Криптографічні методи захисту. Криптографія. Шифрування Методи криптографії презентація з інформатики

Класифікація шифрів та їх особливості

Криптографія

Роботу виконала: Артамонова Катерина гр.6409-ок

Предмет дослідження – криптографічні системи та різновиди шифрів

Ціль дослідження: вивчення криптографічних методів шифрування інформації

Завдання дослідження:

• Вивчити особливості різних криптографічних систем;
• Дослідити різновиди шифрів.

Методи дослідження: аналіз літератури, порівняння, узагальнення.

Криптографія як інструмент для забезпечення конфіденційності

Криптографія(від грец. κρυπτός - прихований і γράφω - пишу) - наука про методи забезпечення конфіденційності(Неможливості прочитання інформації стороннім) та автентичності(цілісності та справжності авторства, а також неможливості відмови від авторства) інформації.

Історія розвитку науки криптографії

Формально криптографія (з грецької - «таємнопис») визначається як наука, що забезпечує таємність повідомлення.

Історія криптографії налічує близько 4 тисяч років. Як основний критерій періодизації криптографії можна використовувати технологічні характеристики використовуваних методів шифрування:

1.Перший період(3 тис. до зв. е.)

Моноалфавітні шифри

Основний принцип - заміна алфавіту вихідного тексту іншим алфавітом через заміну літер іншими літерами чи символами

2.Другий період(IX століття на Близькому Сході(Ал-Кінді) та XV століття у Європі(Леон Баттіст Альберті) - початок XX століття) -поліалфавітні шифри.

Леон Баттіст Альберті

3.Третій період(з початку та до середини XX століття) - впровадження електромеханічних пристроїв у роботу шифрувальників.

Продовження використання поліалфавітних шифрів.

4.Четвертий період -з 50-х до 70-х років XX ст.- Перехід до математичної криптографії. Діяльність Шеннона з'являються суворі математичні визначення кількості інформації, передачі, ентропії, функцій шифрування.

Клод Шеннон

5.Сучасний період(з кінця 1970-х років до нашого часу) зародження та розвиток нового напряму -криптографія з відкритим ключем.

Також відома інша періодизація історії криптографії:

1.Еней Тактикнаписав перша наукова праця про криптографію.

Широко відомий шифр «Скитала» - Спартою проти Афін у V столітті до н. е.

2. Середньовіччя

-Кодекс Copiale- витончено оформлений рукопис з водяними знаками, не розшифрований повністю досі.

Кодекс Copiale

3.Епоха Відродження - золоте століття криптографії: її вивченням займався Френсіс Бекон, який запропонував двійковий спосіб шифрування

Френсіс Бекон

4. Поява телеграфу- факт передачі перестав бути секретним.

5. Перша світова війна-криптографія стала визнаним бойовим інструментом.

6.Друга світова війна-Розвиток комп'ютерних систем. Використані шифрувальні машини ясно показали життєву важливість інформаційного контролю.

Wehrmacht Enigma («Енігма»)-

Шифрувальна машина Третього Рейху.

Turing Bombe («Бомба Тьюринга»)

Розроблений під керівництвом Алана Т'юрінга дешифратор.

Класифікація криптографічних систем

Криптосистеми загального використання

Криптосистеми обмеженого використання

1. По галузі застосування

2. За особливостями алгоритму шифрування

Одноключові

Двохключові

Заміни (підстановки)

Перестановки

Адитивні (гамування)

Детерміновані

Імовірнісні

Квантові

Комбіновані (складові)

3. За кількістю символів повідомлення

Поточні

4. За стійкістю шифру

нестійкі

практично стійкі

досконалі

Основні вимоги до криптосистем

• Складність та трудомісткість процедур шифрування та дешифрування;
• Тимчасові та вартісні витрати на захист інформації;
• Процедури шифрування та дешифрування;
• Кількість можливих ключів шифру;

• Надмірність повідомлень;
• Будь-який ключ із безлічі можливих;
• Незначна зміна ключа;
• Зашифровані повідомлення.

Шифр (від фр. chiffre"цифра" від араб. صِفْر‎‎, sifr«нуль») - будь-яка система перетворення тексту із секретом (ключом) задля забезпечення секретності переданої інформації.

Класифікація шифрів

Перестановки

Композиційні

Багатозначні

Однозначні

Симетричні

Асиметричні

Поточні

Одноалфавітні

Багатоалфавітні

Шифри гамування

Аффінний шифр

Афінний шифр - шифр простої заміни, що використовує як ключ два числа. Лінійна залежність афінного шифру може бути такою:

Шифр Цезаря

Заміна символів відкритого тексту згідно формулою,наприклад такий:

N-номер символу в алфавіті

INFORMATION LRISUQDWMDSR

Шифр танцюючих чоловічків

Перевага – завдяки стенографічним властивостям шифруванняможе написаний будь-де. Недолік – не забезпечує ні достатньої конфіденційності, ні автентичності.

П О Т І В О Я Д І Є

Шифр Віженера

За ключ шифру Віженера беруть слово (фразу), зручне для запам'ятовування, слово (кодова фраза) повторюється до того часу, поки рівним довжині повідомлення.

