Infokaitse krüptograafilised meetodid. Krüptograafia. Krüpteerimine Krüptograafia meetodid informaatika esitlus

Šifrite klassifikatsioon ja nende omadused

Krüptograafia

Töö lõpetas: Artamonova Ekaterina gr.6409-ok

Uurimisobjekt: krüptosüsteemid ja šifrite tüübid

Uuringu eesmärk: krüptograafiliste meetodite uurimine teabe krüpteerimiseks

Uurimise eesmärgid:

Erinevate krüptosüsteemide omaduste uurimine;
Tutvuge erinevat tüüpi šifritega.

Uurimismeetodid: kirjanduse analüüs, võrdlus, süntees.

Krüptograafia kui privaatsustööriist

Krüptograafia(vanakreeka keelest κρυπτός - peidetud ja γράφω - ma kirjutan) - privaatsustavade teadus(võõrastel isikutel ei ole võimalik teavet lugeda) ja autentsus(autorsuse terviklikkus ja autentsus, samuti autorlusest loobumise võimatus) teavet.

Krüptograafiateaduse arengulugu

Formaalselt määratletakse krüptograafiat (kreeka keelest "salajane kirjutamine") kui teadust, mis tagab sõnumi salastatuse.

Krüptograafia ajalugu ulatub umbes 4 tuhande aasta taha. Krüptograafia periodiseerimise peamise kriteeriumina on võimalik kasutada kasutatavate krüpteerimismeetodite tehnoloogilisi omadusi:

1.Esimene periood(3 tuhat eKr e.)

Monoalfabeetilised šifrid

Põhimõte on asendada lähteteksti tähestik teise tähestikuga, asendades tähed teiste tähtede või sümbolitega

2.Teine periood(9. sajandil Lähis-Idas(Al-Kindi) ja 15. sajandil Euroopas(Leon Battista Alberti) - 20. sajandi alguses) – polüalfabeetilised šifrid.

Leon Battiste Alberti

3. Kolmas periood(algusest kuni 20. sajandi keskpaigani) - elektromehaaniliste seadmete kasutuselevõtt krüptograafide töösse.

Mitmetähelise šifri jätkuv kasutamine.

4.Neljas periood -XX sajandi 50ndatest kuni 70ndateni- üleminek matemaatilisele krüptograafiale. Shannoni töödes ilmnevad ranged matemaatilised definitsioonid teabe hulga, andmeedastuse, entroopia ja krüpteerimisfunktsioonide kohta.

Claude Shannon

5.Moodne periood(1970. aastate lõpust kuni tänapäevani) uue suuna – avaliku võtme krüptograafia – tekkimine ja areng.

Tuntud on ka teine krüptograafia ajaloo periodiseerimine:

1.Aeneas Taktik kirjutas esimene krüptograafia alane teaduslik töö.

Scytala šifr on laialt tuntud - Sparta Ateena vastu 5. sajandil eKr. uh.

2. keskaeg

-Kood Copiale- elegantse disainiga vesimärkidega käsikiri, mida pole veel täielikult dešifreeritud.

Kood Copiale

3.Renessanss – krüptograafia kuldaeg: Francis Bacon uuris seda ja pakkus välja binaarse krüpteerimismeetodi.

Francis Bacon

4. Telegraafi välimus- andmete edastamise fakt ei ole enam saladus.

5.I maailmasõda-krüptograafiast on saanud tunnustatud võitlusvahend.

6.Teine maailmasõda-arvutisüsteemide arendamine. Kasutatud krüpteerimismasinad näitasid selgelt teabe kontrollimise elulist tähtsust.

Wehrmacht Enigma (“Enigma”)-

Kolmanda Reichi šifrimasin.

Turing Bombe

Alan Turingi juhtimisel töötati välja dekooder.

Krüptosüsteemide klassifikatsioon

Üldkasutatavad krüptosüsteemid

Piiratud kasutusega krüptosüsteemid

1. Kasutusvaldkonna järgi

2. Vastavalt krüpteerimisalgoritmi omadustele

Ühe võtmega

Kahe võtmega

Asendused (asendused)

Ümberkorraldused

Lisand (mängimine)

Deterministlik

Tõenäosuslik

Kvant

Kombineeritud (komposiit)

3. Sõnumi märkide arvu järgi

Voogesitus

4. Vastavalt šifri tugevusele

ebastabiilne

praktiliselt vastupidav

täiuslik

Põhinõuded krüptosüsteemidele

Krüpteerimis- ja dekrüpteerimisprotseduuride keerukus ja töömahukus;
Infokaitse aja- ja kulukulud;
Krüpteerimis- ja dekrüpteerimisprotseduurid;
Kõigi võimalike šifrivõtmete arv;

Sõnumite liiasus;
Mis tahes võti paljudest võimalikest võtmetest;
Väike võtmemuutus;
Krüpteeritud sõnum.

Kood (prantsuse keelest. chiffre"number" araabia keelest. صِفْر‎‎, sifr"null" - mis tahes teksti teisendussüsteem, millel on salajane (võti), et tagada edastatud teabe salajasus.

Šifri klassifikatsioon

Ümberkorraldused

Kompositsiooniline

Mitme väärtusega

Ühekohaline

Sümmeetriline

Asümmeetriline

Järjekorras

Mono-tähestikuline

Mitmetähestikuline

Gamma šifrid

Afiinne šifr

Afiinne šifr on lihtne asendusšifr, mis kasutab võtmena kahte numbrit. Afiinse šifri lineaarne sõltuvus võib olla järgmine:

Caesari šifr

Lihtteksti märkide asendamine vastavalt valem näiteks nii:

N on tähemärgi number tähestikus

TEAVE LRISUQDWMDSR

Tantsivate meeste kood

Eelis - stenogrammi omaduste tõttu krüpteerimine võib kirjutada kuhu iganes. Puudus – ei taga piisavat konfidentsiaalsust ega autentsust.

