.html

обобщить и систематизировать знания основных понятий: код, кодирование, криптография;
познакомится с простейшими способами шифрования и их создателями;
отрабатывать умения читать шифровки и шифровать информацию.

Развивающие :

развивать познавательную деятельность и творческие способности учащихся;
формировать логическое и абстрактное мышление;
развивать умение применять полученные знания в нестандартных ситуациях;
развивать воображение и внимательность.

Воспитательные :

воспитывать коммуникативную культуру;
развивать познавательный интерес.

Слайд 1. « Основы криптографии »

В последнее время все больше внимания уделяют обеспечению безопасности коммуникаций, хранения данных, конфиденциальности доступа к данным и подобным аспектам. Предлагаются многочисленные решения, как на аппаратном уровне, так и на уровне программного обеспечения.

Отметим, что использование шифрования данных отнюдь не гарантирует конфиденциальности этих данных. Простейшим примером является перехват зашифрованного сообщения, определение блока/блоков, соответствующих времени отсылки, и использование затем этого же зашифрованного сообщения, но с другим временем отсылки. Этот прием может быть использован для фальсификации сообщений между банками, например для перевода сумм денег на счет злоумышленника.

Криптография лишь предоставляет алгоритмы и некоторые приемы для аутентификации клиента и шифрования информации. А как вообще появилось шифрование?

Слайд 2.

Криптогра?фия (от др.-греч. κρυπτ?ς — скрытый и γρ?φω — пишу) — (невозможности прочтения информации посторонним) и аутентичности (целостности и подлинности авторства, а также невозможности отказа от авторства) информации.

Слайд 3.

Криптоанализ (от др.-греч. κρυπτ?ς — скрытый и анализ) — наука о методах расшифровки зашифрованной информации без предназначенного для такой расшифровки ключа.

Наиболее известными шифрами являются:

Слайд 4: Шифр скитала

Ликург -царь Спарты из рода Эврипонтидов, правивший в 220 — 212 до н. э.

В криптографии скитала (или сцитала от греческого σκυτ?λη , жезл), известный также как шифр Древней Спарты , представляет собой прибор, используемый для осуществления перестановочного шифрования, состоит из цилиндра и узкой полоски пергамента, обматывавшейся вокруг него по спирали, на которой писалось сообщение. Античные греки и спартанцы в частности, использовали этот шифр для связи во время военных кампаний.

Слайд 5: Шифр Цезаря

Гай Ю?лий Це?зарь (100 год до н. э. - 44 года до н. э.)-древнеримский государственный и политический деятель, диктатор., полководец,писатель.

Шифр Цезаря , также известный, как шифр сдвига , код Цезаря или сдвиг Цезаря — один из самых простых и наиболее широко известных методов шифрования.

Слайд 6: Франсуа? Вие?т

Франсуа? Вие?т (1540 - 1603) — французский математик, основоположник символической алгебры.

При королевском дворе Франсуа Виет проявил себя как талантливый специалист по расшифровке сложных шифров (тайнописи), которыми пользовалась инквизиторская Испания в войне против Франции. Благодаря своему сложному шифру воинствующая Испания могла свободно сноситься с противниками французского короля даже внутри Франции, и эта переписка все время оставалась неразгаданной.

Как и следовало ожидать, после расшифровки французами перехваченных испанских секретных донесений испанцы стали терпеть одно поражение за другим. Испанцы долго недоумевали по поводу неблагоприятного для них перелома в военных действиях. Наконец, из тайных источников им стало известно, что их шифр — для французов уже не секрет и виновник его расшифровки — Франсуа Виет. Испанская инквизиция объявила Виета богоотступником и заочно приговорила ученого к сожжению на костре, однако выполнить свой варварский план не смогла.

Слайд №7: Джон Валлис

В широкое употребление термин «криптография» ввел английский математик, один из предшественников математического анализа как науки, Джон Валлис.

