Kryptografické metódy ochrany informácií. Kryptografia. Šifrovanie Kryptografické metódy prezentácia informatiky

Klasifikácia šifier a ich vlastnosti

Kryptografia

Dielo dokončila: Artamonova Ekaterina gr.6409-ok

Predmet výskumu: kryptografické systémy a typy šifier

Účel štúdia: štúdium kryptografických metód na šifrovanie informácií

Ciele výskumu:

• Študovať vlastnosti rôznych kryptografických systémov;
• Preskúmajte rôzne typy šifier.

Metódy výskumu: analýza literatúry, porovnanie, syntéza.

Kryptografia ako nástroj ochrany osobných údajov

Kryptografia(zo starogréčtiny κρυπτός - skryté a γράφω - píšem) - veda o ochrane súkromia(nemožnosť pre cudzincov čítať informácie) a autentickosť(celistvosť a autentickosť autorstva, ako aj nemožnosť vzdať sa autorstva) informácie.

História vývoja vedy o kryptografii

Formálne je kryptografia (z gréčtiny - „tajné písanie“) definovaná ako veda, ktorá zabezpečuje utajenie správy.

História kryptografie siaha asi 4 tisíc rokov dozadu. Ako hlavné kritérium pre periodizáciu kryptografie je možné použiť technologické charakteristiky použitých metód šifrovania:

1.Prvé obdobie(3 tisíc pred Kristom e.)

Monoalfabetické šifry

Základným princípom je nahradiť abecedu zdrojového textu inou abecedou nahradením písmen inými písmenami alebo symbolmi

2.Druhá perióda(9. storočia na Blízkom východe(Al-Kindi) a 15. storočia v Európe(Leon Battista Alberti) - začiatku 20. storočia) - polyalfabetické šifry.

Leon Battiste Alberti

3. Tretia tretina(od začiatku do polovice 20. storočia) - zavedenie elektromechanických zariadení do práce kryptografov.

Pokračujúce používanie polyalfabetických šifier.

4.Štvrté obdobie -od 50-tych do 70-tych rokov XX storočia- prechod na matematickú kryptografiu. V Shannonovej práci sa objavujú prísne matematické definície množstva informácií, prenosu dát, entropie a šifrovacích funkcií.

Claude Shannon

5.Moderné obdobie(od konca 70. rokov až po súčasnosť) vznik a rozvoj nového smeru – kryptografie s verejným kľúčom.

Známa je aj iná periodizácia histórie kryptografie:

1.Taktik Aeneas napísal prvá vedecká práca o kryptografii.

Šifra Scytala je všeobecne známa - Sparta proti Aténam v 5. storočí pred Kristom. uh.

2. Stredovek

-Kópia kódu- elegantne riešený rukopis s vodoznakmi, ktorý ešte nie je úplne rozlúštený.

Kópia kódu

3.Renesancia – zlatý vek kryptografie: Francis Bacon to študoval a navrhol metódu binárneho šifrovania.

Francis Bacon

4. Vzhľad telegrafu- skutočnosť prenosu údajov už nie je tajná.

5. Prvá svetová vojna-kryptografia sa stala uznávaným bojovým nástrojom.

6. Druhá svetová vojna- vývoj počítačových systémov. Použité šifrovacie stroje jasne demonštrovali zásadný význam kontroly informácií.

Wehrmacht Enigma („Enigma“)-

Šifrovací stroj Tretej ríše.

Turing Bombe

Dekodér vyvinutý pod vedením Alana Turinga.

Klasifikácia kryptografických systémov

Všeobecné použitie kryptosystémov

Obmedzené kryptosystémy

1. Podľa oblasti použitia

2. Podľa vlastností šifrovacieho algoritmu

Jednokľúčový

Dvojkľúčový

Substitúcie (striedania)

Preskupenia

Aditívum (gamming)

Deterministický

Pravdepodobný

Kvantové

Kombinované (zložené)

3. Podľa počtu znakov správy

Streaming

4. Podľa sily šifry

nestabilné

prakticky odolný

perfektné

Základné požiadavky na kryptosystémy

• Zložitosť a pracnosť postupov šifrovania a dešifrovania;
• Časové a nákladové náklady na ochranu informácií;
• Postupy šifrovania a dešifrovania;
• Počet všetkých možných šifrovacích kľúčov;

• Redundancia správ;
• Akýkoľvek kľúč z rôznych možných;
• Menšia zmena kľúča;
• Šifrovaná správa.

Kód (z francúzštiny. chiffre„číslica“ z arabčiny. صِفْر‎, sifr„nula“) - akýkoľvek systém konverzie textu s tajomstvom (kľúčom) na zabezpečenie utajenia prenášaných informácií.

Klasifikácia šifry

Preskupenia

Kompozičný

Viacnásobné hodnoty

Jednotlivé číslice

Symetrický

Asymetrické

V rade

Jednoabecedné

Polyalfabetický

Gama šifry

Afinná šifra

Afinná šifra je jednoduchá substitučná šifra, ktorá používa dve čísla ako kľúč. Lineárna závislosť afinnej šifry môže byť takáto:

Caesarova šifra

Nahradenie znakov otvoreného textu podľa vzorec napríklad takto:

N je číslo znaku v abecede

INFORMÁCIE LRISUQDWMDSR

Kód tancujúcich mužov

Výhoda - kvôli vlastnostiam skratky šifrovanie dá sa napísať kdekoľvek. Nevýhoda – neposkytuje dostatočnú dôvernosť alebo autentickosť.