P R O T I V O I D I E

Vigenère'i šifr

Sõna (fraas), mida on mugav meelde jätta, võetakse Vigenère’i šifri võtmeks. Sõna (koodifraas) korratakse, kuni see on võrdne sõnumi pikkusega.

Vigenère laud

Sõnumi krüptimiseks Vigenère'i šifriga Vigenère'i tabeli abil valige lihtteksti esimese tähemärgiga algav veerg ja võtme esimese tähemärgiga algav rida. Nende veergude ja ridade ristumiskohas on esimene krüpteerimismärk.

Vöötkoodid

Lineaarne vöötkood

Triipkood (triipkood) on graafiline teave, mis kantakse toodete pinnale, märgistusele või pakendile, tehes selle tehniliste vahenditega loetavaks – mustvalgete triipude või muude geomeetriliste kujundite jada.

Teabe kodeerimise meetodid:

1.Lineaarne

2.Kahemõõtmeline

Kasutusvaldkonnad

Maksesüsteemide dokumendivoo kiiruse suurendamine;
Andmete lugemise vigade minimeerimine protsessi automatiseerimisega;
Töötaja tuvastamine;
Ajaarvestussüsteemide organiseerimine;
Erinevat tüüpi andmete kogumise vormide ühtlustamine;
Lao inventuuri lihtsustamine;
Kaupade saadavuse ja reklaamimise jälgimine kauplustes, nende ohutuse tagamine.

QR-koodi peamine eelis on selle lihtne äratundmine skaneerimisseadmete abil.

Järeldus

1. Krüptosüsteemidel on ühtne klassifikatsioon erinevate parameetrite järgi, millest igaühel on oma eripärad, eelised ja puudused.

2. Maailmas on tohutult palju šifreid, mida saab omakorda vastavalt individuaalsetele omadustele gruppidesse koondada.

3. Krüptograafia on praegu aktuaalne, sest infokaitse on tänapäeval üks inimkonna tõsisemaid probleeme infoühiskonnas.

Allikad

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

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

üldistada ja süstematiseerida teadmisi põhimõistetest: kood, kodeerimine, krüptograafia;
tutvuda lihtsamate krüpteerimismeetodite ja nende loojatega;
harjutada koodide lugemise ja teabe krüptimise oskust.

Arendav:

arendada õpilaste kognitiivset aktiivsust ja loomingulisi võimeid;
kujundada loogilist ja abstraktset mõtlemist;
arendada oskust rakendada omandatud teadmisi mittestandardsetes olukordades;
arendada kujutlusvõimet ja tähelepanelikkust.

Hariduslik:

kasvatada suhtlemiskultuuri;
arendada kognitiivset huvi.

Slaid 1. « Krüptograafia põhitõed »

Viimasel ajal on hakatud üha enam tähelepanu pöörama side turvalisuse tagamisele, andmete säilitamisele, andmetele juurdepääsu konfidentsiaalsusele jms aspektidele. Pakutakse arvukalt lahendusi nii riistvara kui ka tarkvara tasemel.

Pange tähele, et andmete krüptimise kasutamine ei taga nende andmete konfidentsiaalsust. Lihtsaim näide on krüpteeritud sõnumi pealtkuulamine, saatmisajale vastava blokeeringu/plokkide määramine ja seejärel sama krüptitud sõnumi kasutamine, kuid erineva saatmisajaga. Seda tehnikat saab kasutada pankadevaheliste sõnumite võltsimiseks, näiteks rahasummade kandmiseks ründaja kontole.

Krüptograafia pakub ainult algoritme ja mõningaid tehnikaid kliendi autentimiseks ja teabe krüptimiseks. Kuidas krüpteerimine üldse tekkis?

Slaid 2.

Krüptograafia(vanakreeka keelest κρυπτ?ς - peidetud ja γρ?φω - kirjutamine) - (väljaspoolte teabe lugemise võimatus) ja autentsus(autorsuse terviklikkus ja autentsus, samuti autorlusest loobumise võimatus) teavet.

Slaid 3.

Krüptoanalüüs(vanakreeka keelest κρυπτ?ς - peidetud ja analüüs) - krüptitud teabe dešifreerimise meetodite teadus ilma selliseks dekrüpteerimiseks mõeldud võtmeta.

Kõige kuulsamad šifrid on:

4. slaid: Rändaja šifr

Lycurgos oli Sparta kuningas Eurüpontidide perekonnast, kes valitses aastatel 220–212 eKr. e.

Krüptograafias hulkus(või scitala kreeka keelest σκυτ?λη , varras), tuntud ka kui Iidne Sparta kood, on permutatsiooni krüptimise teostamiseks kasutatav seade, mis koosneb silindrist ja selle ümber spiraalina keritud kitsast pärgamendiribast, millele oli kirjutatud teade. Eriti vanad kreeklased ja spartalased kasutasid seda koodi sõjaliste kampaaniate ajal suhtlemiseks.

Slaid 5: Caesari šifr

Gaius Julius Caesar (100 eKr – 44 eKr) – Vana-Rooma riigimees ja poliitik, diktaator, komandör, kirjanik.

Caesari šifr, tuntud ka kui nihe šifr, Caesari kood või Caesari vahetus on üks lihtsamaid ja tuntumaid krüpteerimismeetodeid.

Slaid 6: Francois? Vie?t

Francois? Vie?t (1540 - 1603) – prantsuse matemaatik, sümboolse algebra rajaja.