В 1655 году Валлис издал большой трактат «Арифметика бесконечного» , где ввёл придуманный им символ бесконечности. В книге он сформулировал строгое определение предела переменной величины, продолжил многие идеи Декарта, впервые ввёл отрицательные абсциссы, вычислил суммы бесконечных рядов — по существу интегральные суммы, хотя понятия интеграла тогда ещё не было.

Слайд №8: Леон Батиста Альберти

Батиста Альберти, итальянский архитектор, скульптор, теоретик искусства, художник и музыкант. Он совершил революционный прорыв в европейской криптографической науке в XV веке. В области криптографии заслугой Альберти стали 25 страничный «Трактат о шифрах» - он опубликовал первую в Европе книгу, посвященную криптоанализу, и изобрел устройство, реализующее шифр многоалфавитной замены, получившее название «диск Альберти».

Слайд №9: Уильям Фридман

Американский криптограф, один из основоположников современной научной криптографии. Во время Первой мировой войны Фридман служил в американской криптографической службе, в том числе и дешифровальщиком. Помимо криптоаналитической работы Фридман занимался преподаванием курса криптографии для армейских офицеров. К 1918 году им был подготовлен цикл из восьми лекций для слушателей. Всего Фридман написал 3 учебника по военной криптографии и ряд научных работ по анализу кодов и шифров, также им разработано 9 шифрмашин. Фридман продемонстрировал эффективность теоретико-вероятностных методов при решении криптографических задач. Принимал участие в разработке и оценке стойкости ряда американских шифраторов. Накануне и во время Второй мировой войны добился значительных успехов в дешифровании японских сообщений.

Слайд №10: Виды шифров

Таким образом основными видами шифров являются:

одноалфавитная замена
многоалфавитная замена

Слайд 11: Одноалфавитная замена

Одноалфавитная замена — это система шифрования, в которой для сокрытия букв открытого сообщения используется единственный шифралфавит.

В Европе к началу XV в. в качестве способа маскиров-ки информации чаще всего применялись одноалфавитные шифры. При одноалфавитной замене в качестве эквивалентов могут также использоваться особые символы или цифры. В одноалфавитном шифре буква может не только заменяться на букву; в нем буква может передаваться несколькими эквивалентами.

Слайд 12:

Шифр сдвига (Шифр Цезаря)

Одной из самых ранних и самых простых разновидностей шифра, в котором используется замена букв, является шифр замены Цезаря. Этот шифр носит имя Гая Юлия Цезаря, который пользовался им для шифрования сообщений во время своих успешных военных кампа-ний в Галлии (на территории, охватывающей современную Францию, Бельгию, часть Нидерландов, Германии, Швейцарии и Италии).

Алфавит открытого текста: А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я

Шифралфавит: Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В

Слайд 13: Многоалфавитная замена

Многоалфавитная замена — это способ образования шифра с ис-пользованием нескольких алфавитов замены.

Такой способ позволяет криптографам скрывать слова и предложения своего исходного сообщения среди значений нескольких уровней букв.

Слайд 14:

Эта таблица стала одной из первых геометрических фигур, исполь-зовавшихся для размещения в ней алфавитов, чисел и символов с целью шифрования, и важным шагом вперед, поскольку показывала все свои шифралфавиты одновременно.

Тритемий назвал свой метод «квадратной доской», так как 24 буквы алфавита располагались в квадрате, содержащем 24 строки. Здесь показана часть этой таблицы.

Таблица получается путем сдвига обычного алфавита в каждой следующей строке на одну позицию влево. Буквы i и j , равно как и и v , считались идентичными. Эту операцию можно было бы с полным основанием назвать самым первым последовательным ключом, благодаря которому поочередно используется каждый алфавит, прежде чем какой-нибудь из них появится повторно.

Криптографические преимущества многоалфавитных шифров и последовательного ключа способствовали широкому распространению этого способа шифрования.