P R O T I V O I D I E

Vigenèrova šifra

Slovo (fráza), ktorá je vhodná na zapamätanie, sa berie ako kľúč Vigenèrovej šifry slovo (kódová fráza) sa opakuje, kým sa nerovná dĺžke správy.

Vigenère stôl

Ak chcete zašifrovať správu pomocou Vigenèrovej šifry pomocou Vigenèrovej tabuľky, vyberte stĺpec začínajúci prvým znakom otvoreného textu a riadok začínajúci prvým znakom kľúča. Na priesečníku týchto stĺpcov a riadkov bude prvý šifrovací znak.

Čiarové kódy

Lineárny čiarový kód

Čiarový kód (čiarový kód) je grafická informácia aplikovaná na povrch, označenie alebo obal výrobkov, vďaka čomu je čitateľný technickými prostriedkami – sled čiernobielych pruhov alebo iných geometrických tvarov.

Spôsoby kódovania informácií:

1.Lineárne

2.Dvojrozmerný

Oblasti použitia

• Zvýšenie rýchlosti toku dokumentov platobných systémov;
• Minimalizácia chýb pri čítaní údajov automatizáciou procesu;
• Identifikácia zamestnanca;
• Organizácia systémov na zaznamenávanie času;
• Zjednotenie formulárov na zber rôznych typov údajov;
• Zjednodušenie skladových zásob;
• Sledovanie dostupnosti a propagácie tovaru v predajniach, zabezpečenie jeho bezpečnosti.

Hlavnou výhodou QR kódu je jeho ľahké rozpoznanie skenovacím zariadením.

Záver

1. Existuje jednotná klasifikácia kryptografických systémov podľa rôznych parametrov, z ktorých každý má svoje charakteristické znaky, výhody a nevýhody.

2. Na svete existuje obrovské množstvo šifier, ktoré sa zase dajú spájať do skupín podľa individuálnych vlastností.

3. Kryptografia je v súčasnosti aktuálna, pretože ochrana informácií je dnes jedným z najvážnejších problémov ľudstva v informačnej spoločnosti.

Zdroje

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

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

• zovšeobecňovať a systematizovať poznatky o základných pojmoch: kód, kódovanie, kryptografia;
• zoznámiť sa s najjednoduchšími metódami šifrovania a ich tvorcami;
• precvičiť schopnosť čítať kódy a šifrovať informácie.

Vývojový:

• rozvíjať kognitívnu činnosť a tvorivé schopnosti žiakov;
• formovať logické a abstraktné myslenie;
• rozvíjať schopnosť aplikovať získané vedomosti v neštandardných situáciách;
• rozvíjať predstavivosť a pozornosť.

Vzdelávacie:

• pestovať kultúru komunikácie;
• rozvíjať kognitívny záujem.

Snímka 1. « Základy kryptografie »

V poslednej dobe sa čoraz viac pozornosti venuje zabezpečeniu bezpečnosti komunikácie, uchovávania údajov, dôvernosti prístupu k údajom a podobným aspektom. Ponúka sa množstvo riešení na hardvérovej aj softvérovej úrovni.

Upozorňujeme, že použitie šifrovania údajov nezaručuje dôvernosť týchto údajov. Najjednoduchším príkladom je zachytiť zašifrovanú správu, určiť blok/bloky zodpovedajúce času odoslania a potom použiť rovnakú zašifrovanú správu, ale s iným časom odoslania. Táto technika môže byť použitá na falšovanie správ medzi bankami, napríklad na prevod súm peňazí na účet útočníka.

Kryptografia poskytuje iba algoritmy a niektoré techniky na autentifikáciu klienta a šifrovanie informácií. Ako vôbec vzniklo šifrovanie?

Snímka 2.

Kryptografia(zo starogréčtiny κρυπτ?ς - skryté a γρ?φω - písať) - (nemožnosť čítania informácií cudzincami) a autentickosť(celistvosť a autentickosť autorstva, ako aj nemožnosť vzdať sa autorstva) informácie.

Snímka 3.

Kryptoanalýza(zo starogréčtiny κρυπτ?ς - skrytý a rozbor) - veda o metódach dešifrovania zašifrovaných informácií bez kľúča určeného na takéto dešifrovanie.

Najznámejšie šifry sú:

Snímka 4: Šifra tuláka

Lycurgus bol kráľ Sparty z rodu Eurypontidovcov, ktorý vládol v rokoch 220 až 212 pred Kristom. e.

V kryptografii putoval(alebo scitala z gréčtiny σκυτ?λη , tyč), tiež známy ako Kód starovekej Sparty, je zariadenie slúžiace na vykonávanie permutačného šifrovania pozostávajúce z valca a úzkeho pásika pergamenu navinutého okolo neho v špirále, na ktorom bola napísaná správa. Najmä starí Gréci a Sparťania používali tento kód na komunikáciu počas vojenských ťažení.

Snímka 5: Caesarova šifra

Gaius Julius Caesar (100 pred Kr. - 44 pred Kr.) - starorímsky štátnik a politik, diktátor, veliteľ, spisovateľ.

Caesarova šifra, taktiež známy ako posunová šifra, Caesarov kód alebo Caesarov posun je jednou z najjednoduchších a najznámejších metód šifrovania.

Snímka 6: Francois? Vie?t

Francois? Vie?t (1540 - 1603) – francúzsky matematik, zakladateľ symbolickej algebry.

Na kráľovskom dvore sa François Viète prejavil ako talentovaný špecialista na dešifrovanie zložitých šifier (tajné písanie), ktoré používalo inkvizičné Španielsko vo vojne proti Francúzsku. Vďaka svojmu zložitému kódu mohlo militantné Španielsko voľne komunikovať s odporcami francúzskeho kráľa aj v rámci Francúzska a táto korešpondencia zostala po celý čas nevyriešená.

