Основные термины и определения криптографии

Криптография дает возможность преобразовать исходную информацию таким образом, что ее восстановление возможно только при знании ключа.

Некоторые основные понятия и определения.

Алфавит - законченное множество используемых для кодирования информации символов.

Текст - упорядоченный последовательность из символов алфавита.

В качестве примеров алфавитов, используемых в современных ИС можно привести следующие:

• алфавит Z₃₃ - 32 буквы русского алфавита и пробел;

• алфавит Z₂₅₆ - символы, входящие в стандартные кодировки ASCII и КОИ-8;

• бинарный алфавит - Z₂ = {0,1};

• восьмеричный алфавит или шестнадцатеричный алфавит;

Шифрование - процесс преобразования исходного текста (который носит также название открытого текста) в зашифрованный.

Дешифрование - обратный шифрованию процесс. На основе ключа зашифрованный текст преобразуется в исходный.

Ключ - информация, необходимая для беспрепятственного шифрования и дешифрования текстов.

Криптографическая система представляет собой семейство T преобразований открытого текста. Составные этого семейства индексируются, или обозначаются символом k; параметр k является ключом. Пространство ключей K - это набор возможных значений ключа. Обычно ключ представляет собой последовательный ряд букв алфавита.

Криптографичекие системы делят на симметричные и ассиметричные(шифрование с открытым ключом) .

В симметричных криптосистемах и для шифрования, и для дешифрования используется один и тот же ключ.

В системах с открытым ключом используются два ключа - открытый и закрытый, которые математически связаны друг с другом. Содержание шифруется при помощи открытого ключа, который находится в свободном доступе, а расшифровывается при помощи закрытого ключа, известного только адресату сообщения.

Понятия распределение ключей и управление ключами относятся к процессам системы обработки информации, содержанием которых является составление и распределение ключей между пользователями.

Цифровой подписью является присоединенное к тексту его криптографическое преобразование, которое позволяет при получении текста другим пользователем проверить авторство и подлинность сообщения.

Криптостойкостью является характеристика шифра, определяющая его стойкость к дешифрованию без наличия ключа (криптоанализу). Существует несколько факторов криптостойкости, например:

• общее количество всех возможных ключей;

• среднее время, необходимое для дешифрования сообщения.

Преобразование T_k определяется соответствующим алгоритмом и значением параметра k. Эффективность шифрования с целью защиты информации зависит от сохранения тайны ключа и криптостойкости шифра.

Процесс криптографического закрытия данных может осуществляться как программно, так и аппаратно. Аппаратная реализация характеризуется значительно большей стоимостью, однако ей присущи и преимущества: высокая производительность, простота, безопасность и т.п. Программная реализация более практична, допускает определенную гибкость в эксплуатации.

Для современных криптографических систем информационной безопасности определены следующие общие требования:

• зашифрованное сообщение должно быть возможно расшифровать только при наличии ключа;

• количество операций, необходимых для определения использованного ключа шифрования по фрагменту шифрованного сообщения и соответствующего ему открытого текста должно быть не меньше общего числа возможных ключей;

• количество операций, требуемых для дешифрования сообщения путем перебора всех возможных ключей должно иметь строго определенную нижнюю оценку и выходить за черту возможностей современных компьютеров (с учетом возможности использования сетевых вычислений);

• знание примененного алгоритма шифрования не должно влиять на надежность защиты;

• незначительное изменение ключа должно приводить к значительному изменению вида зашифрованного сообщения;

• элементы структуры алгоритма шифрования должны оставаться неизменными;

• дополнительные биты, вводимые в сообщение в процессе шифрования, должен быть полностью и надежно скрыты в шифрованном тексте;

• длина зашифрованного текста должна равняться длине исходного сообщения;

• не допустимо использование очевидных и легко устанавливаемых зависимостей между ключами, последовательно используемыми в процессе шифрования текста;

• каждый ключ из множества возможных должен обеспечивать надежную защиту информации;

• алгоритм шифрования должен допускать как программную, так и аппаратную реализацию, а изменение длины ключа не должно приводить к понижению криптостойкости алгоритма.

19.