Таблиця Віженера

Щоб зашифрувати повідомлення шифром Віженера за допомогою таблиці Віженера, виберіть стовпець, що починається з першого символу відкритого тексту і рядок, що починається з першого символу ключа. На перетині цих стовпців і рядків буде першим символом шифрування.

Штрихові коди

Лінійний штрихкод

Штриховий код (штрихкод) - графічна інформація, що наноситься на поверхню, маркування або пакування виробів, що представляє можливість зчитування її технічними засобами - послідовність чорних та білих смуг або інших геометричних фігур.

Способи кодування інформації:

1.Лінійні

2.Двовимірні

Сфера застосування

• Збільшення швидкості проходження документообігу платіжних систем;
• Мінімізація помилок зчитування даних за рахунок автоматизації процесу;
• Ідентифікація працівників;
• Організація систем реєстрації часу;
• Уніфікація бланків для збирання різного виду даних;
• Спрощення складської інвентаризації;
• Контроль за наявністю та просуванням товарів у магазинах, забезпечення їх безпеки.

Основна перевага QR-коду - це легке розпізнавання обладнання, що сканує.

Висновок

1. Існує єдина класифікація криптографічних систем за різними параметрами, кожна з яких має свої відмінні риси, переваги та недоліки.

2.В світі величезна кількість шифрів, які у свою чергу можуть об'єднуватись у групи за окремими характеристиками.

3.Криптографія зараз актуальна, тому що захист інформації на сьогоднішній день є однією з найсерйозніших проблем людства в інформаційному суспільстві.

Джерела

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

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

• узагальнити та систематизувати знання основних понять: код, кодування, криптографія;
• познайомиться з найпростішими способами шифрування та їх творцями;
• відпрацьовувати вміння читати шифрування та шифрувати інформацію.

Розвиваючі:

• розвивати пізнавальну діяльність та творчі здібності учнів;
• формувати логічне та абстрактне мислення;
• розвивати вміння застосовувати отримані знання у нестандартних ситуаціях;
• розвивати уяву та уважність.

Виховні:

• виховувати комунікативну культуру;
• розвивати пізнавальний інтерес.

Слайд 1. « Основи криптографії »

Останнім часом все більше уваги приділяють забезпеченню безпеки комунікацій, зберігання даних, конфіденційності доступу до даних та подібних аспектів. Пропонуються численні рішення як на апаратному рівні, так і на рівні програмного забезпечення.

Зазначимо, що використання шифрування даних не гарантує конфіденційності цих даних. Найпростішим прикладом є перехоплення зашифрованого повідомлення, визначення блоку/блоків, відповідних часу відсилання, і використання цього ж зашифрованого повідомлення, але з іншим часом відсилання. Цей прийом може бути використаний для фальсифікації повідомлень між банками, наприклад, для переказу сум грошей на рахунок зловмисника.

Криптографія лише надає алгоритми та деякі прийоми для аутентифікації клієнта та шифрування інформації. А як узагалі з'явилося шифрування?

Слайд 2

Криптографія(від др.-грец. κρυπτ?ς - прихований і γρ?φω - пишу) - (неможливості прочитання інформації стороннім) та автентичності(цілісності та справжності авторства, а також неможливості відмови від авторства) інформації.

Слайд 3.

Криптоаналіз(від др.-грец. κρυπτ?ς — прихований та аналіз) — наука про методи розшифрування зашифрованої інформації без призначеного для такого розшифрування ключа.

Найбільш відомими шифрами є:

Слайд 4: Шифр блукала

Лікург - цар Спарти з роду Евріпонтідов, який правив у 220 - 212 до н. е.

У криптографії блукала(або циталавід грецької σκυτ?λη , жезл), відомий також як шифр Стародавньої Спарти, являє собою прилад, що використовується для здійснення перестановочного шифрування, складається з циліндра та вузької смужки пергаменту, що обмотується навколо нього спіралі, на якій писалося повідомлення. Античні греки та спартанці зокрема використовували цей шифр для зв'язку під час військових кампаній.

Слайд 5: Шифр Цезаря

Гай Юлій Цезар (100 рік до н. е. - 44 роки до н. е.) - давньоримський державний і політичний діяч, диктатор., полководець, письменник.

Шифр Цезаря, також відомий, як шифр зсуву, код Цезаряабо зсув Цезаря— один із найпростіших і найвідоміших методів шифрування.

Слайд 6: Франсуа? Віє?т

Франсуа? Вієт (1540 - 1603) - французький математик, основоположник символічної алгебри.

При королівському дворі Франсуа Вієт виявив себе як талановитий фахівець із розшифрування складних шифрів (таємнопису), якими користувалася інквізиторська Іспанія у війні проти Франції. Завдяки своєму складному шифру войовнича Іспанія могла вільно зноситися з противниками французького короля навіть усередині Франції, і це листування весь час залишалося нерозгаданим.