Ako sa dalo očakávať, po tom, čo Francúzi rozlúštili zachytené španielske tajné správy, začali Španieli trpieť jednu porážku za druhou. Španieli boli dlho zmätení z nepriaznivého obratu vo vojenských operáciách pre nich. Nakoniec sa z tajných zdrojov dozvedeli, že ich kód už pre Francúzov nie je tajomstvom a že za jeho rozlúštenie je zodpovedný François Viête. Španielska inkvizícia vyhlásila Vietu za odpadlíka a odsúdila vedca v neprítomnosti na upálenie na hranici, no nedokázala uskutočniť svoj barbarský plán.

Snímka číslo 7: John Wallis

Termín „kryptografia“ zaviedol do širokého používania anglický matematik, jeden z predchodcov matematickej analýzy ako vedy, John Wallis.

V roku 1655 Wallis publikoval veľké pojednanie Aritmetika nekonečna, kde predstavil symbol nekonečna, ktorý vynašiel. V knihe sformuloval prísnu definíciu limity premennej veličiny, pokračoval v mnohých Descartových myšlienkach, po prvýkrát zaviedol záporné úsečky a vypočítal súčty nekonečných radov – v podstate integrálne súčty, hoci koncept integrálu ešte neexistovalo.

Snímka číslo 8: Leon Batista Alberti

Batista Alberti, taliansky architekt, sochár, teoretik umenia, výtvarník a hudobník. V 15. storočí urobil revolučný prelom v európskej kryptografickej vede. V oblasti kryptografie boli Albertiho zásluhy 25-stranové „Pojednanie o šifrách“ – vydal prvú knihu v Európe venovanú kryptoanalýze a vynašiel zariadenie, ktoré implementuje polyalfabetickú substitučnú šifru, nazývanú „Albertiho disk“.

Snímka č. 9: William Friedman

Americký kryptograf, jeden zo zakladateľov modernej vedeckej kryptografie. Počas prvej svetovej vojny slúžil Friedman v Americkej kryptografickej službe, okrem iného aj ako lapač kódov. Okrem svojej kryptoanalytickej práce vyučoval Friedman kurz kryptografie pre armádnych dôstojníkov. Do roku 1918 pripravil pre poslucháčov sériu ôsmich prednášok. Celkovo Friedman napísal 3 učebnice vojenskej kryptografie a množstvo vedeckých prác o analýze kódov a šifier a vyvinul aj 9 šifrovacích strojov. Friedman preukázal účinnosť metód teórie pravdepodobnosti pri riešení kryptografických problémov. Podieľal sa na vývoji a hodnotení sily množstva amerických šifrovačov. Pred druhou svetovou vojnou a počas nej výrazne pokročil v dešifrovaní japonských správ.

Snímka č.10: Druhy šifier

Hlavné typy šifier sú teda:

• monoalfabetická substitúcia
• polyalfabetická substitúcia

Snímka 11: Monoabecedná substitúcia

Monoabecedná substitúcia je šifrovací systém, ktorý používa jedinú šifrovú abecedu na skrytie písmen jasnej správy.

V Európe začiatkom 15. stor. Ako spôsob maskovania informácií sa najčastejšie používali monoalfabetické šifry. Pri mono-abecednej substitúcii môžu byť ako ekvivalenty použité aj špeciálne znaky alebo čísla. V jednoabecednej šifre môže byť písmeno nielen nahradené písmenom; v nej môže byť písmeno reprezentované viacerými ekvivalentmi.

Snímka 12:

Shift Cipher (Caesar Cipher)

Jednou z najstarších a najjednoduchších druhov šifier, ktoré používajú substitúciu písmen, je Caesarova substitučná šifra. Táto šifra je pomenovaná po Gaiusovi Juliusovi Caesarovi, ktorý ju používal na šifrovanie správ počas svojich úspešných vojenských ťažení v Galii (oblasť pokrývajúca moderné Francúzsko, Belgicko, časti Holandska, Nemecka, Švajčiarska a Talianska).

Abeceda obyčajného textu: 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 SQ Y Y Y Y

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

Snímka 13: Multiabecedná náhrada

Multi-alfabetická substitúcia je metóda generovania šifry pomocou niekoľkých substitučných abecied.

Táto technika umožňuje kryptografom skryť slová a vety ich pôvodnej správy medzi významy niekoľkých úrovní písmen.

Snímka 14:

Táto tabuľka bola jedným z prvých geometrických útvarov používaných na umiestnenie abecedy, čísel a symbolov na účely šifrovania a bol dôležitým krokom vpred, pretože zobrazovala všetky svoje šifrové abecedy súčasne.

Trithemius nazval svoju metódu „štvorcová doska“, pretože 24 písmen abecedy bolo usporiadaných do štvorca obsahujúceho 24 riadkov. Časť tejto tabuľky je zobrazená tu.

Tabuľka sa získa posunutím normálnej abecedy v každom nasledujúcom riadku o jednu pozíciu doľava. Listy i A j, ako aj A A v, boli považované za identické. Túto operáciu možno právom nazvať úplne prvou sériový kľúč, pričom každá abeceda sa používa postupne predtým, ako sa ktorákoľvek z nich znova objaví.

Šifrovacie výhody polyalfabetických šifier a sekvenčných kľúčov prispeli k širokému prijatiu tejto metódy šifrovania.