Слайд 15:

С 1991 г. Институт криптографии, связи и информатики Академии ФСБ

Российской Федерации проводит ежегодные олимпиады по криптографии и

математике для школьников г. Москвы и Подмосковья. Вашему вниманию предлагается одна из задач олимпиады:

Дано зашифрованное сообщение:

Найдите исходное сообщение, если известно, что шифр-преобразование заключалось в следующем. Пусть корни трехчлена - . К порядковому номеру каждой буквы в стандартном русском алфавите(33 буквы) прибавлялось значение многочлена, вычисленное либо при, либо при (в неизвестном нам порядке), а затем полученное число заменялось со-ответствующей ему буквой.

Слайд 16: Решение задачи.

Легко видеть, что.

Отсюда - корни многочлена

Получаем

Ответ: ТАК ДЕРЖАТЬ

Слайд 17. СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

Просмотр содержимого документа
«основы криптографии »

Криптогра́фия (от др.-греч. κρυπτός - скрытый и γράφω - пишу) - наука о методах обеспечения конфиденциальности (невозможности прочтения информации посторонним) и аутентичности (целостности и подлинности авторства, а также невозможности отказа от авторства) информации.

Шифр скитала

Ликург - царь Спарты

из рода Эврипонтидов,

правивший

в 220 - 212 до н. э .

Шифр Цезаря

Гай Ю́лий Це́зарь

(100 - 4 4 г. до н. э.) -

древнеримский

государственный и

политический деятель,

диктатор . , полководец,

писатель.

Франсуа́ Вие́т

Франсуа́ Вие́т (1540 – 1603) -

французский математик,

основоположник

символической алгебры.

Джон Валлис

1616 – 1703 гг .

Английский

математик, один из предшественников

математического анализа

Леон Батиста Альберти

1402 – 1470 гг .

Итальянский архитектор, скульптор, теоретик искусства, художник и музыкант

Уильям Фридман

18 9 1 г ., Кишинев – 1969 г ., Вашингтон

Американский криптограф, именуемый «отцом американской криптологии»

одноалфавитная замена
многоалфавитная замена

Одноалфавитная замена

Одноалфавитная замена - это система шифрования, в которой для сокрытия букв открытого сообщения используется единственный шифр алфавит.

Алфавит открытого текста: А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я
Шифралфавит: Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В

Многоалфавитная замена

Многоалфавитная замена - это способ образования шифра с использованием нескольких алфавитов замены.

Решение задачи:

Буква ш.с.

Номер

Буква о.с

1 слайд

* МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ КУШНАРЕНКОВСКИЙ МНОГОПРОФИЛЬНЫЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ Криптографические методы защиты информации

2 слайд

Содержание Основная схема криптографии Категории криптографии Ключи, используемые в криптографии Шенноновская теория секретности Симметричные криптосистемы Симметричные криптосистемы: трудности Известные симметричные криптосистемы Симметричные криптосистемы: примеры Симметричные криптосистемы: шифр Виженера Асимметричные криптосистемы Асимметричные криптосистемы: основные идеи Асимметричные криптосистемы: основные свойства Известные асимметричные криптосистемы Заключение Список литературы *

3 слайд

4 слайд

5 слайд

6 слайд

* Шенноновская теория секретности Теорема Шеннона: Для того, чтобы криптографическая схема была абсолютно секретной, секретный ключ должен быть случайным и длина ключа должна быть по крайней мере равна длине открытого текста. Клод Шеннон

7 слайд

8 слайд

* Симметричные криптосистемы: трудности Для шифрования и дешифрования используется общий ключ. И передатчик, и получатель должны знать общий ключ. Общий ключ должен быть передан по второму секретному каналу связи. Создание и передача длинного секретного ключа. Непрактичны для большого числа передатчиков и получателей.

9 слайд

* Известные симметричные криптосистемы Известные симметричные криптосистемы с: DES, AES. DES: разработан фирмой IBM для правительства США. Национальный стандарт шифрования США в 1977-2000 годах. AES: создан Дейманом и Рейманом в Бельгии. Национальный стандарт шифрования США с 2000 года.