Як і слід було очікувати, після розшифровки французами перехоплених іспанських секретних донесень іспанці стали зазнавати однієї поразки за іншим. Іспанці довго дивувалися з приводу несприятливого для них перелому у військових діях. Зрештою, із таємних джерел їм стало відомо, що їхній шифр — для французів уже не секрет і винуватець його розшифровки — Франсуа Вієт. Іспанська інквізиція оголосила Вієта боговідступником і заочно засудила вченого до спалення на багатті, проте виконати свій варварський план не змогла.

Слайд №7: Джон Валліс

У широке вживання термін "криптографія" ввів англійський математик, один із попередників математичного аналізу як науки, Джон Валліс.

В 1655 Валліс видав великий трактат «Арифметика нескінченного» , де ввів придуманий ним символ нескінченності. У книзі він сформулював строго визначення межі змінної величини, продовжив багато ідей Декарта, вперше ввів негативні абсциси, обчислив суми нескінченних рядів — по суті інтегральні суми, хоча поняття інтеграла тоді ще не було.

Слайд №8: Леон Батіста Альберті

Батіста Альберті, італійський архітектор, скульптор, теоретик мистецтва, художник та музикант. Він здійснив революційний прорив у європейській криптографічній науці у XV столітті. В області криптографії заслугою Альберті стали 25 сторінковий «Трактат про шифри» - він опублікував першу в Європі книгу, присвячену криптоаналізу, і винайшов пристрій, що реалізує шифр багатоалфавітної заміни, що отримав назву «Альберті диск».

Слайд №9: Вільям Фрідман

Американський криптограф, один із основоположників сучасної наукової криптографії. Під час Першої світової війни Фрідман служив в американській криптографічній службі, у тому числі дешифрувальником. Крім криптоаналітичної роботи, Фрідман займався викладанням курсу криптографії для армійських офіцерів. До 1918 року їм було підготовлено цикл із восьми лекцій для слухачів. Всього Фрідман написав 3 підручники з військової криптографії та ряд наукових праць з аналізу кодів та шифрів, також їм розроблено 9 шифрмашин. Фрідман продемонстрував ефективність теоретико-імовірнісних методів під час вирішення криптографічних завдань. Брав участь у розробці та оцінці стійкості низки американських шифраторів. Напередодні та під час Другої світової війни досяг значних успіхів у дешифруванні японських повідомлень.

Слайд №10: Види шифрів

Таким чином, основними видами шифрів є:

• одноалфавітна заміна
• багатоалфавітна заміна

Слайд 11: Одноалфавітна заміна

Одноалфавітна заміна - Це система шифрування, в якій для приховування букв відкритого повідомлення використовується єдиний шифралфавіт.

У Європі до початку XV ст. як спосіб маскування інформації найчастіше застосовувалися одноалфавітні шифри. При одноалфавітній заміні як еквіваленти можуть також використовуватися особливі символи або цифри. В одноалфавітному шифрі буква може замінюватися на букву; у ньому буква може передаватися кількома еквівалентами.

Слайд 12:

Шифр зсуву (Шифр Цезаря)

Однією з ранніх і найпростіших різновидів шифру, у якому використовується заміна літер, є шифр заміни Цезаря. Цей шифр носить ім'я Гая Юлія Цезаря, який користувався ним для шифрування повідомлень під час своїх успішних військових компаній у Галлії (на території, що охоплює сучасну Францію, Бельгію, частина Нідерландів, Німеччини, Швейцарії та Італії).

Алфавіт відкритого тексту: А Б В Г Д Е Й З І Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ь Ь Я

Шифралфавіт: Д Д І Ї Ж З І Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ь Ь Ь Я А Б В

Слайд 13: Багатоалфавітна заміна

Багатоалфавітна заміна - це спосіб утворення шифру з використанням декількох алфавітів заміни.

Такий спосіб дозволяє криптографам приховувати слова та пропозиції свого вихідного повідомлення серед значень кількох рівнів букв.

Слайд 14:

Ця таблиця стала однією з перших геометричних фігур, що використовуються для розміщення в ній алфавітів, чисел і символів з метою шифрування, і важливим кроком вперед, оскільки показувала всі свої шифралфавіти одночасно.

Тритемій назвав свій метод «квадратною дошкою», оскільки 24 літери алфавіту розташовувалися у квадраті, що містить 24 рядки. Тут показано частину цієї таблиці.

Таблиця виходить шляхом зсуву звичайного алфавіту в кожному наступному рядку на одну позицію вліво. Літери iі j, так само як іі v, вважалися ідентичними. Цю операцію можна було б з повною підставою назвати найпершим послідовним ключем,завдяки якому по черзі використовується кожен алфавіт, перш ніж якийсь із них з'явиться повторно.

Криптографічні переваги багатоалфавітних шифрів та послідовного ключа сприяли широкому поширенню цього способу шифрування.