Snímka 15:

Od roku 1991 Ústav kryptografie, komunikácií a informatiky Akadémie FSB

Ruská federácia každoročne organizuje olympiády v kryptografii a

matematika pre školákov v Moskve a Moskovskej oblasti. Predstavujeme vám jednu z úloh olympiády:

Zobrazí sa zašifrovaná správa:

Nájdite pôvodnú správu, ak viete, že transformačná šifra bola nasledovná. Nechajte korene trojčlenky - . K poradovému číslu každého písmena v štandardnej ruskej abecede (33 písmen) bola pridaná hodnota polynómu vypočítaná buď at alebo at (v nám neznámom poradí), a potom bolo výsledné číslo nahradené zodpovedajúcim list.

Snímka 16: Riešenie problému.

Je ľahké to vidieť .

Preto korene polynómu

Dostaneme

Odpoveď: Pokračujte

Slide 17. ĎAKUJEME ZA POZORNOSŤ!

Zobrazenie obsahu dokumentu
"základy kryptografie"

Kryptografia (zo starogréčtiny κρυπτός - skryté a γράφω - píšem) - veda o ochrane súkromia (nemožnosť pre cudzincov čítať informácie) a autentickosť (celistvosť a autentickosť autorstva, ako aj nemožnosť vzdať sa autorstva) informácie.

Šifra tuláka

Lycurgus - kráľ Sparty

z rodu Eurypontidae,

vládnuca

v rokoch 220 - 212 pred Kr uh .

Caesarova šifra

Gaius Julius Caesar

(100 - 4 4 BC e.) -

starorímsky

štát a

politická osobnosť,

diktátora . , veliteľ,

spisovateľ.

Francois Viet

Francois Viet (1540 – 1603) -

francúzsky matematik

zakladateľ

symbolická algebra.

John Wallis

1616 – 1703 yy .

Angličtina

matematik, jeden z predchodcov

matematická analýza

Leon Batista Alberti

1402 – 1470 yy .

Taliansky architekt, sochár, teoretik umenia, maliar a hudobník

William Friedman

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

Americký kryptograf, nazývaný „otec americkej kryptológie“

• monoalfabetická substitúcia
• polyalfabetická substitúcia

Monoabecedná substitúcia

Mono-abecedná substitúcia je šifrovací systém, v ktorom sa na skrytie písmen v textovej správe používa jediná abecedná šifra.

• Abeceda obyčajného textu: 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 SQ Y Y Y Y
• Šifrová abeceda: G D E E F G H I J K L M N O P R S T U V

Polyalfabetická náhrada

Polyalfabetická substitúcia je metóda generovania šifry pomocou viacerých substitučných abecied.

Riešenie problému:

List sh.s.

číslo

číslo

List o.s

1 snímka

* MINISTERSTVO ŠKOLSTVA BAŠKORTOSTANSKEJ REPUBLIKY ŠTÁTNY ROZPOČTOVÝ ODBORNÝ VZDELÁVACÍ INŠTITÚCIA KUSHNARENKOVSKY MULTI-DISPILLANCE ODBORNÁ VYSOKÁ ŠKOLA Kryptografické metódy informačnej bezpečnosti

2 snímka

Obsah Základná schéma kryptografie Kategórie kryptografie Kľúče používané v kryptografii Shannonova teória tajomstva Symetrické kryptosystémy Symetrické kryptosystémy: ťažkosti Známe symetrické kryptosystémy Symetrické kryptosystémy: príklady Symetrické kryptosystémy: Vigenèrova šifra Asymetrické kryptosystémy: Asymetrické kryptosystémy základné myšlienky Asymetrické kryptosystémy: základné vlastnosti Referencie *

3 snímka

4 snímka

5 snímka

6 snímka

* Shannonova teória tajomstva Shannonova veta: Aby bola kryptografická schéma absolútne tajná, tajný kľúč musí byť náhodný a dĺžka kľúča musí byť aspoň rovnaká ako dĺžka otvoreného textu. Claude Shannon

7 snímka

8 snímka

* Symetrické kryptosystémy: ťažkosti Na šifrovanie a dešifrovanie sa používa zdieľaný kľúč. Odosielateľ aj príjemca musia poznať zdieľaný kľúč. Zdieľaný kľúč sa musí preniesť cez druhý tajný komunikačný kanál. Generovanie a prenos dlhého tajného kľúča. Nepraktické pre veľký počet vysielačov a prijímačov.

Snímka 9

* Známe symetrické kryptosystémy Známe symetrické kryptosystémy s: DES, AES. DES: vyvinutý spoločnosťou IBM pre vládu USA. Národný štandard šifrovania USA 1977-2000. AES: Vytvorili Deiman a Reiman v Belgicku. Národný štandard šifrovania v USA od roku 2000.

10 snímka

Symetrické kryptosystémy: príklady Caesarova šifra: postavená na algoritme: prečítajte štvrté písmeno namiesto prvého, t.j. kľúč je 3. V Caesarovej šifre je kľúč 3 (hodnota posunu písmen abecedy). Príklad: Plain text: meet me at central park Šifra: phhw ph dw fhqwudo sdun Nevýhoda kryptosystému: šifra sa dá ľahko prelomiť *

11 snímka

Symetrické kryptosystémy: Vigenèrova šifra, zapíšte postupnosť kľúčových číslic pod postupnosť číslic otvoreného textu, zapíšte postupnosť kľúčových číslic požadovaný počet krát, sčítajte tieto dve postupnosti v pároch a ak je súčet rovný alebo väčší ako 26, potom odčítajte 26. Nahraďte výsledné číslice anglickými písmenami podľa odseku 1. *