10 слайд

Симметричные криптосистемы: примеры Шифр Цезаря: построен по алгоритму: читать четвертую букву вместо первой, т.е. ключ равен 3. В шифре Цезаря ключ равен 3 (величине сдвига букв алфавита). Пример: Открытый текст: meet me at central park Шифр: phhw ph dw fhqwudo sdun Недостаток криптосистемы: легко можно раскрыть шифр *

11 слайд

Симметричные криптосистемы: шифр Виженера записать под последовательностью цифр открытого текста последовательность цифр ключа, при этом последовательность цифр ключа записать необходимое число раз, сложить попарно эти две последовательности, при этом если сумма равна или больше 26, то вычесть 26. Заменить полученные цифры буквами английского языка согласно пункту 1. *

12 слайд

Симметричные криптосистемы: шифр Виженера Согласно алгоритму ключ cipher заменяется последовательностью цифр (2,8,15,7,4,17), согласно алгоритму открытый текст meet me at central park заменяется последовательностью цифр (12,4,4,19,12,4,0,19,2,4,13,19,17,0,11,15,0,17,10), в качестве шифра исходного открытого текста получим последовательность omtaqvcbrlrmtiaweim. *

13 слайд

14 слайд

* Асимметричные криптосистемы Идея асимметричных криптосистем впервые была предложена в 1976 году Диффи и Хеллманом на национальной компьютерной конференции как способ решения указанных выше трудностей симметричных криптосистем. Это одно из важных изобретений в истории секретной коммуникации: Меркли, Хеллман, Диффи

15 слайд

* Асимметричные криптосистемы: основные идеи Приёмник (Боб): публикует свой открытый ключ и алгоритм шифрования, сохраняет в секрете соответствующий секретный ключ. Передатчик (Алиса): из справочника берёт открытый ключ и алгоритм шифрования Боба, шифрует сообщение, используя открытый ключ и алгоритм шифрования Боба, посылает шифр Бобу.

16 слайд

Асимметричные криптосистемы: основные свойства Для шифрования и дешифрования используются различные ключи. Для шифрования сообщений используется открытый ключ, являющийся общедоступным. Для дешифрования сообщений используется закрытый ключ, являющийся секретным. Знание открытого ключа не даёт возможность определить закрытый ключ. *

17 слайд

Известные асимметричные криптосистемы Известные криптосистемы с открытым ключом: RSA, ElGamal, McEliece. Криптосистема RSA (создатели: Р. Ривест, А. Шамир и Л. Адлеман(1977 г.)) – одна из надёжных криптосистем. * Шамир, Ривест и Адлеман

18 слайд

Заключение В этой теме я узнал что в криптографии бывают два категории Симметричные и Ассиметричные. Так же я узнал что идея асимметричных криптосистем впервые была предложена в 1976 году Диффи и Хеллманом на национальной компьютерной конференции как способ решения трудностей симметричных криптосистем.Это одно из важных изобретений в истории секретной коммуникации. Теорема Шеннона: Для того, чтобы криптографическая схема была абсолютно секретной, секретный ключ должен быть случайным и длина ключа должна быть по крайней мере равна длине открытого текста. Известные криптосистемы с открытым ключом: RSA, ElGamal, McEliece. Криптосистема RSA (создатели: Р. Ривест, А. Шамир и Л. Адлеман(1977 г.)) – одна из надёжных криптосистем *

20 слайд

Список литературы 6. Конеев И. Р., Беляев А. В. Информационная безопасность предприятия.-СПб.: БХВ-Петербург, 2003.- 752с.:ил. 7. Мелюк А. А., Пазизин С. В., Погожин Н. С. Введение в защиту информации в автоматизированных системах. -М.: Горячая линия - Телеком, 2001.- 48с.:ил. 8. Оглтри Т. Практическое применение межсетевых экранов: Пер. с англ.-М.: ДМК Пресс, 2001.- 400с.:ил. 9. Сетевые операционные системы/ В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. – СПб.: Питер, 2002. – 544с.: ил. 10. Соколов А. В., Степанюк О. М. Защита от компьютерного терроризма. Справоч-ное пособие. - СПб.: БХВ - Петербург, Арлит, 2002.- 496с.:ил. *

КлючКЛЮЧ
Ключ - параметр шифра, определяющий
выбор конкретного преобразования данного
текста.
В современных шифрах алгоритм
шифрования известен, и криптографическая
стойкость шифра целиком определяется
секретностью ключа (Принцип Керкгоффса).