Слайд 15:

З 1991 р. Інститут криптографії, зв'язку та інформатики Академії ФСБ

Російської Федерації проводить щорічні олімпіади з криптографії та

математики для школярів м. Москви та Підмосков'я. До вашої уваги пропонується одне із завдань олімпіади:

Дано зашифроване повідомлення:

Знайдіть вихідне повідомлення, якщо відомо, що шифр-перетворення полягало в наступному. Нехай коріння тричлена - . До порядкового номера кожної літери в стандартному російському алфавіті (33 літери) додавалася значення багаточлена, обчислене або при, або при (у невідомому нам порядку), а потім отримане число замінювалося відповідною йому літерою.

Слайд 16: Рішення завдання.

Легко бачити, що .

Звідси – коріння багаточлена

Отримуємо

Відповідь: ТАК ТРИМАТИ

Слайд 17. ДЯКУЮ ЗА УВАГУ!

Перегляд вмісту документа
«основи криптографії»

Криптографія (від др.-грец. κρυπτός - прихований і γράφω - пишу) - наука про методи забезпечення конфіденційності (Неможливості прочитання інформації стороннім) та автентичності (цілісності та справжності авторства, а також неможливості відмови від авторства) інформації.

Шифр блукала

Лікург - цар Спарти

з роду Евріпонтидів,

правив

у 220 – 212 до н. е .

Шифр Цезаря

Гай Юлій Цезар

(100 - 4 4 р. до зв. е.) -

давньоримська

державний та

політичний діяч,

диктатор . , полководець,

письменник.

Франсуа Вієт

Франсуа Вієт (1540 – 1603) -

французький математик,

засновник

символічні алгебри.

Джон Валліс

1616 – 1703 рр .

Англійська

математик, один із попередників

математичного аналізу

Леон Батіста Альберті

1402 – 1470 рр .

Італійський архітектор, скульптор, теоретик мистецтва, художник та музикант

Вільям Фрідман

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

Американський криптограф, який називається «батьком американської криптології»

• одноалфавітна заміна
• багатоалфавітна заміна

Одноалфавітна заміна

Одноалфавітна заміна - це система шифрування, у якій приховування букв відкритого повідомлення використовується єдиний шифр алфавіт.

• Алфавіт відкритого тексту: А Б В Г Д Е Й З І Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ь Ь Я
• Шифралфавіт: Г Д І Ї З Д І Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ь Ь Ь Я А Б В

Багатоалфавітна заміна

Багатоалфавітна заміна – це спосіб утворення шифру з використанням кількох алфавітів заміни.

Рішення завдання:

Літера ш.с.

Номер

Номер

Літера о.с

1 слайд

* МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ РЕСПУБЛІКИ БАШКОРТОСТАН ДЕРЖАВНИЙ БЮДЖЕТНИЙ ПРОФЕСІЙНИЙ ОСВІТНИЙ ЗАКЛАД КУШНАРЕНКІВСЬКИЙ БАГАТОПРОФІЛЬНИЙ ПРОФЕСІЙ

2 слайд

Зміст Основна схема криптографії Категорії криптографії Ключі, що використовуються в криптографії Шенноновська теорія секретності Симетричні криптосистеми Симетричні криптосистеми: труднощі Відомі симетричні криптосистеми Симетричні криптосистеми: приклади Симетричні криптосистеми метричні криптосистеми: основні властивості Відомі асиметричні криптосистеми Висновок Список литературы *

3 слайд

4 слайд

5 слайд

6 слайд

* Шеннонівська теорія секретності Теорема Шеннона: Для того, щоб криптографічна схема була абсолютно секретною, секретний ключ повинен бути випадковим і довжина ключа повинна бути принаймні довжиною відкритого тексту. Клод Шеннон

7 слайд

8 слайд

* Симетричні криптосистеми: труднощі Для шифрування та дешифрування використовується загальний ключ. І передавач, і одержувач мають знати спільний ключ. Загальний ключ має бути переданий другим секретним каналом зв'язку. Створення та передача довгого секретного ключа. Непрактичні для великої кількості передавачів та одержувачів.

9 слайд

* Відомі симетричні криптосистеми Відомі симетричні криптосистеми: DES, AES. DES: розроблений фірмою IBM уряду США. Національний стандарт шифрування США у 1977-2000 роках. AES: створений Дейманом та Рейманом у Бельгії. Національний стандарт шифрування США із 2000 року.

10 слайд

Симетричні криптосистеми: приклади Шифр ​​Цезаря: побудований алгоритмом: читати четверту букву замість першої, тобто. ключ дорівнює 3. У шифрі Цезаря ключ дорівнює 3 (величині зсуву літер алфавіту). Приклад: Відкритий текст: meet me at central park Шифр: phhw ph dw fhqwudo sdun Брак криптосистеми: легко розкрити шифр *

11 слайд

Симетричні криптосистеми: шифр Віженера записати під послідовністю цифр відкритого тексту послідовність цифр ключа, при цьому послідовність цифр ключа записати необхідну кількість разів, скласти попарно ці дві послідовності, при цьому якщо сума дорівнює або більше 26, то відняти 26. Замінити отримані цифри літерами англійської мови згідно з пунктом 1. *