12 snímka

Symetrické kryptosystémy: Vigenèrova šifra Podľa algoritmu je kľúčová šifra nahradená sekvenciou čísel (2,8,15,7,4,17), podľa algoritmu je otvorený text meet me at central park nahradený postupnosť čísel (12,4,4,19,12,4 ,0,19,2,4,13,19,17,0,11,15,0,17,10), získame postupnosť omtaqvcbrlrmtiaweim ako šifra pôvodného otvoreného textu. *

Snímka 13

Snímka 14

* Asymetrické kryptosystémy Myšlienku asymetrických kryptosystémov prvýkrát navrhli v roku 1976 Diffie a Hellman na národnej počítačovej konferencii ako spôsob, ako vyriešiť vyššie uvedené ťažkosti symetrických kryptosystémov. Toto je jeden z dôležitých vynálezov v histórii tajnej komunikácie: Merkley, Hellman, Diffie

15 snímka

* Asymetrické kryptosystémy: základné myšlienky Prijímač (Bob): zverejňuje svoj verejný kľúč a šifrovací algoritmus, udržiava zodpovedajúci súkromný kľúč v tajnosti. Vysielač (Alice): vezme Bobov verejný kľúč a šifrovací algoritmus z adresára, zašifruje správu pomocou Bobovho verejného kľúča a šifrovacieho algoritmu a pošle šifru Bobovi.

16 snímka

Asymetrické kryptosystémy: základné vlastnosti Na šifrovanie a dešifrovanie sa používajú rôzne kľúče. Na šifrovanie správ sa používa verejný kľúč, ktorý je verejne dostupný. Na dešifrovanie správ sa používa súkromný kľúč, ktorý je tajný. Poznanie verejného kľúča neumožňuje určiť súkromný kľúč. *

Snímka 17

Známe asymetrické kryptosystémy Známe kryptosystémy s verejným kľúčom: RSA, ElGamal, McEliece. Kryptosystém RSA (tvorcovia: R. Rivest, A. Shamir a L. Adleman (1977)) patrí medzi spoľahlivé kryptosystémy. * Shamir, Rivest a Adleman

18 snímka

Záver V tejto téme som sa dozvedel, že v kryptografii existujú dve kategórie: Symetrické a Asymetrické. Tiež som sa dozvedel, že myšlienka asymetrických kryptosystémov bola prvýkrát navrhnutá v roku 1976 Diffiem a Hellmanom na národnej počítačovej konferencii ako spôsob riešenia problémov symetrických kryptosystémov, je to jeden z dôležitých vynálezov v histórii tajnej komunikácie. Shannonova veta: Aby bola kryptografická schéma absolútne tajná, tajný kľúč musí byť náhodný a dĺžka kľúča sa musí rovnať aspoň dĺžke otvoreného textu. Známe kryptosystémy s verejným kľúčom: RSA, ElGamal, McEliece. Kryptosystém RSA (tvorcovia: R. Rivest, A. Shamir a L. Adleman (1977)) je jedným zo spoľahlivých kryptosystémov *

20 snímka

Literatúra 6. Koneev I. R., Belyaev A. V. Informačná bezpečnosť podniku - Petrohrad: BHV-Petersburg, 2003. - 752 s.: ill. 7. Melyuk A. A., Pazizin S. V., Pogozhin N. S. Úvod do ochrany informácií v automatizovaných systémoch. -M.: Horúca linka - Telekom, 2001.- 48 s.: chor. 8. Ogletree T. Praktická aplikácia firewallov: Prel. z angl.-M.: DMK Press, 2001.- 400 s.: ill. 9. Sieťové operačné systémy / V. G. Olifer, N. A. Olifer. – Petrohrad: Peter, 2002. – 544 s.: chorý. 10. Sokolov A. V., Stepanyuk O. M. Ochrana pred počítačovým terorizmom. Referenčný manuál. - Petrohrad: BHV - Petersburg, Arlit, 2002.- 496 s.: ill. *

KeyKEY
Kľúč – parameter šifry, ktorý určuje
výber konkrétnej transformácie daného
text.
V moderných šifrách algoritmus
šifrovanie je známe a kryptografické
sila šifry je úplne určená
utajenie kľúčov (Kerkhoffov princíp).

Šifrovacie aplikácie
kryptografická konverzia
algoritmus založený na holom texte a
kľúč
zašifrovaný text.
Dešifrovanie je normálny proces
aplikácia kryptografie
prevod šifrovaného textu na
OTVORENÉ.

Typy textu

TYPY TEXTOV
Otvorený (zdrojový) text – dáta
prenášané bez použitia
kryptografia
Uzavretý (šifrovaný) text - dáta,
prijaté po aplikácii
kryptosystémy so zadaným kľúčom.

História kryptografie

HISTÓRIA KRYPTOGRAFIE
Boli vynájdené metódy tajnej korešpondencie
nezávisle v mnohých starovekých štátoch,
ako Egypt, Grécko a Japonsko.

Prvé príklady kryptografie

tetovanie

TETOVANIE
Herodotos (484 pred Kr. – 425 pred Kr.)
Tetovanie urobené na oholenú
hlava otroka, ukrytá pod
odrastené vlasy.

Scytala (šifra starovekej Sparty)

SCYTALA (ŠIFRA STAROVEKEJ SPARTY)
Pustovňa bola prvýkrát spomenutá v gréčtine
básnik Archilochus.
Scytale je drevený valec.
(z gréčtiny Σκυτάλη - prút)
Krypto komunikácia vyžaduje dva valce (jeden
putoval od toho, kto pošle správu,
druhý je u adresáta.
Priemer oboch by mal byť
striktne to isté.