Kuninglikus õukonnas näitas François Viète end andeka spetsialistina keeruliste šifrite dešifreerimisel (salakirjutus), mida inkvisiitoriline Hispaania kasutas sõjas Prantsusmaa vastu. Tänu oma keerulisele koodile võis sõjakas Hispaania vabalt suhelda Prantsuse kuninga vastastega isegi Prantsusmaa piires ja see kirjavahetus jäi kogu aeg lahendamata.

Nagu arvata võis, hakkasid hispaanlased pärast seda, kui prantslased pealtkuulatud Hispaania salateated dešifreerisid, ühe kaotuse teise järel. Hispaanlased olid pikka aega hämmingus nende jaoks ebasoodsa pöörde pärast sõjalistes operatsioonides. Lõpuks said nad salaallikatest teada, et nende kood ei olnud enam prantslaste jaoks saladus ja selle dešifreerimise eest vastutas François Viête. Hispaania inkvisitsioon kuulutas Vieta usust taganejaks ja mõistis teadlase tagaselja tuleriidal põletamisele, kuid ei suutnud oma barbaarset plaani ellu viia.

Slaid number 7: John Wallis

Mõiste "krüptograafia" võttis laialdaselt kasutusele inglise matemaatik, üks matemaatilise analüüsi kui teaduse eelkäijaid John Wallis.

1655. aastal avaldas Wallis suure traktaadi "Lõpmatu aritmeetika", kus ta tutvustas enda leiutatud lõpmatuse sümbolit. Raamatus sõnastas ta muutuva suuruse piiri range definitsiooni, jätkas paljusid Descartes’i ideid, võttis esmakordselt kasutusele negatiivsed abstsissid ja arvutas välja lõpmatute ridade summad – sisuliselt integraalsummad, kuigi integraali mõiste. ei olnud veel olemas.

Slaid number 8: Leon Batista Alberti

Batista Alberti, Itaalia arhitekt, skulptor, kunstiteoreetik, kunstnik ja muusik. Ta tegi 15. sajandil Euroopa krüptograafiateaduses revolutsioonilise läbimurde. Krüptograafia valdkonnas olid Alberti teened 25-leheküljeline "Traktaat šifritest" - ta avaldas Euroopas esimese krüptoanalüüsile pühendatud raamatu ja leiutas seadme, mis rakendab polüalfabeetilist asendusšifrit, mida nimetatakse "Alberti kettaks".

Slaid nr 9: William Friedman

Ameerika krüptograaf, üks kaasaegse teadusliku krüptograafia rajajaid. Esimese maailmasõja ajal teenis Friedman Ameerika krüptograafiateenistuses, sealhulgas koodimurdjana. Lisaks krüptoanalüütilisele tööle õpetas Friedman armee ohvitseridele krüptograafia kursust. 1918. aastaks oli ta kuulajatele ette valmistanud kaheksast loengust koosneva sarja. Kokku kirjutas Friedman 3 sõjalise krüptograafia õpikut ja hulga teaduslikke töid koodide ja šifrite analüüsi kohta, samuti töötas ta välja 9 šifrimasinat. Friedman demonstreeris tõenäosusteoreetiliste meetodite tõhusust krüptograafiliste probleemide lahendamisel. Ta osales mitmete Ameerika krüpteerijate väljatöötamises ja tugevuse hindamises. Enne Teist maailmasõda ja selle ajal tegi ta Jaapani sõnumite dešifreerimisel olulisi edusamme.

Slaid nr 10: šifrite tüübid

Seega on peamised šifrite tüübid:

monoalfabeetiline asendus
polüalfabeetiline asendus

11. slaid: Mono-tähestikuline asendus

Mono-tähestikuline asendus on krüpteerimissüsteem, mis kasutab selge sõnumi tähtede peitmiseks üht šifreeritud tähestikku.

Euroopas 15. sajandi alguseks. Teabe varjamise meetodina kasutati kõige sagedamini mono-tähestikulisi šifreid. Ühetähelises asenduses saab ekvivalentidena kasutada ka erimärke või numbreid. Ühetähelises šifris ei saa tähte asendada ainult tähega; selles võib tähte kujutada mitme ekvivalendiga.

Slaid 12:

Shift Sipher (Caesari salakiri)

Üks varasemaid ja lihtsamaid täheasendusi kasutavaid šifrivorme on Caesari asendusšifr. See šifr on oma nime saanud Gaius Julius Caesari järgi, kes kasutas seda sõnumite krüpteerimiseks oma edukate sõjaliste kampaaniate ajal Gallias (piirkond, mis hõlmab tänapäeva Prantsusmaad, Belgiat, osi Hollandist, Saksamaalt, Šveitsist ja Itaaliast).

Lihtteksti tähestik: A B C D E E F G H I J K L M N O P R S T U V H C CH W Y Y Y Y

Šifratähestik: G D E E F G H I J K L M N O P R S T U V

Slaid 13: Mitme tähestiku asendus

Mitmetähestikuline asendus on meetod šifri genereerimiseks, kasutades mitut asendustähestikku.

See tehnika võimaldab krüptograafidel peita oma algse sõnumi sõnad ja laused mitme tasandi tähtede tähenduste hulka.

14. slaid:

See tabel oli üks esimesi geomeetrilisi kujundeid, mida kasutati krüptimise eesmärgil tähestike, numbrite ja sümbolite mahutamiseks ning oluline samm edasi, kuna see näitas kõiki selle šifreeritud tähestikke korraga.