Шифрование -применения
криптографического преобразования
открытого текста на основе алгоритма и
ключа
шифрованный текст.
Расшифровывание - процесс нормального
применение криптографического
преобразования шифрованного текста в
открытый.

Виды текста

ВИДЫ ТЕКСТА
Открытый (исходный) текст - данные
передаваемые без использования
криптографии.
Закрытый (шифрованный) текст - данные,
полученные после применения
криптосистемы с указанным ключом.

История криптографии

ИСТОРИЯ КРИПТОГРАФИИ
Способы тайной переписки были придуманы
независимо во многих древних государствах,
таких как Египет, Греция и Япония.

Первые примеры криптогрфии

татуировка

ТАТУИРОВКА
Геродот (484 до н. э. – 425 до н. э.)
Татуировка, сделанная на обритой
голове раба, скрытая под
отросшими волосами.

Скитала (шифр Древней Спарты)

СКИТАЛА (ШИФР ДРЕВНЕЙ СПАРТЫ)
Впервые скитала упоминается греческим
поэтом Архилохом.
Скитала - это деревянный цилиндр.
(от греч. Σκυτάλη – жезл)
Для криптосвязи требуется два цилиндра (одна
скитала у того, кто будет отправляет сообщение,
другая - у адресата.
Диаметр обоих должен быть
строго одинаковым.

Принцип шифрования

ПРИНЦИП ШИФРОВАНИЯ
1
4
Отправка получателю
3
2

библия

БИБЛИЯ
Книга пророка Иеремии (22,23): "...а царь
Сессаха выпьет после них."
На языке оригинала мы имеем слово
Вавилон.

Атбаш

АТБАШ
Исходный текст:
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
Зашифрованный текст:
ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA

диск с шифротекстом Альберти

ДИСК С ШИФРОТЕКСТОМ АЛЬБЕРТИ
Леон Баттиста Альберти
(1404-1472)
«Трактат о шифрах»
Первая буква шифруется по
первому шифроалфавиту,
вторая по второму и т.д.

решетка Кардану

РЕШЕТКА КАРДАНУ
Джероламо Кардано (1501-1576)
«YOU KILL AT ONCE»
«I LOVE YOU. I HAVE YOU DEEP UNDER MY
SKIN. MY LOVE LASTS
FOREVER IN
HYPERSPACE».

Петр и Модест Чайковские

ПЕТР И МОДЕСТ ЧАЙКОВСКИЕ
Замена каждой гласной русского языка на
другую гласную, каждой согласной - на другую
согласную:
«шыр-пир ю пяпюжгы зэлэмьгый гесрыг»
вместо:
«жил-был у бабушки серенький
козлик».

Шифр Виженера

ШИФР ВИЖЕНЕРА
Ключ - ABC

Литература о криптографии

ЛИТЕРАТУРА О КРИПТОГРАФИИ
«Трактат о шифрах», Габриэль де Лавинд
«Энциклопедия всех наук», Шехаба
Калкашанди (методы засекречивания
содержания переписки)
«Интеллидженс сервис», Оливер Кромвель
(раздел по дешифровке)
«Военная криптография», Огюст Кергоффс
…

Шифр

ШИФР
(от араб. ‫ص ْفر‬
ِ ,ṣifr «ноль», фр. chiffre «цифра»;
родственно слову цифра)
Шифр - совокупность алгоритмов
криптографических преобразований.