12 слайд

Симетричні криптосистеми: шифр Віженера Відповідно до алгоритму ключ cipher замінюється послідовністю цифр (2,8,15,7,4,17), згідно з алгоритмом відкритий текст meet me at central park замінюється послідовністю цифр (12,4,4,19,12,4 ,0,19,2,4,13,19,17,0,11,15,0,17,10), як шифр вихідного відкритого тексту отримаємо послідовність omtaqvcbrlrmtiaweim. *

13 слайд

14 слайд

* Асиметричні криптосистеми Ідея асиметричних криптосистем вперше була запропонована в 1976 Діффі і Хеллманом на національній комп'ютерній конференції як спосіб вирішення зазначених вище труднощів симетричних криптосистем. Це один із важливих винаходів в історії секретної комунікації: Мерклі, Хеллман, Діффі

15 слайд

* Асиметричні криптосистеми: основні ідеї Приймач (Боб): публікує свій відкритий ключ та алгоритм шифрування, зберігає у секреті відповідний секретний ключ. Передавач (Аліса): із довідника бере відкритий ключ та алгоритм шифрування Боба, шифрує повідомлення, використовуючи відкритий ключ та алгоритм шифрування Боба, посилає шифр Бобу.

16 слайд

Асиметричні криптосистеми: основні властивості Для шифрування та дешифрування використовуються різні ключі. Для шифрування повідомлень використовується відкритий ключ, який є доступним. Для дешифрування повідомлень використовується закритий ключ, секретний. Знання відкритого ключа не дозволяє визначити закритий ключ. *

17 слайд

Відомі асиметричні криптосистеми Відомі криптосистеми з відкритим ключем: RSA, ElGamal, McEliece. Криптосистема RSA (творці: Р. Рівест, А. Шамір та Л. Адлеман (1977 р.)) – одна з надійних криптосистем. * Шамір, Рівест та Адлеман

18 слайд

Висновок У цій темі я дізнався, що в криптографії бувають дві категорії Симетричні та Асиметричні. Так само я дізнався, що ідея асиметричних криптосистем вперше була запропонована в 1976 році Діффі і Хеллманом на національній комп'ютерній конференції як спосіб вирішення труднощів симетричних криптосистем. Це один із важливих винаходів в історії секретної комунікації. Теорема Шеннона: Для того, щоб криптографічна схема була абсолютно секретною, секретний ключ повинен бути випадковим і довжина ключа повинна бути принаймні довжиною відкритого тексту. Відомі криптосистеми з відкритим ключем: RSA, ElGamal, McEliece. Криптосистема RSA (творці: Р. Рівест, А. Шамір та Л. Адлеман (1977 р.)) – одна з надійних криптосистем *

20 слайд

Список літератури 6. Конєєв І. Р., Бєляєв А. В. Інформаційна безпека підприємства.-СПб.: БХВ-Петербург, 2003. - 752с.: іл. 7. Мелюк А. А., Пазізін С. В., Погожин Н. С. Введення на захист інформації в автоматизованих системах. -М.: Гаряча лінія - Телеком, 2001. - 48с.: іл. 8. Оглтрі Т. Практичне застосування міжмережевих екранів: Пров. з англ.-М.: ДМК Прес, 2001. - 400с.: іл. 9. Мережеві операційні системи/В. Г. Оліфер, Н. А. Оліфер. - СПб.: Пітер, 2002. - 544с.: Іл. 10. Соколов О. В., Степанюк О. М. Захист від комп'ютерного тероризму. Довідковий посібник. - СПб.: БХВ - Петербург, Арліт, 2002. - 496с.: іл. *

КлючКЛЮЧ
Ключ – параметр шифру, що визначає
вибір конкретного перетворення даного
тексту.
У сучасних шифрах алгоритм
шифрування відомий, та криптографічна
стійкість шифру повністю визначається
секретністю ключа (Принцип Керкгоффса).

Шифрування -застосування
криптографічного перетворення
відкритого тексту на основі алгоритму та
ключа
шифрований текст.
Розшифровування – процес нормального
застосування криптографічного
перетворення шифрованого тексту на
відкритий.

Види тексту

ВИДИ ТЕКСТА
Відкритий (початковий) текст - дані
передані без використання
криптографії.
Закритий (шифрований) текст - дані,
отримані після застосування
криптосистеми із зазначеним ключем.

Історія криптографії

ІСТОРІЯ КРИПТОГРАФІЇ
Способи таємного листування були придумані
незалежно у багатьох древніх державах,
таких як Єгипет, Греція та Японія.

Перші приклади криптографії

татуювання

ТАТУЮВАННЯ
Геродот (484 до н. е. – 425 до н. е.)
Татуювання, зроблене на обритій
голові раба, прихована під
відрослим волоссям.

Блукала (шифр Стародавньої Спарти)

СКИТАЛА (ШИФР СТАРОДАВНЬОГО СПАРТИ)
Вперше блукала згадується грецькою
поетом Архілохом.
Скитала – це дерев'яний циліндр.
(Від грец. Σκυτάλη - жезл)
Для криптосвязі потрібно два циліндри (одна
скидала у того, хто буде відправляти повідомлення,
інша - у адресата.
Діаметр обох має бути
строго однаковим.

