Симметричные алгоритмы шифрования Основные классы симметричных криптосистем

Под симметричными криптографическими системами понимаются такие криптосистемы, в которых для шифрования и расшифрования используется один и тот же ключ. Для пользователей это означает, что, прежде чем начать использовать систему, необходимо получить общий секретный ключ, чтобы исключить к нему доступ потенциального злоумышленника. Все многообразие симметричных криптосистем основывается на следующих базовых классах.

Моно- и многоалфавитные подстановки. Моноалфавитные подстановки – наиболее простой вид преобразований, заключающийся в замене символов исходного текста на другие (того же алфавита) по более или менее сложному правилу. В случае моноалфавитных подстановок каждый символ исходного текста преобразуется в символ шифрованного текста по одному и тому же закону. При многоалфавитной подстановке закон преобразования меняется от символа к символу. Один и тот же шифр может рассматриваться и как моно-, и как многоалфавитный в зависимости от определяемого алфавита.

Перестановки. Это несложный метод криптографического преобразования, заключающийся в перестановке местами символов исходного текста по некоторому правилу. Шифры перестановок в настоящее время не используются в чистом виде, так как их криптостойкость недостаточна.

Блочные шифры. Представляют собой семейство обратимых преобразований блоков (частей фиксированной длины) исходного текста. Фактически блочный шифр – система подстановки на алфавите блоков (она может быть моно- или многоалфавитной в зависимости от режима блочного шифра). В настоящее время блочные шифры наиболее распространены на практике. Российский и американский стандарты шифрования относятся именно к этому классу шифров.

Гаммирование. Представляет собой преобразование исходного текста, при котором его символы складываются (по модулю, равному размеру алфавита) с символами псевдослучайной последовательности, вырабатываемой по некоторому правилу. Собственно говоря, гаммирование нельзя целиком выделить в отдельный класс криптографических преобразований, так как эта псевдослучайная последовательность может вырабатываться, например, с помощью блочного шифра. В случае, если последовательность является истинно случайной (например, снятой с физического датчика) и каждый ее фрагмент используется только один раз, получаем криптосистему с одноразовым ключом.