Шифр
симметричный
ассиметричный

классические виды шифрования

КЛАССИЧЕСКИЕ ВИДЫ ШИФРОВАНИЯ

простая замена

ПРОСТАЯ ЗАМЕНА
а б в г д е... я
1 2 3 4 5 6 ... 33
Или:
A b c d t f ...
! @ # $ % *...
Пример:
33 9 29 12 16 9 15 1 15 10 6
ЯЗЫКОЗНАНИЕ

Перестановочный вид

ПЕРЕСТАНОВОЧНЫЙ ВИД
Буквы сообщения переставляются:
«помоги мне»
«приду во вторник»
«опомиг нме»
«рпдиу ов твроинк»

Замещающий вид

ЗАМЕЩАЮЩИЙ ВИД
Замены каждой буквы следующей за ней в
алфавите:
«очень быстро»
«пшжоы вътусп»
“good bye”
”hppe czf”

Шифр цезаря

ШИФР ЦЕЗАРЯ
Н
о п Рс…
Юлий Цезарь использовал шифр со
смещением 3 при связи со своими
полководцами во время военных кампаний.

Криптография и другие науки

КРИПТОГРАФИЯ И ДРУГИЕ НАУКИ
До XX века криптография имела дело только с
языковедческими образцами.
Сейчас:
использование математики
часть инженерного дела
применение в криптографии квантовой
физики

КРИПТОГРАФИЯ
СТОЙКАЯ
СЛАБАЯ

Криптографическая атака

КРИПТОГРАФИЧЕСКАЯ АТАКА
Криптографическая атака – результаты
криптоанализа конкретного шифра.
Успешная
криптограф.
атака
взлом
вскрытие

Роторная криптомашина Enigma

РОТОРНАЯ КРИПТОМАШИНА ENIGMA
Первая шифровальная
машина.
Использовалась
германскими войсками
с конца 1920-х годов до
конца Второй мировой
войны.

Ротор в разобранном виде
1. кольцо с выемками
2. маркирующая точка
3. для контакта «A»
4. алфавитное кольцо
5. залужённые контакты
6. электропроводка
7. штыревые контакты
8. пружинный рычаг для
9. настройки кольца
10. втулка
11. пальцевое кольцо
12. храповое колесо

Роторы Энигмы в собранном состоянии

РОТОРЫ ЭНИГМЫ В СОБРАННОМ СОСТОЯНИИ

Примеры шифрования Энигмы

ПРИМЕРЫ ШИФРОВАНИЯ ЭНИГМЫ
E = PRMLUL − 1M − 1R − 1P − 1
E = P(ρiRρ − i)(ρjMρ − j)(ρkLρ − k)U(ρkL − 1ρ −
k)(ρjM − 1ρ − j)(ρiR − 1ρ − i)P − 1

Немецкая криптомашина Lorenz

НЕМЕЦКАЯ КРИПТОМАШИНА LORENZ

Криптоанализ

КРИПТОАНАЛИЗ
Криптоанализ – наука о методах получения
исходного значения зашифрованной
информации, не имея доступа к секретной
информации (ключу), необходимой для этого.
(Уильям Ф. Фридман, 1920)

Криптоаналитик - человек, создающий и
применяющий методы криптоанализа.

криптология

КРИПТОЛОГИЯ
Криптология – наука, занимающаяся методами
шифрования и дешифрования.

современная криптография

СОВРЕМЕННАЯ КРИПТОГРАФИЯ
Включает в себя:
асимметричные криптосистемы
системы электронной цифровой подписи
(ЭЦП) хеш-функции
управление ключами
получение скрытой информации
квантовую криптографию

Современная криптография

СОВРЕМЕННАЯ КРИПТОГРАФИЯ
Распространенные алгоритмы:
симметричные DES, Twofish, IDEA, и др.;
асимметричные RSA и Elgamal
хэш-функций MD4, MD5, ГОСТ Р 34.11-94.

Список производителей, использующих микроточки:

СПИСОК ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ
МИКРОТОЧКИ:
Audi
BMW в Австралии
Mitsubishi Ralliart
Porsche
Subaru
Техмашимпорт (Techmashimport) в России
Toyota

Цифровые водяные знаки

ЦИФРОВЫЕ ВОДЯНЫЕ ЗНАКИ
Цифровой водяной знак - это специальная
метка, встраиваемая в цифровой контент с
целью защиты авторских прав.