Princíp šifrovania

PRINCÍP ŠIFROVANIA
1
4
Odosielanie príjemcovi
3
2

Biblia

BIBLIA
Kniha proroka Jeremiáša (22,23): „...a kráľ
Sessakha bude piť po nich."
V pôvodnom jazyku máme slovo
Babylon.

Atbash

ATBASH
Pôvodný text:
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
Šifrovaný text:
ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA

disk so šifrovaným textom Alberti

DISK S ALBERTI CIPHERTEXT
Leon Battista Alberti
(1404-1472)
"Pojednanie o šifrách"
Prvé písmeno je zašifrované pomocou
prvá šifrová abeceda,
sekundu po sekunde atď.

Kardanová mriežka

MRIEŽKA NA KARDAN
Gerolamo Cardano (1501-1576)
"ZABIJEŠ RAZ"
"ĽÚBIM ŤA. MÁM ŤA HLOBO POD SVOJOU
KOŽA. MOJA LÁSKA TRVÁ
NAVŽDY IN
HYPERSPACE."

Piotr a Modest Čajkovskij

PETER A SKROMNÝ ČAJKOVSKIJ
Nahradenie každej samohlásky ruského jazyka za
iná samohláska, každá spoluhláska - na inú
Súhlasím:
"shyr-pir yu pyapyuzhgy zelemgy gesryg"
namiesto:
„Kedysi dávno žil sivý chlapec so svojou babičkou
koza."

Vigenèrova šifra

VIGENÉRE CIPHER
Kľúč - ABC

Literatúra o kryptografii

LITERATÚRA O KRYPTOGRAFII
„Pojednanie o šifrách“ od Gabriela de Lavinda
"Encyklopédia všetkých vied", Shehaba
Kalkashandi (klasifikačné metódy
obsah korešpondencie)
Spravodajská služba, Oliver Cromwell
(sekcia dešifrovania)
"Vojenská kryptografia" od Augusta Kerghoffsa
…

Šifra

CIPHER
(z arabčiny: ص ْفر
ِ,ṣifr „nula“, fr. chiffre "číslica";
súvisiace so slovom číslo)
Šifra - súbor algoritmov
kryptografické transformácie.

Šifra
symetrický
asymetrické

klasické typy šifrovania

KLASICKÉ TYPY ŠIFROVANIA

ľahká výmena

JEDNODUCHÁ VÝMENA
a b c d e f... i
1 2 3 4 5 6 ... 33
alebo:
A b c d t f...
! @ # $ % *...
Príklad:
33 9 29 12 16 9 15 1 15 10 6
LINGVISTIKA

Permutačný pohľad

TRVALÝ POHĽAD
Písmená správy sú preusporiadané:
"pomôž mi"
"Prídem v utorok"
"Pamätáš si ma"
"rpdiu ov tvroink"

Náhradný pohľad

NÁHRADNÝ POHĽAD
Nahraďte každé písmeno nasledujúcim
abeceda:
"veľmi rýchlo"
"pshzhoy vutusp"
"Zbohom"
"hppe czf"

Caesarovu šifru

CAESAROVA ŠIFRA
N
o p Rs...
Július Caesar použil šifru s
offset 3 pri komunikácii s vašou
veliteľov počas vojenských ťažení.

Kryptografia a iné vedy

KRYPTOGRAFIA A INÉ VEDY
Až do 20. storočia sa kryptografia zaoberala iba
jazykové vzorky.
teraz:
používanie matematiky
časť strojárstva
aplikácia v kvantovej kryptografii
fyzikov

KRYPTOGRAFIA
TRVALÝ
SLABÝ

Kryptografický útok

KRYPTOGRAFICKÝ ÚTOK
Kryptografický útok – výsledky
kryptoanalýza konkrétnej šifry.
Úspešný
kryptograf
útok
lámanie
otvorenie

Rotačný kryptomat Enigma

ROTAČNÝ KRYPTOMACH ENIGMA
Prvé šifrovanie
auto.
Použité
nemecké vojská
od konca 20. rokov 20. storočia do
koniec druhej svetovej vojny
vojna.

Demontovaný rotor
1. krúžok so zárezmi
2. označovací bod
3. pre kolík "A"
4. krúžok abecedy
5. pocínované kontakty
6. elektrické vedenie
7. kolíkové kontakty
8. pružinová páka pre
9. nastavenie zvonenia
10. priechodka
11. prsteň
12. rohatkové koleso

Rotory Enigma zostavené

ROTORY ENIGMA Zmontované

Príklady šifrovania Enigma

PRÍKLADY ŠIFROVANIA ENIGMY
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

Nemecký kryptomat Lorenz

NEMECKÁ KRYPTOMACHINA LORENZ

Kryptoanalýza

KRYPTOANALÝZA
Kryptoanalýza je veda o metódach získavania
pôvodná zašifrovaná hodnota
informácie bez prístupu k tajným
informácie (kľúč) potrebné na to.
(William F. Friedman, 1920)

Kryptanalytik je osoba, ktorá vytvára a
pomocou metód kryptoanalýzy.

kryptológie

KRYPTOLÓGIA
Kryptológia je veda, ktorá sa zaoberá metódami
šifrovanie a dešifrovanie.

moderná kryptografia

MODERNÁ KRYPTOGRAFIA
Zahŕňa:
asymetrické kryptosystémy
systémy elektronického digitálneho podpisu
(EDS) hašovacie funkcie
správa kľúčov
získavanie skrytých informácií
kvantová kryptografia

Moderná kryptografia

MODERNÁ KRYPTOGRAFIA
Bežné algoritmy:
symetrický DES, Twofish, IDEA atď.;
asymetrické RSA a Elgamal
hashovacie funkcie MD4, MD5, GOST R 34.11-94.