Trithemius nimetas oma meetodit "ruudukujuliseks tahvliks", kuna tähestiku 24 tähte olid paigutatud ruudusse, mis sisaldas 24 rida. Osa sellest tabelist on näidatud siin.

Tabel saadakse, nihutades tavalist tähestikku igal järgneval real ühe koha võrra vasakule. Kirjad i Ja j, sama hästi kui Ja Ja v, peeti identseteks. Seda operatsiooni võib õigustatult nimetada kõige esimeseks jadavõti, kusjuures iga tähestikku kasutatakse kordamööda, enne kui mõni neist uuesti ilmub.

Polütähestikuliste šifrite ja järjestikuste võtmete krüptograafilised eelised aitasid kaasa selle krüpteerimismeetodi laialdasele kasutuselevõtule.

15. slaid:

Alates 1991. aastast FSB Akadeemia Krüptograafia, Side ja Informaatika Instituut

Vene Föderatsioonis toimuvad iga-aastased krüptograafiaolümpiaadid ja

matemaatika Moskva ja Moskva piirkonna koolilastele. Toome teie tähelepanu ühele olümpiaadi ülesandele:

Krüpteeritud sõnum antakse:

Otsige üles algne sõnum, kui teate, et teisenduse šifr oli järgmine. Olgu kolmiku juured - . Vene standardtähestiku iga tähe järjekorranumbrile (33 tähte) lisati polünoomi väärtus, mis arvutati kas at või at (meile teadmata järjekorras) ja seejärel asendati saadud number vastavaga. kiri.

16. slaid: Probleemi lahendus.

Seda on lihtne näha .

Siit ka polünoomi juured

Saame

Vastus: JÄTA

Slaid 17. TÄNAN TÄHELEPANU EEST!

Vaadake dokumendi sisu
"krüptograafia põhialused"

Krüptograafia (vanakreeka keelest κρυπτός - peidetud ja γράφω - ma kirjutan) - privaatsustavade teadus (võõrastel isikutel ei ole võimalik teavet lugeda) ja autentsus (autorsuse terviklikkus ja autentsus, samuti autorlusest loobumise võimatus) teavet.

Rändaja šifr

Lycurgos - Sparta kuningas

perekonnast Eurypontid,

otsust

aastatel 220-212 eKr uh .

Caesari šifr

Gaius Julius Caesar

(100 - 4 4 eKr e.) -

Vana-Rooma

riik ja

poliitiline tegelane,

diktaator . , komandör,

kirjanik.

Francois Viet

Francois Viet (1540 – 1603) -

prantsuse matemaatik

asutaja

sümboolne algebra.

John Wallis

1616 – 1703 yy .

Inglise

matemaatik, üks eelkäijatest

matemaatiline analüüs

Leon Batista Alberti

1402 – 1470 yy .

Itaalia arhitekt, skulptor, kunstiteoreetik, kunstnik ja muusik

William Friedman

18 9 1 G ., Chişinău – 1969 G ., Washington

Ameerika krüptograaf, keda nimetatakse "Ameerika krüptoloogia isaks"

monoalfabeetiline asendus
polüalfabeetiline asendus

Mono-tähestikuline asendus

Mono-tähestikuline asendus on krüpteerimissüsteem, milles selge sõnumi tähtede peitmiseks kasutatakse üht tähestiku šifrit.

Lihtteksti tähestik: A B C D E E F G H I J K L M N O P R S T U V H C CH W Y Y Y Y
Šifreeritud tähestik: G D E E F G H I J K L M N O P R S T U V

Mitmetäheline asendus

Polüalfabeetiline asendus on meetod šifri genereerimiseks, kasutades mitut asendustähestikku.

Probleemi lahendus:

Kiri sh.s.

Number

Täht o.s

1 slaid

* BAŠKORTOSTANI VABARIIGI HARIDUSMINISTEERIUM RIIKLIK EELARVE KUTSED HARIDUSASUTUS KUŠNARENKOVSKI MULTI-DISPILLANCE PROFESIONAALNE KOLLEDŽ Infoturbe krüptograafilised meetodid

2 slaidi

Sisu Krüptograafia põhiskeem Krüptograafias kasutatavad võtmed Shannoni salastatuse teooria Sümmeetrilised krüptosüsteemid: raskused Tuntud sümmeetrilised krüptosüsteemid Sümmeetrilised krüptosüsteemid: näited Sümmeetrilised krüptosüsteemid: Vigenère'i asümmeetrilised põhiomadused asümmeetrilised krüptosüsteemid: asümmeetrilised krüptosüsteemi põhiomadused krüptosüsteemid Järeldus Viited *

3 slaidi

4 slaidi

5 slaidi

6 slaidi

* Shannoni saladuse teooria Shannoni teoreem: selleks, et krüptograafiline skeem oleks absoluutselt salajane, peab salavõti olema juhuslik ja võtme pikkus peab olema vähemalt võrdne tavateksti pikkusega. Claude Shannon

7 slaidi

8 slaidi

* Sümmeetrilised krüptosüsteemid: raskused Krüpteerimiseks ja dekrüpteerimiseks kasutatakse jagatud võtit. Nii saatja kui ka vastuvõtja peavad teadma jagatud võtit. Jagatud võti tuleb edastada teise salajase sidekanali kaudu. Pika salajase võtme genereerimine ja edastamine. Pole otstarbekas suure hulga saatjate ja vastuvõtjate puhul.

Slaid 9

* Tuntud sümmeetrilised krüptosüsteemid Tuntud sümmeetrilised krüptosüsteemid: DES, AES. DES: IBM on välja töötanud USA valitsuse jaoks. USA riiklik krüpteerimisstandard 1977–2000. AES: loonud Deiman ja Reiman Belgias. USA riiklik krüpteerimisstandard aastast 2000.