Принцип шифрування

ПРИНЦИП ШИФРУВАННЯ
1
4
Надсилання одержувачу
3
2

біблія

Біблія
Книга пророка Єремії (22,23): "... а цар
Сессаха вип'є після них.
Мовою оригіналу ми маємо слово
Вавилон.

Атбаш

АТБАШ
Початковий текст:
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
Зашифрований текст:
ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA

диск із шифротекстом Альберті

ДИСК З ШИФРОТЕКСТОМ АЛЬБЕРТІ
Леон Баттіста Альберті
(1404-1472)
«Трактат про шифри»
Перша буква шифрується за
першому шифроалфавіту,
друга за другим і т.д.

грати Кардану

РЕШИТКА 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».

Петро та Модест Чайковські

ПЕТР І МОДЕСТ ЧАЙКІВСЬКІ
Заміна кожної голосної російської на
іншу голосну, кожною згодною - на іншу
приголосну:
«шир-пір ю пяпюжги зелемьгий гесриг»
замість:
«Жив-був у бабусі сіренький
козлик».

Шифр Віженера

ШИФР ВІЖЕНЕРА
Ключ - ABC

Література про криптографію

ЛІТЕРАТУРА ПРО КРИПТОГРАФІЮ
«Трактат про шифри», Габріель де Лавінд
«Енциклопедія всіх наук», Шехаба
Калкашанді (методи засекречування
змісту листування)
«Інтеллідженс сервіс», Олівер Кромвель
(розділ з дешифрування)
«Військова криптографія», Огюст Кергоффс
…

Шифр

ШИФР
(Від араб. ص ْفر
ِ ,ṣifr «нуль», фр. chiffre "цифра";
споріднене слово цифра)
Шифр – сукупність алгоритмів
криптографічних перетворень.

Шифр
симетричний
асиметричний

класичні види шифрування

КЛАСИЧНІ ВИДИ ШИФРУВАННЯ

проста заміна

ПРОСТА ЗАМІНА
а б у г д е ... я
1 2 3 4 5 6 ... 33
Або:
A b c d t f ...
! @ # $ % *...
Приклад:
33 9 29 12 16 9 15 1 15 10 6
МОВИЗНАННЯ

Перестановний вигляд

ПЕРЕСТАНЮВАЛЬНИЙ ВИГЛЯД
Літери повідомлення переставляються:
"допоможи мені"
«прийду у вівторок»
«поміг нме»
«рпдіу ов твроінк»

Заміщаючий вигляд

ЗАМІЩНИЙ ВИГЛЯД
Заміни кожної літери наступної за нею
алфавіту:
"дуже швидко"
«пшжои в'тусп»
"good bye"
”hppe czf”

Шифр цезаря

ШИФР ЦЕЗАРЯ
Н
о п Рс ...
Юлій Цезар використовував шифр зі
усуненням 3 при зв'язку зі своїми
полководцями під час воєнних кампаній.

Криптографія та інші науки

КРИПТОГРАФІЯ ТА ІНШІ НАУКИ
До XX століття криптографія мала справу лише з
мовознавчими зразками.
Зараз:
використання математики
частина інженерної справи
застосування у криптографії квантової
фізики

КРИПТОГРАФІЯ
СТІЙКА
СЛАБА

Криптографічна атака

КРИПТОГРАФІЧНА АТАКА
Криптографічна атака – результати
криптоаналіз конкретного шифру.
Успішна
криптограф.
атака
злом
розтин

Роторна криптомашина Enigma

РОТОРНА КРИПТОМАШИНА ENIGMA
Перша шифрувальна
авто.
Використовувалася
німецькими військами
з кінця 1920-х років до
кінця Другої світової
війни.

Ротор у розібраному вигляді
1. кільце з виїмками
2. маркуюча точка
3. для контакту "A"
4. алфавітне кільце
5. залужені контакти
6. електропроводка
7. штирьові контакти
8. пружинний важіль для
9. налаштування кільця
10. втулка
11. пальцеве кільце
12. храпове колесо

Ротори Енігми у зібраному стані

РОТОРИ ЕНІГМИ У ЗІБРАНОМУ СТАНІ

Приклади шифрування Енігми

ПРИКЛАДИ ШИФРУВАННЯ ЕНІГМИ
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

Німецька криптомашина Lorenz

НІМЕЦЬКА КРИПТОМАШИНА LORENZ

Криптоаналіз

КРИПТОАНАЛІЗ
Криптоаналіз - наука про методи отримання
вихідного значення зашифрованої
інформації, не маючи доступу до секретної
інформації (ключу), необхідної для цього.
(Вільям Ф. Фрідман, 1920)

Криптоаналітик - людина, яка створює і
застосовує методи криптоаналізу.

криптологія

КРИПТОЛОГІЯ
Криптологія - наука, що займається методами
шифрування та дешифрування.