Актуальность шифрования сегодня

АКТУАЛЬНОСТЬ ШИФРОВАНИЯ СЕГОДНЯ
широкое использование World Wide Web
появление современных сверхмощных
компьютеров

расширилась сфера применения
компьютерных сетей
возможность дискредитации шифровых
систем еще вчера считавшихся совершенно
безопасными

Средства защиты информации сегодня

СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ СЕГОДНЯ

Список литературы

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
Практическая криптография, А.В.Аграновский
Англо-русский словарь-справочник по криптографии
Алгоритмы шифрования, С. Панасенко
Словарь криптографических терминов, Погорелова
Б.А.
http://crypto-r.narod.ru
http://www.cryptopro.ru
http://dic.academic.ru
http://www.citforum.ru
http://www.krugosvet.ru
http://cryptolog.ru
http://www.kpr-zgt.ru

Шифр - это система условных

знаков для секретного

письма, читаемого с

помощью ключа.

Криптография -

слово греческое,

в переводе означает

тайное, скрытое

(крипто)

письмо (графия),

или тайнопись.

Выполнила: учащаяся 7 класса

МКОУ «Сончинская ООШ»

Баглаева Алина Александровна

«Рано или поздно всякая правильная

математическая идея находит применение в том или ином деле».

Алексей Николаевич Крылов (1863-1945)- русский советский математик

Шифр «Пляшущие человечки»

английский писатель Артур Конан Дойль – мастер приключенческих детективов не оставил без внимания тему криптографии

Объе кт исследования: шифры и их использование.

Гипотеза: криптография необходима в современном

мире. Заниматься шифрами увлекательно и полезно.

Знание и использование

шифра помогает

засекретить информацию,

не предназначенную

для посторонних

Познакомиться с криптографией; шифрами, их видами и свойствами.
Показать некоторые связи между математикой и криптографией.
Познакомиться с математиками, внесшими свой вклад в историю криптографии.
Определить вклад российских криптографов в победу над фашизмом.
Выявить в ходе экспериментов наиболее простые и эффективные способы шифрования.
Оформить результаты своих исследований с помощью ИКТ (презентация, буклет).

Теоретический

Изучение и анализ литературы по данной теме

Практические

Анкетирование, эксперимент

История криптографии насчитывает около 4 тысяч лет.

Американский криптограф Л. Д. Смит подчеркивает, что

криптография по возрасту

старше египетских

Использовалась

тайнопись и в рукописных

памятниках Древнего

Египта. Здесь шифровались

религиозные тексты и

медицинские рецепты.

Этапы криптографии

криптография как искусство;
криптография как ремесло;
криптография как самостоятельная наука, во многом опирающаяся на математику.

Основы криптографии - комбинаторика

Элементами комбинаторики:

сочетание,
перестановки,

размещения.

Алгоритмы комбинаторики:

правило умножения,
выборки,
перестановки.

Метод: анкетирование.

Участники:

ученики 6 - 8 классов

(19 человек)

Вопрос 1: Знаете ли вы, что такое шифр?

Вопрос 2; Знаете ли вы, что такое криптография?

Вопросы 4 и 5: Хотелось ли узнать о разных методах шифрования и хотели бы вы научиться шифровать информацию?

Вопрос 3: Пробовали ли вы когда-нибудь зашифровать текст?

Вывод

Большинство учащихся о криптографии ничего не знают, хотя понятие шифр им знакомо и им бы хотелось узнать побольше о способах шифрования информации и, конечно, научиться шифровать самим.

Эксперимент 1

Цель: доказать, что написание секретного письма молоком и луковым

соком возможно

с помощью симпатических чернил(молока, лукового сока) можно написать секретное письмо и защитить важную информацию.

Эксперимент 2

Цель: зашифровать текст с помощью

решетки Кардано.

Вывод: данный метод прост в использовании, но более медленный и без специальной шифр- решетки текст не прочитывается.