10 slaidi

Sümmeetrilised krüptosüsteemid: näited Caesari šifr: ehitatud algoritmile: loe esimese tähe asemel neljas, s.t. võti on 3. Caesari šifris on võti 3 (tähestiku tähtede nihke väärtus). Näide: Lihttekst: kohtuge minuga keskpargis Šifr: phhw ph dw fhqwudo sdun Krüptosüsteemi puudus: šifrit saab kergesti purustada *

11 slaidi

Sümmeetrilised krüptosüsteemid: Vigenère'i šifr, kirjutage võtmenumbrite jada lihtteksti numbrite jada alla, kirjutage võtmenumbrite jada vajalik arv kordi, lisage need kaks jada paarikaupa ja kui summa on võrdne või suurem kui 26, seejärel lahutage 26. Asendage saadud numbrid ingliskeelsete tähtedega vastavalt lõikele 1. *

12 slaidi

Sümmeetrilised krüptosüsteemid: Vigenère'i šifr Algoritmi järgi asendatakse võtmešifr numbrijadaga (2,8,15,7,4,17), algoritmi kohaselt asendatakse lihttekst kohtume keskpargiga numbrijada (12,4,4,19,12,4 ,0,19,2,4,13,19,17,0,11,15,0,17,10), saame jada omtaqvcbrlrmtiaweim kui algse lihtteksti šifr. *

Slaid 13

Slaid 14

* Asümmeetrilised krüptosüsteemid Asümmeetriliste krüptosüsteemide idee pakkusid esmakordselt välja 1976. aastal riiklikul arvutikonverentsil Diffie ja Hellman, et lahendada sümmeetriliste krüptosüsteemide ülaltoodud raskusi. See on üks olulisi leiutisi salasuhtluse ajaloos: Merkley, Hellman, Diffie

15 slaidi

* Asümmeetrilised krüptosüsteemid: põhiideed Vastuvõtja (Bob): avaldab oma avaliku võtme ja krüpteerimisalgoritmi, hoiab vastava privaatvõtme saladuses. Saatja (Alice): võtab kataloogist Bobi avaliku võtme ja krüpteerimisalgoritmi, krüpteerib sõnumi Bobi avaliku võtme ja krüpteerimisalgoritmi abil, saadab šifri Bobile.

16 slaidi

Asümmeetrilised krüptosüsteemid: põhiomadused Krüpteerimiseks ja dekrüpteerimiseks kasutatakse erinevaid võtmeid. Sõnumite krüptimiseks kasutatakse avalikku võtit, mis on avalikult kättesaadav. Sõnumite dekrüpteerimiseks kasutatakse privaatvõtit, mis on salajane. Avaliku võtme tundmine ei võimalda privaatvõtit määrata. *

Slaid 17

Tuntud asümmeetrilised krüptosüsteemid Tuntud avaliku võtmega krüptosüsteemid: RSA, ElGamal, McEliece. RSA krüptosüsteem (loojad: R. Rivest, A. Shamir ja L. Adleman (1977)) on üks usaldusväärsetest krüptosüsteemidest. * Shamir, Rivest ja Adleman

18 slaidi

Kokkuvõte Selles teemas sain teada, et krüptograafias on kaks kategooriat: sümmeetriline ja asümmeetriline. Samuti sain teada, et asümmeetriliste krüptosüsteemide idee pakkusid esmakordselt välja 1976. aastal riiklikul arvutikonverentsil, et lahendada sümmeetriliste krüptosüsteemidega seotud probleeme. See on üks olulisemaid leiutisi salajase suhtluse ajaloos. Shannoni teoreem: Selleks, et krüptograafiline skeem oleks täiesti salajane, peab salajane võti olema juhuslik ja võtme pikkus peab olema vähemalt võrdne tavateksti pikkusega. Tuntud avaliku võtmega krüptosüsteemid: RSA, ElGamal, McEliece. RSA krüptosüsteem (loojad: R. Rivest, A. Shamir ja L. Adleman (1977)) on üks usaldusväärsemaid krüptosüsteeme *

20 slaidi

Kasutatud kirjandus 6. Koneev I. R., Belyaev A. V. Ettevõtte infoturve - St. Petersburg: BHV-Petersburg, 2003. - 752 lk.: ill. 7. Melyuk A. A., Pazizin S. V., Pogozhin N. S. Sissejuhatus infokaitsesse automatiseeritud süsteemides. -M.: Infotelefon - Telecom, 2001.- 48 lk.: ill. 8. Ogletree T. Tulemüüride praktiline rakendamine: Tõlk. inglise keelest-M.: DMK Press, 2001.- 400 lk.: ill. 9. Võrgu operatsioonisüsteemid / V. G. Olifer, N. A. Olifer. – Peterburi: Peeter, 2002. – 544 lk.: ill. 10. Sokolov A. V., Stepanyuk O. M. Kaitse arvutiterrorismi vastu. Kasutusjuhend. - Peterburi: BHV - Petersburg, Arlit, 2002.- 496 lk.: ill. *

KeyKEY
Võti – šifri parameeter, mis määrab
antud konkreetse teisenduse valik
tekst.
Kaasaegsetes šifrites algoritm
krüpteerimine on teada ja krüptograafiline
šifri tugevus on täielikult kindlaks määratud
võtmesaladus (Kerkhoffsi põhimõte).

Krüpteerimisrakendused
krüptograafiline teisendus
lihttekstipõhine algoritm ja
võti
šifreeritud tekst.
Dekrüpteerimine on tavaline protsess
krüptograafia rakendamine
šifriteksti teisendamine
avatud.