Zoznam výrobcov používajúcich mikrobodky:

ZOZNAM POUŽÍVANÝCH VÝROBCOV
MIKRODOTKY:
Audi
BMW v Austrálii
Mitsubishi Ralliart
Porsche
Subaru
Techmashimport v Rusku
Toyota

Digitálne vodoznaky

DIGITÁLNE VODOZNAKY
Digitálny vodoznak je špeciál
štítok vložený do digitálneho obsahu s
za účelom ochrany autorských práv.

Význam šifrovania dnes

RELEVANTNOSŤ ŠIFROVANIA DNES
rozsiahle používanie World Wide Web
vznik moderných ťažkých nákladných vozidiel
počítačov

rozsah aplikácie sa rozšíril
počítačové siete
možnosť diskreditácie šifrovania
systémy, ktoré boli práve včera považované za úplne
bezpečné

Nástroje informačnej bezpečnosti dnes

INFORMAČNÁ BEZPEČNOSŤ DNES

Bibliografia

BIBLIOGRAFIA
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
Praktická kryptografia, A.V
Anglicko-ruský slovník-príručka o kryptografii
Šifrovacie algoritmy, S. Panasenko
Slovník kryptografických termínov, 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

Šifra - ide o systém podmienenosti

znamenia pre tajomstvo

list prečítaný z

pomocou kľúča.

Kryptografia -

Grécke slovo

prekladaný znamená

tajný, skrytý

(krypto)

písmeno (grafika),

alebo tajné písanie.

Vyplnil: žiak 7. ročníka

MKOU "Sonchinskaya stredná škola"

Baglaeva Alina Aleksandrovna

"Skôr či neskôr každá správna."

matematická myšlienka nachádza uplatnenie v tej či onej hmote.“

Alexej Nikolajevič Krylov(1863-1945) - ruský sovietsky matematik

Šifra „Tancujúci muži“

anglický spisovateľ Arthur Conan Doyle– majster dobrodružných detektívov neignoroval tému kryptografie

Objem CT vyšetrenie: šifry a ich využitie.

hypotéza: kryptografia je v modernej dobe nevyhnutná

sveta. Práca so šiframi je zábavná a obohacujúca.

Znalosť a využitie

pomáha šifra

klasifikovať informácie

nie je určený

pre outsiderov

• Zoznámte sa s kryptografiou; šifry, ich typy a vlastnosti.
• Ukážte niektoré súvislosti medzi matematikou a kryptografiou.
• Zoznámte sa s matematikmi, ktorí prispeli k histórii kryptografie.
• Určte príspevok ruských kryptografov k víťazstvu nad fašizmom.
• Identifikujte pomocou experimentov najjednoduchšie a najefektívnejšie metódy šifrovania.
• Prezentujte výsledky svojho výskumu pomocou IKT (prezentácia, brožúra).

Teoretické

Štúdium a analýza literatúry na túto tému

Praktické

Dotazník, experiment

História kryptografie siaha asi 4 tisíc rokov dozadu.

Zdôrazňuje to americký kryptograf L. D. Smith

kryptografia podľa veku

staršie ako egyptské

Použité

tajné písmo a písané rukou

pamiatky staroveku

Egypt. Šifrované tu

náboženské texty a

lekárske predpisy.

Etapy kryptografie

• kryptografia ako umenie;
• kryptografia ako remeslo;
• kryptografia ako nezávislá veda, z veľkej časti založená na matematike.

Základy kryptografie - kombinatorika

Prvky kombinatoriky:

• kombinácia,
• permutácie,

• umiestnenie.

Kombinatorické algoritmy:

• pravidlo násobenia
• vzorky,
• permutácií.

Metóda: prieskum.

Účastníci:

žiaci 6. - 8. ročníka

(19 ľudí)

Otázka 1: Viete, čo je šifra?

Otázka 2; Viete, čo je kryptografia?

Otázky 4 a 5: Chceli by ste sa dozvedieť o rôznych metódach šifrovania a chceli by ste sa naučiť šifrovať informácie?

Otázka 3: Skúšali ste niekedy zašifrovať text?

Záver

Väčšina študentov nevie nič o kryptografii, hoci pojem šifra im je známy a radi by sa dozvedeli viac o spôsoboch šifrovania informácií a, samozrejme, naučili sa šifrovať sami seba.

Experiment 1

Cieľ: dokázať, že písanie tajného listu s mliekom a cibuľou

možno šťava

Pomocou sympatického atramentu (mlieko, cibuľová šťava) môžete napísať tajný list a ochrániť dôležité informácie.

Experiment 2

Cieľ: šifrovať text pomocou

Cardano mriežky.

záver: Táto metóda sa ľahko používa, je však pomalšia a text sa nedá prečítať bez špeciálnej šifrovacej mriežky.

Experiment 3

Cieľ: Šifrovať text pomocou jednoduchej substitučnej šifry.

ABVGDEZHZIKLMNOPRSTUFHTSCHSHSHSHYYYUYA listy napísané v určitom poradí

PETSCHZhREANVOZTBSIUFGHLSHCHDYAYUKSHYM náhodne usporiadané písmená

"KRYPTOGRAFIA" - "VINSFBCHIPHNM"

záver: Táto metóda sa ľahko používa, ale bez znalosti kľúča sa text nedá prečítať.