Эксперимент 3

Цель: зашифровать текст с помощью шифра простой замены.

АБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЫЬЭЮЯ буквы, записанные в определенном порядке

ПЕЦЧЖРЭАНВОЗТБСИУФГХЛЩДЯЬЮКШЫМ произвольно переставленные буквы

«КРИПТОГРАФИЯ» - « ВИНСФБЧИПХНМ»

Вывод: данный метод прост в использовании, но,без знания ключа, текст не прочитывается.

Эксперимент 4

Цель: зашифровать текст с помощью шифра

простой замены- шифра ПОЛИБИЯ.

Шифр - текст представляет

собой координаты буквы

открытого текста (номер

строки и номер столбца

или наоборот).

«ПОБЕДА» - 55251335 312 3

Вывод: данный метод прост в

использовании, но, без знания

ключа, текст не прочитывается.

Эксперимент 5

Цель: зашифровать текст с помощью шифра «Штакетник»

Переписывают верхний ряд, а затем нижний, так чтобы нижний был продолжением верхнего.

МТМТКЦРЦНУАЕАИААИААК

Вывод:

Эксперимент 6

Цель: зашифровать текст с помощью магического квадрата

«СПАСИБО ЗА ПОБЕДУ» – «ОАПЕ ИПОЗ АБОБ СУДС»

Вывод: данный метод очень прост в использовании, но, без знания ключа, текст не прочитывается.

Эксперимент 7

Цель: зашифровать текст методом перестановки с помощью изготовленной сциталы

Вывод: данный метод перестановки прост в использовании и без специального прибора текст не прочитывается.

Достоинства

Недостатки - легко взламывается

Древнегреческий полководец Эней Тактика в IV веке до н.э. предложил устройство, названное впоследствии “диском Энея”.

Достоинства - простота и отсутствие ошибок

Недостатки - легко взламывается

Изобретение инженера Артура Шербиуса 1918 года. Этим дисковым шифратором с 1926 года стали оснащаться вооружнные силы и спецслужбы Германии

Одна из лучших отечественных шифрмашин для засекречивания текстовой информации – 10-роторная М-125 «Фиалка»

Греческий философ Аристотель (384-322 до н.э.) - автор способа дешифрования сциталы

Джероламо Кардано (1501-1576) итальянский математик, философ, врач и изобретатель.

Леонард Эйлер (1707-1783)

Исаак Ньютон

(1643-1727 )

Фурье Жан Батист Жозеф

(1768-1837)

Карл Фридрих Гаусс

(1777-1855)

Шифрование информации в России использовалось с момента становления государства, а первые криптографы появились при Иване Грозном (1530–1584). Особое значение криптография приобрела при Петре I. С 1921 года криптографическую службу возглавил Глеб Иванович Бокий (1879– 1937). В 1924 году на основе 52 различных шифров был создан так называемый «русский код».

За период ВО войны обработано свыше 1,6 миллионов шифротелеграмм, хотя на дешифровально-разведочной службе СССР состояло не более 150 человек

Андрей Андреевич Марков (1903-1979)

занимался проблемами математической логики и другими. До сих пор остается актуальной его теорема о шифрах не размножающих искажений .

Андрей Николаевич Колмогоров

(1903-1987)

В криптографии нашли применение его работы по теории информации и теории вероятностей, его критерии случайности последовательностей, метод“отгадывания” по исследованию среднего количество информации, передаваемой буквой открытого текста радиосвязи и другие

Владимир Александрович Котельников

(1908-2005)

создатель первых отечественных аппаратов для шифрования речевого сигнала, математически формализовал требования к стойкости шифров. Под его руководством была разработана сложная засекречивающая аппаратура С-1 («Соболь»), чуть позже «Соболь-П».

Владимир Яковлевич Козлов

(1914 - 2007)

Круг его научных интересов был исключительно широк: теоретическая и прикладная криптография, методы кодирования в криптографии, разработка и исследование свойств шифраппаратуры, и другие разделы математики, которые активно внедрялись в отечественную криптографию