Teksti liigid

TEKSTI LIIGID
Avatud (lähte)tekst – andmed
edastatakse kasutamata
krüptograafia
Suletud (šifreeritud) tekst – andmed,
saadud pärast taotlemist
määratud võtmega krüptosüsteemid.

Krüptograafia ajalugu

KRÜPTOGRAAFIA AJALUGU
Leiutati salajase kirjavahetuse meetodid
iseseisvalt paljudes iidsetes osariikides,
nagu Egiptus, Kreeka ja Jaapan.

Esimesed krüptograafia näited

tätoveering

TATTOO
Herodotos (484 eKr – 425 eKr)
Tätoveering tehtud raseeritud
orja pea, alla peidetud
tagasikasvanud juuksed.

Scytala (iidse Sparta šifr)

SCYTALA (MUINAS-SPARTA KIFEER)
Ermitaaži mainiti esmakordselt kreeka keeles
luuletaja Archilochos.
Scytale on puidust silinder.
(kreeka keelest Σκυτάλη - varras)
Krüptosuhtlus nõuab kahte silindrit (üks
eksinud selle juurest, kes sõnumi saadab,
teine on adressaadi juures.
Mõlema läbimõõt peaks olema
rangelt sama.

Krüpteerimise põhimõte

Krüpteerimise PÕHIMÕTE
1
4
Saatmine adressaadile
3
2

piibel

PIIBEL
Prohvet Jeremija raamat (22.23): "...ja kuningas
Sessakha joob nende järel."
Algkeeles on meil sõna
Babülon.

Atbash

ATBASH
Originaaltekst:
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
Krüpteeritud tekst:
ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA

Alberti šifriteksti ketas

ALBERTI KRIFERTTEKSTIGA PLAAT
Leon Battista Alberti
(1404-1472)
"Traktaat šifritest"
Esimene täht on krüpteeritud
esimene šifri tähestik,
sekund sekundi järel jne.

Kardaanvõre

GRILL KARDAANILE
Gerolamo Cardano (1501–1576)
"TAPAD KORRAGA"
"MA ARMASTAN SIND. MUL OLED SA SÜGAVAL MINU ALL
NAHK. MINU ARMASTUS KESTAB
IGAVESTI SISSE
HÜPERRUUM."

Pjotr ja Modest Tšaikovski

PETER JA MODEST TŠAIKOVSKI
Asendades iga vene keele vokaali sõnaga
teine täishäälik, iga kaashäälik - teisele
Ma nõustun:
"shyr-pir yu pyapyuzhgy zelemgy gesryg"
selle asemel:
“Elas kord üks hall poiss koos oma vanaemaga
kits."

Vigenère'i šifr

VIGENÉRE CIPHER
Võti - ABC

Kirjandus krüptograafiast

KIRJANDUS KRÜPTOGRAAFIA KOHTA
Gabriel de Lavindi "Traktaat šifritest".
"Kõigi teaduste entsüklopeedia", Shehaba
Kalkashandi (klassifikatsioonimeetodid
kirjavahetuse sisu)
Luureteenistus, Oliver Cromwell
(dekrüpteerimise jaotis)
Auguste Kerghoffsi "Sõjaline krüptograafia".
…

Šifr

SIFRIT
(araabia keelest: ص ْفر
ِ,ṣifr “null”, fr. chiffre "number";
seotud sõnaga number)
Šifr – algoritmide komplekt
krüptograafilised teisendused.

Šifr
sümmeetriline
asümmeetriline

klassikalised krüptimise tüübid

KLASSIKALISED krüpteerimisliigid

lihtne asendamine

LIHTNE VAHETAMINE
a b c d e f... i
1 2 3 4 5 6 ... 33
Või:
A b c d t f ...
! @ # $ % *...
Näide:
33 9 29 12 16 9 15 1 15 10 6
KEELETEADUS

Permutatsioonivaade

PÜSIVAADE
Sõnumi tähed on ümber paigutatud:
"aita mind"
"Ma tulen teisipäeval"
"mäleta mind"
"rpdiu ov tvroink"

Asendusvaade

ASENDAVAADE
Asendage iga täht järgmise tähega
tähestik:
"väga kiiresti"
"pshzhoy vutusp"
"Hüvasti"
"hppe czf"

Caesari šifr

CAESAR'S CIFHER
N
o p Rs...
Julius Caesar kasutas šifrit
nihe 3 omaga suhtlemisel
komandörid sõjaliste kampaaniate ajal.

Krüptograafia ja muud teadused

KRÜPTOGRAAFIA JA MUUD TEADUSED
Kuni 20. sajandini tegeles krüptograafia ainult
keelelised näidised.
Nüüd:
matemaatika kasutamine
inseneriteaduse osa
rakendus kvantkrüptograafias
füüsikud

KRÜPTOGRAAFIA
PÜSIV
NÕRK

Krüptograafiline rünnak

KRÜPTOGRAAFILINE RÜNNAK
Krüptograafiline rünnak – tulemused
konkreetse šifri krüptoanalüüs.
Edukas
krüptograaf
rünnak
purustamine
avamine

Enigma pöörlev krüptomasin

Pöörlev krüptomasina ENIGMA
Esimene krüptimine
auto.
Kasutatud
Saksa väed
1920. aastate lõpust kuni
II maailmasõja lõpp
sõda.