Experimentujte 4

Cieľ: zašifrovať text pomocou šifry

jednoduchá náhrada - šifra POLYBIUS.

Šifra - text predstavuje

sú súradnice písmena

čistý text (číslo

číslo riadku a stĺpca

alebo naopak).

"POBEDA" - 55251335 312 3

záver: táto metóda sa ľahko používa

používať, ale bez znalosti

kľúč, text sa neprečíta.

Experimentujte 5

Cieľ: zašifrovať text pomocou šifry „Fencer“.

Prepíšte horný riadok a potom spodný tak, aby spodný bol pokračovaním horného.

MTMTKTSRTSNUAEAAAAAAAAK

záver:

Experimentujte 6

Cieľ: zašifrovať text pomocou magického štvorca

„ĎAKUJEM ZA VÍŤAZSTVO“ – „OAPE IPOS ABOB SUDS“

záver: Tento spôsob je veľmi jednoduchý na používanie, no bez znalosti kľúča sa text nedá prečítať.

Experimentujte 7

Cieľ: zašifrovať text pomocou permutačnej metódy pomocou vyrobeného citátu

Záver: tento spôsob preskupenia sa ľahko používa a text sa nedá prečítať bez špeciálneho zariadenia.

Výhody

Nedostatky- ľahké hacknutie

Staroveký grécky veliteľ Aeneas Taktika v 4. storočí pred Kr. navrhol zariadenie neskôr nazvané „Aeneas disk“.

Výhody- jednoduchosť a absencia chýb

Nedostatky- ľahké hacknutie

Vynález inžiniera Arthura Scherbiusa v roku 1918. Od roku 1926 sú nemecké ozbrojené sily a spravodajské služby vybavené týmto diskovým šifrovačom.

Jedným z najlepších domácich šifrovacích strojov na klasifikáciu textových informácií je 10-rotorový M-125 „Violet“

grécky filozof Aristoteles (384-322 pred Kr.) - autor metódy dešifrovania scitálu

Gerolamo Cardano (1501-1576) Taliansky matematik, filozof, lekár a vynálezca.

Leonhard Euler (1707-1783)

Isaac Newton

(1643-1727 )

Fourier Jean Baptiste Joseph

(1768-1837)

Carl Friedrich Gauss

(1777-1855)

Šifrovanie informácií v Rusku sa používa od vzniku štátu a prví kryptografi sa objavili za Ivana Hrozného (1530–1584). Kryptografia nadobudla osobitný význam za Petra I. Od roku 1921 viedol kryptografickú službu Gleb Ivanovič Bokij (1879–1937). V roku 1924 bol na základe 52 rôznych šifier vytvorený takzvaný „ruský kód“.

Počas druhej svetovej vojny bolo spracovaných viac ako 1,6 milióna šifrových telegramov, hoci dešifrovaciu a spravodajskú službu ZSSR tvorilo nie viac ako 150 ľudí.

Andrej Andrejevič Markov (1903-1979)

pracoval na problémoch matematickej logiky a iných. Jeho teorém o nenásobiacich sa skresľovacích šifrách zostáva aktuálny dodnes.

Andrej Nikolajevič Kolmogorov

(1903-1987)

V kryptografii boli použité jeho práce o teórii informácie a teórii pravdepodobnosti, jeho kritériá pre náhodnosť sekvencií, metóda „hádania“ na štúdium priemerného množstva informácií prenášaných rádiovou komunikáciou s otvoreným textom a iné.

Vladimír Aleksandrovič Kotelnikov

(1908-2005)

tvorca prvých domácich zariadení na šifrovanie rečových signálov, matematicky formalizoval požiadavky na silu šifier. Pod jeho vedením bola vyvinutá komplexná klasifikovaná výzbroj S-1 (Sobol) a o niečo neskôr Sobol-P.

Vladimír Jakovlevič Kozlov

(1914 - 2007)

Rozsah jeho vedeckých záujmov bol mimoriadne široký: teoretická a aplikovaná kryptografia, kódovacie metódy v kryptografii, vývoj a výskum vlastností šifrovacích zariadení a ďalšie odvetvia matematiky, ktoré sa aktívne zavádzali do domácej kryptografie.

Michail Spiridonovič Odnorobov (1910-1997)

Georgij Ivanovič Pondopulo

(1910-1996)

Michail Ivanovič Sokolov

(1914-1999)

a ďalšie.

Acrostic

Slávny dátum sa blíži,

Prečo ma tak bolí srdce?

Akoby dedkovia márne bojovali.

Ak niekde zarachotí zbraň.

Prečo chceme mier?

A vôbec nepotrebujeme vojnu.

Acrostic

Slávny dátum sa blíži,

Prečo ma tak bolí srdce?

Akoby dedkovia márne bojovali.

Ak niekde rachotí zbraň.

Prečo chceme mier?

A vôbec nepotrebujeme vojnu.

Kryptografia je jednou z najzaujímavejších a najrelevantnejších tém a hlavné metódy výskumu v kryptografii sú matematické .

V súčasnosti

kryptografia ako veda

sa vyvíja vysoko

tempo a moderné

spôsoby jeho ochrany priamo súvisia s programovaním a tvorbou rôznych

elektronické kódy

a šifry.

V dobe rozvoja informačných a telekomunikačných technológií je veľmi dôležité, aby každý vzdelaný mladý človek mal nielen

znalosti v tejto oblasti,

ale aj pocit zodpovednosti

za ich vlastníctvo.

"Kto vlastní informácie, vlastní svet."

príslovie

Praktická časť

Praktickou časťou tejto práce bolo vydanie brožúry „Secrets of Cryptography“.