сучасна криптографія

СУЧАСНА КРИПТОГРАФІЯ
Включає в себе:
асиметричні криптосистеми
системи електронного цифрового підпису
(ЕЦП) хеш-функції
управління ключами
отримання прихованої інформації
квантову криптографію

Сучасна криптографія

СУЧАСНА КРИПТОГРАФІЯ
Поширені алгоритми:
симетричні DES, Twofish, IDEA, та ін;
асиметричні RSA та Elgamal
хеш-функцій MD4, MD5, ГОСТ Р 34.11-94.

Список виробників, які використовують мікроточки:

СПИСОК ВИРОБНИКІВ, ЩО ВИКОРИСТОВУЮТЬ
МІКРОТОЧКИ:
Audi
BMW в Австралії
Mitsubishi Ralliart
Porsche
Subaru
Техмашимпорт (Techmashimport) у Росії
Toyota

Цифрові водяні знаки

ЦИФРОВІ ВОДЯНІ ЗНАКИ
Цифровий водяний знак – це спеціальна
мітка, що вбудовується в цифровий контент з
метою захисту авторських прав.

Актуальність шифрування сьогодні

АКТУАЛЬНІСТЬ ШИФРУВАННЯ СЬОГОДНІ
широке використання World Wide Web
поява сучасних надпотужних
комп'ютерів

розширилася сфера застосування
комп'ютерних мереж
можливість дискредитації шифрових
систем, які ще вчора вважалися абсолютно
безпечними

Засоби захисту інформації сьогодні

ЗАСОБИ ЗАХИСТУ ІНФОРМАЦІЇ СЬОГОДНІ

Список літератури

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
Практична криптографія, А.В.Аграновський
Англо-російський словник-довідник з криптографії
Алгоритми шифрування, С. Панасенко
Словник криптографічних термінів, Погорєлова
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 - це система умовних

знаків для секретного

листи, що читається з

за допомогою ключа.

Криптографія -

слово грецьке,

у перекладі означає

таємне, приховане

(крипто)

лист (графія),

або тайнопис.

Виконала: учня 7 класу

МКОУ «Сончинська ЗОШ»

Баглаєва Аліна Олександрівна

«Рано чи пізно будь-яка правильна

математична ідея знаходить застосування у тій чи іншій справі».

Олексій Миколайович Крилов(1863-1945) - російський радянський математик

Шифр «Танцюючі чоловічки»

англійський письменник Артур Конан Дойль– майстер пригодницьких детективів не залишив поза увагою тему криптографії

Об'є кт дослідження: шифри та їх використання.

Гіпотеза: криптографія необхідна в сучасному

світі. Займатися шифрами цікаво і корисно.

Знання та використання

шифру допомагає

засекретити інформацію,

не призначену

для сторонніх

• Познайомитись із криптографією; шифрами, їх видами та властивостями.
• Показати деякі зв'язки між математикою та криптографією.
• Познайомитися з математиками, які зробили свій внесок у історію криптографії.
• Визначити внесок російських криптографів у перемогу над фашизмом.
• Виявити в ході експериментів найпростіші та ефективніші способи шифрування.
• Оформити результати своїх досліджень за допомогою ІКТ (презентація, буклет).

Теоретичний

Вивчення та аналіз літератури на цю тему

Практичні

Анкетування, експеримент

Історія криптографії налічує близько 4 тисяч років.

Американський криптограф Л. Д. Сміт наголошує, що

криптографія за віком

старше за єгипетські

Використовувалася

тайнопис та в рукописних

пам'ятниках Стародавнього

Єгипту. Тут шифрувалися

релігійні тексти та

Медичні рецепти.

Етапи криптографії

• криптографія як мистецтво;
• криптографія як ремесло;
• криптографія як самостійна наука, що багато в чому спирається на математику.

Основи криптографії – комбінаторика

Елементами комбінаторики:

• поєднання,
• перестановки,

• розміщення.

Алгоритми комбінаторики:

• правило множення,
• вибірки,
• перестановки.

Метод: анкетування.

Учасники:

учні 6 – 8 класів

(19 осіб)

Питання 1:Ви знаєте, що таке шифр?

Питання 2;Чи знаєте ви, що таке криптографія?

Питання 4 та 5:Чи хотілося б дізнатися про різні методи шифрування і хотіли б ви навчитися шифрувати інформацію?

Питання 3:Чи пробували ви коли-небудь зашифрувати текст?

Висновок

Більшість учнів про криптографію нічого не знають, хоча поняття шифр їм знайоме і їм хотілося б дізнатися більше про способи шифрування інформації і, звичайно, навчитися шифрувати самим.

Експеримент 1

Мета: довести, що написання секретного листа молоком та цибульним

соком можливо

за допомогою симпатичних чорнил (молока, цибульного соку) можна написати секретний лист та захистити важливу інформацію.

Експеримент 2

Мета: зашифрувати текст за допомогою

грати Кардано.

Висновок:даний метод простий у використанні, але повільніший і без спеціальної шифр-решітки текст не прочитується.

Експеримент 3

Ціль: зашифрувати текст за допомогою шифру простої заміни.

АБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩИЕЮЯ літери, записані у визначеному порядку

ПЕЦЧЖРЕАНВОЗТБСІУФГХЛЩДЯЯКШИМ довільно переставлені літери

"КРИПТОГРАФІЯ" - "ВІНСФБЧИПХНМ"

Висновок:Цей метод простий у використанні, але, без знання ключа, текст не прочитується.