Lahti võetud rootor
1. sälkudega sõrmus
2. märgistuspunkt
3. kontakti saamiseks "A"
4. tähestiku ring
5. tinatatud kontaktid
6. elektrijuhtmestik
7. pin kontaktid
8. vedru hoob jaoks
9. helina seaded
10. puks
11. sõrmesõrmus
12. põrkratas

Enigma rootorid kokku pandud

ENIGMA ROOTORID KOKKUVÕTTUD

Enigma krüptimise näited

NÄITED ENIGMA-KRÜPTIMISEST
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

Saksa krüptomasin Lorenz

SAKSAMAA KRÜPTOMASIN LORENZ

Krüptoanalüüs

KRÜPTOANALÜÜS
Krüptoanalüüs on saamise meetodite teadus
algne krüptitud väärtus
teabele ilma juurdepääsuta saladusele
selleks vajalik teave (võti).
(William F. Friedman, 1920)

Krüptoanalüütik on inimene, kes loob ja
kasutades krüptoanalüüsi meetodeid.

krüptoloogia

KRÜPTOLOOGIA
Krüptoloogia on teadus, mis tegeleb meetoditega
krüpteerimine ja dekrüpteerimine.

kaasaegne krüptograafia

KAASAEGNE KRÜPTOGRAAFIA
Sisaldab:
asümmeetrilised krüptosüsteemid
elektroonilised digitaalallkirjasüsteemid
(EDS) räsifunktsioonid
võtmehaldus
varjatud teabe hankimine
kvantkrüptograafia

Kaasaegne krüptograafia

KAASAEGNE KRÜPTOGRAAFIA
Levinud algoritmid:
sümmeetriline DES, Twofish, IDEA jne;
asümmeetriline RSA ja Elgamal
räsifunktsioonid MD4, MD5, GOST R 34.11-94.

Mikropunkte kasutavate tootjate loend:

KASUTAVATE TOOTJATE LOETELU
MIKRODOOTID:
Audi
BMW Austraalias
Mitsubishi Ralliart
Porsche
Subaru
Techmashimport Venemaal
Toyota

Digitaalsed vesimärgid

DIGITAALSED VESIMÄRGID
Digitaalne vesimärk on eriline
digitaalsesse sisusse manustatud silt
autoriõiguste kaitse eesmärgil.

Krüptimise olulisus tänapäeval

Krüptimise asjakohasus TÄNAPÄEVAL
World Wide Web laialdane kasutamine
kaasaegse raskeveokite tekkimine
arvutid

rakendusala on laienenud
arvutivõrgud
krüptimise diskrediteerimise võimalus
süsteemid, mida alles eile käsitleti täielikult
ohutu

Infoturbe tööriistad tänapäeval

INFOTURVE TÄNA

Bibliograafia

BIBLIOGRAAFIA
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
Praktiline krüptograafia, A.V
Inglise-vene sõnaraamat-teatmik krüptograafiast
Krüpteerimisalgoritmid, S. Panasenko
Krüptograafiliste terminite sõnastik, Pogorelova
B.A.
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

Šifr - see on tingimuste süsteem

märgid saladuseks

alates kiri loetud

kasutades võtit.

Krüptograafia -

Kreeka sõna

tõlgitud tähendab

salajane, peidetud

(krüpto)

täht (graafika),

või salajane kirjutamine.

Lõpetanud: 7. klassi õpilane

MKOU "Sonchinskaya keskkool"

Baglaeva Alina Aleksandrovna

"Varem või hiljem on kõik õige

matemaatiline idee leiab rakendust selles või teises asjas.

Aleksei Nikolajevitš Krylov(1863-1945) - Vene Nõukogude matemaatik

Šifra "Tantsivad mehed"

inglise kirjanik Arthur Conan Doyle– ei jätnud seiklusdetektiivide meister krüptograafia teemat tähelepanuta

Helitugevus CT-uuring: šifrid ja nende kasutamine.

Hüpotees: krüptograafia on tänapäeval vajalik

maailmas. Šifridega töötamine on lõbus ja rahuldust pakkuv.

Teadmised ja kasutamine

šifr aitab

teavet klassifitseerida

pole ette nähtud

autsaiderite jaoks

Tutvuda krüptograafiaga; šifrid, nende tüübid ja omadused.
Näidake mõningaid seoseid matemaatika ja krüptograafia vahel.
Tutvuge matemaatikutega, kes andsid oma panuse krüptograafia ajalukku.
Tehke kindlaks Venemaa krüptograafide panus fašismi võitu.
Tehke katsete abil kindlaks kõige lihtsamad ja tõhusamad krüpteerimismeetodid.
Esitage oma uurimistöö tulemusi IKT abil (esitlus, brošüür).

Teoreetiline

Selleteemalise kirjanduse uurimine ja analüüs

Praktiline

Küsitlemine, katsetamine

Krüptograafia ajalugu ulatub umbes 4 tuhande aasta taha.

Ameerika krüptograaf L. D. Smith rõhutab seda

krüptograafia vanuse järgi

vanem kui egiptlane

Kasutatud

salajane kirjutamine ja käsitsi kirjutatud

iidse mälestusmärgid

Egiptus. Krüpteeritud siin

religioossed tekstid ja

arstiretseptid.

Krüptograafia etapid

krüptograafia kui kunst;
krüptograafia käsitööna;
krüptograafia iseseisva teadusena, mis põhineb suuresti matemaatikal.

Krüptograafia alused – kombinatoorika

Kombinatoorika elemendid:

kombinatsioon,
permutatsioonid,

paigutus.

Kombinatoorika algoritmid:

korrutamisreegel
proovid,
permutatsioonid.

Meetod: uuring.

Osalejad:

6. - 8. klasside õpilased

(19 inimest)

Küsimus 1: Kas sa tead, mis on šifr?

2. küsimus; Kas sa tead, mis on krüptograafia?

Küsimused 4 ja 5: Kas soovite õppida tundma erinevaid krüptimismeetodeid ja kas soovite õppida teavet krüpteerima?

3. küsimus: Kas olete kunagi proovinud teksti krüptida?

Järeldus

Enamik õpilasi ei tea krüptograafiast midagi, kuigi šifri mõiste on neile tuttav ja nad tahaksid rohkem teada saada, kuidas teavet krüptida ning loomulikult õppida ka iseennast krüpteerima.

1. katse

Eesmärk: tõestada salakirja kirjutamist piima ja sibulaga

mahl võib-olla

Sümpaatilise tindi (piim, sibulamahl) abil saate kirjutada salakirja ja kaitsta olulist teavet.

2. katse

Eesmärk: teksti krüptimine kasutades

Kardano võred.

Järeldus: Seda meetodit on lihtne kasutada, kuid see on aeglasem ja ilma spetsiaalse šifrivõreta ei saa teksti lugeda.

3. katse

Eesmärk: krüpteerida tekst lihtsa asendusšifri abil.

ABVGDEZHZIKLMNOPRSTUFHTSCHSHSHSHYYYUYA kindlas järjekorras kirjutatud kirjad

PETSCHZhREANVOZTBSIUFGHLSHCHDYAYUKSHYM juhuslikult ümber paigutatud tähed

"KRÜPTOGRAAFIA" – "VINSFBCHIPHNM"

Järeldus: Seda meetodit on lihtne kasutada, kuid võtit teadmata ei saa teksti lugeda.

Katse 4

Eesmärk: krüpteerida tekst šifri abil

lihtne asendus - POLYBIUS šifr.

Šifr – tekst esindab

on tähe koordinaadid

selge tekst (number

rea ja veeru number

või vastupidi).

"POBEDA" - 55251335 312 3

Järeldus: seda meetodit on lihtne kasutada

kasutada, kuid teadmata

klahvi, teksti ei loeta.

Katse 5

Eesmärk: krüpteerida tekst šifri "Fencer" abil

Kirjutage ülemine rida ja seejärel alumine rida ümber, nii et alumine rida oleks ülemise jätk.

MTMTKTSRTSNUAEAAAAAAAAK

Järeldus:

Katse 6

Eesmärk: teksti krüptimine maagilise ruudu abil

“AITÄH VÕIDU EEST” – “OAPE IPOS ABOB SUDS”

Järeldus: Seda meetodit on väga lihtne kasutada, kuid võtit teadmata ei saa teksti lugeda.

Katse 7

Eesmärk: krüpteerida tekst permutatsioonimeetodil, kasutades valmistatud tsitaalit

Järeldus: seda ümberkorraldamismeetodit on lihtne kasutada ja teksti ei saa lugeda ilma spetsiaalse seadmeta.

Eelised

Puudused- lihtne häkkida

Vana-Kreeka komandör Aeneas Taktika 4. sajandil eKr. pakkus välja seadme, mida hiljem nimetati Aenease kettaks.

Eelised- lihtsus ja vigade puudumine

Puudused- lihtne häkkida

Insener Arthur Scherbiuse leiutis 1918. aastal. Alates 1926. aastast hakati Saksa relvajõude ja luureteenistusi varustama selle ketta krüpteerijaga.

Üks parimaid kodumaiseid šifreerimismasinaid tekstiteabe klassifitseerimiseks on 10-rootoriline M-125 “Violet”

Kreeka filosoof Aristoteles (384-322 eKr) - tsitaali dešifreerimise meetodi autor

Gerolamo Cardano (1501-1576) Itaalia matemaatik, filosoof, arst ja leiutaja.

Leonhard Euler (1707-1783)

Isaac Newton

(1643-1727 )

Fourier Jean Baptiste Joseph

(1768-1837)

Carl Friedrich Gauss

(1777-1855)

Venemaal on teabe krüpteerimist kasutatud alates riigi moodustamisest ja esimesed krüptograafid ilmusid Ivan Julma (1530–1584) ajal. Krüptograafia omandas erilise tähtsuse Peeter I ajal. Alates 1921. aastast juhtis krüptoteenistust Gleb Ivanovitš Bokiy (1879–1937). 1924. aastal loodi 52 erineva šifri põhjal nn “vene kood”.

Teise maailmasõja ajal töödeldi üle 1,6 miljoni šifreeritud telegrammi, kuigi NSVL dekrüpteerimis- ja luureteenistuses ei olnud rohkem kui 150 inimest

Andrei Andrejevitš Markov (1903-1979)

tegeles matemaatilise loogika ja teiste probleemidega. Tema teoreem mittekorrutatavate moonutuste šifrite kohta on aktuaalne tänapäevani.

Andrei Nikolajevitš Kolmogorov

(1903-1987)

Krüptograafias kasutati tema töid infoteooria ja tõenäosusteooria alal, tema jadade juhuslikkuse kriteeriume, "arvamis" meetodit raadioside lihttekstiga edastatava teabe keskmise hulga uurimiseks ja muud.

Vladimir Aleksandrovitš Kotelnikov

(1908-2005)

esimeste kodumaiste kõnesignaalide krüptimise seadmete looja vormistas matemaatiliselt nõuded šifri tugevusele. Tema juhtimisel töötati välja keerukad salastatud seadmed S-1 (Sobol) ja veidi hiljem Sobol-P.

Vladimir Jakovlevitš Kozlov

(1914 - 2007)

Tema teaduslike huvide ring oli äärmiselt lai: teoreetiline ja rakenduslik krüptograafia, kodeerimismeetodid krüptograafias, šifriseadmete omaduste arendamine ja uurimine ning muud matemaatikaharud, mida võeti aktiivselt kodumaisesse krüptograafiasse.