Експеримент 4

Ціль: зашифрувати текст за допомогою шифру

простий заміни-шифру ПОЛІБІЯ.

Шифр - текст репрезентує

собою координати літери

відкритого тексту (номер

рядки та номер стовпця

або навпаки).

«ПЕРЕМОГА» - 55251335 312 3

Висновок:даний метод простий у

використання, але, без знання

ключа, текст не прочитується.

Експеримент 5

Мета: зашифрувати текст за допомогою шифру «Штакетник»

Переписують верхній ряд, а потім нижній, щоб нижній був продовженням верхнього.

МТМТКЦРЦНУАЕАІААІААК

Висновок:

Експеримент 6

Ціль: зашифрувати текст за допомогою магічного квадрата

«ДЯКУЮ ЗА ПЕРЕМОГУ» – «ОАПЕ ІПОЗ АБОБ СУДС»

Висновок:Цей метод дуже простий у використанні, але, без знання ключа, текст не прочитується.

Експеримент 7

Ціль: зашифрувати текст методом перестановки за допомогою виготовленої сцитали

Висновок: цей метод перестановки простий у використанні та без спеціального приладу текст не прочитується.

Переваги

Недоліки- легко зламується

Давньогрецький полководець Еней Тактика у IV столітті до н. запропонував пристрій, названий згодом "диском Енея".

Переваги- простота та відсутність помилок

Недоліки- легко зламується

Винахід інженера Артура Шербіуса 1918 року. Цим дисковим шифратором з 1926 року стали оснащуватися збройні сили та спецслужби Німеччини.

Одна з найкращих вітчизняних шифрмашин для засекречування текстової інформації – 10-роторна М-125 «Фіалка»

Грецький філософ Аристотель (384-322 до н.е.) – автор способу дешифрування сцитали

Джероламо Кардано (1501-1576) італійський математик, філософ, лікар та винахідник.

Леонард Ейлер (1707-1783)

Ісаак Ньютон

(1643-1727 )

Фур'є Жан Батіст Жозеф

(1768-1837)

Карл Фрідріх Гаус

(1777-1855)

Шифрування інформації у Росії використовувалося з становлення держави, а перші криптографи з'явилися за Івана Грозного (1530–1584). Особливого значення криптографія набула за Петра I. З 1921 року криптографічну службу очолив Гліб Іванович Бокий (1879-1937). У 1924 році на основі 52 різних шифрів було створено так званий "російський код".

За період ВО війни оброблено понад 1,6 мільйонів шифротелеграм, хоча на дешифровально-розвідувальній службі СРСР перебувало не більше 150 осіб

Андрій Андрійович Марков (1903-1979)

займався проблемами математичної логіки та іншими. Досі залишається актуальною його теорема про шифри спотворень, що не розмножують.

Андрій Миколайович Колмогоров

(1903-1987)

У криптографії знайшли застосування його роботи з теорії інформації та теорії ймовірностей, його критерії випадковості послідовностей, метод “відгадування” з дослідження середньої кількості інформації, що передається буквою відкритого тексту радіозв'язку та інші

Володимир Олександрович Котельников

(1908-2005)

автор перших вітчизняних апаратів для шифрування мовного сигналу, математично формалізував вимоги до стійкості шифрів. Під його керівництвом була розроблена складна апаратура, що засекречує, С-1 («Соболь»), трохи пізніше «Соболь-П».

Володимир Якович Козлов

(1914 - 2007)

Коло його наукових інтересів було виключно широке: теоретична та прикладна криптографія, методи кодування в криптографії, розробка та дослідження властивостей шифрапаратури та інші розділи математики, які активно впроваджувалися у вітчизняну криптографію

Михайло Спіридонович Одноробов (1910-1997)

Георгій Іванович Пондопуло

(1910-1996)

Михайло Іванович Соколов

(1914-1999)

та інші.

Акростих

Наближається славна дата,

Чому ж так серце болить?

Наче діди билися даремно.

Якщо десь гармата гримить.

До чого нам хочеться миру,

А війна нам зовсім не потрібна.

Акростих

П рибліжається славна дата,

Чого ж так серце болить?

Ніби діди билися даремно.

Якщо десь знаряддя гримить.

До чого ж нам хочеться світу,

А війна нам зовсім не потрібна.

Криптографія - одна з найцікавіших і актуальних тем, і основними методами дослідження в криптографії є ​​математичні .

В даний час

криптографія як наука

розвивається високими

темпами та сучасні

методи її захисту безпосередньо пов'язані з програмуванням та створенням різних

електронних кодів

та шифрів.

В епоху розвитку інформаційних та телекомунікаційних технологій дуже важливо, щоб кожна освічена молода людина мала не тільки

знання у цій галузі,

але й відчував міру відповідальності

за володіння ними.

"Хто володіє інформацією, той володіє світом".

приказка

Практична частина

Практичною частиною цієї роботи став випуск буклету «Таємниці криптографії».