Криптографические методы защиты информации и их использование при работе в сети

Содержание

 

	Введение……………………………………………………………………	3
1.	Теоретическая часть……………………………………………………….	7
	Введение……………………………………………………………………	5
	1.1 Основное понятие……………………………………………………..	7
	1.2 Классификация………………………………………………………...	11
	1.3 Характеристика………………………………………………………..	15
	Заключение………………………………………………………………...	22
2.	Практическая часть………………………………………………………..	23
	2.1 Общая характеристика  задачи………………………………………..	23
	2.2 Описание алгоритма  решения задачи………………………………..	25
	Список использованных источников…………………………………….	27
	Приложение 1……………………………………………………………...	28
	Приложение 2……………………………………………………………...	29
	Приложение 3……………………………………………………………...	30
	Приложение 4……………………………………………………………...	31
	Приложение 5……………………………………………………………...	32
	Приложение 6……………………………………………………………...	33

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

В настоящее время  наблюдается заметно растущая тенденция  использования государственными и коммерческими организациями сети Интернет в качестве средства передачи данных. Эта тенденция обусловлена многими факторами, среди которых не последнее место занимает удешевление стоимости канала связи по сравнению с традиционными телекоммуникационными системами.

Широкое внедрение компьютеров  и компьютерных технологий во всей сфере человеческой деятельности, помимо очевидных преимуществ, несет с собой и многочисленные проблемы, наиболее сложной из которых является информационная безопасность, так как автоматизированные системы обработки информации чрезвычайно уязвимы по отношению к злоумышленным действиям.

В связи с этим, важнейшей характеристикой любой компьютерной системы, независимо от ее сложности и назначения, становится безопасность циркулирующей в ней информации.

Для реализации средств  безопасности в информационных технологиях  от несанкционированных воздействий, оказываемых на вычислительную технику и каналы связи, наибольшее распространение получили криптографические средства защиты. [1, 249 с.]

В своей работе я привела классификацию криптографических методов и средств защиты информации и попыталась рассмотреть их. В практической части приведено решение задачи, по условию которой дана стоимость отдельных продуктов. Задача предполагает составление калькуляции готовой продукции при помощи программы MS Excel. Также результаты решения задачи необходимо представить в графическом виде.

Данная курсовая работа выполнена на ПК AMD Athlon II Dual-Core 2.20 ГГц/ 2 Gb RAM/ 300 Gb Hdd/ DVD-RW. С использованием текстового редактора MS Word-2007 и табличного процессора MS Excel-2007.

 

1. Теоретическая часть

Криптографические методы защиты информации

и их использование при работе в сети

 

План:

 

Введение……………………………………………………………………...	5
1.1 Основные понятия криптографии…..……………………..……………	7
1.2 Классификация криптографических методов защиты…………….......	11
1.3 Характеристика…………………………………………………………..	15
Заключение……………………………………………………………...........	22

 

 

Введение

 

Проблема защиты информации путем ее преобразования, исключающего ее прочтение посторонним лицом, волновала человеческий ум с давних времен. История криптографии – ровесница истории человеческого языка. Более того, первоначально письменность сама по себе была криптографической системой, так как в древних обществах ею владели только избранные. Священные книги Древнего Египта, Древней Индии тому примеры.

С широким распространением письменности криптография стала формироваться как самостоятельная наука. Первые криптосистемы встречаются уже в начале нашей эры.

Долгое время занятие  криптографией было уделом одиночек. Среди них были одаренные ученые, дипломаты и священнослужители. Известны случаи, когда криптографию считали даже черной магией. Этот период развития криптографии, как искусства, длился с незапамятных времен до начала XX века, когда появились первые шифровальные машины. Понимание математического характера решаемых криптографических задач пришло только в середине XX века, после работ выдающегося американского ученого К. Шеннона.

Первые сведения об использовании  шифров в военном деле связаны  с именем спартанского полководца Лисандра (шифр “Сциталь”, V век д.н.э). Цезарь использовал в переписке шифр, который вошел в историю как “шифр Цезаря”. В древней Греции был изобретен вид шифра, который в дальнейшем назывался “Квадрат Полития”. Братство франкмасонов с момента своего возникновения (VIII век) разработало и использовало целую систему особых шифров.

Одну из первых книг по криптографии написал аббат И. Тритемий (1462-1516 гг.) живший в Германии. В 1566 г. известный механик и математик Д. Кардано опубликовал работу с описанием изобретенной им системы шифрования (“решетка Кардано”). Франция XVI века оставила в истории криптографии шифры короля Генриха IX и Ришелье. В России наиболее известным шифром является “цифровая азбука” 1700 года, автором которой был Петр I.

Некоторые сведения о  свойствах шифров и их применения могло найти в художественной литературе и кино. Хорошее и подробное объяснение одного из простейших шифров — шифра замены и методов его вскрытия содержится в двух известных рассказах: “Золотой жук” Э. По и “Пляшущие человечки” А. Конан-Дойля.

Результаты криптографических  исследований реализуются сейчас в виде шифрующих устройств, встроенных в современные системы связи. Поэтому криптографы ограничены в выборе средств тем уровнем техники и технологии, который достигнут на данный момент. Такая зависимость отражается и на выборе используемого в криптографии математического аппарата.

Условно можно выделить три принципиально разных этапа  в развитии математического аппарата криптографии.

До 40-х годов XX века применялись  только электромеханические шифромашины, поэтому и спектр математических преобразований был ограничен, в основном, методами комбинаторного анализа и теории вероятностей.

После появления электронной  техники, а тем более компьютеров, сильно изменился и математический аппарат криптографии. Получили развитие прикладные идеи и методы теории информации, алгебры, теории конечных автоматов.

Работы Диффи и Хеллмана (70-е годы) послужили толчком для  бурного развития новых направлений математики: теории односторонних функций, доказательств с нулевым разглашением. В наше время прогресс именно в этих направлениях определяет практические возможности криптографии.[5]

Бурное развитие криптографические  системы получили в годы первой и второй мировых войн. Начиная с послевоенного времени и по нынешний день появление вычислительных средств ускорило разработку и совершенствование  криптографических методов.

 

 

1. Основные понятия

 

Среди всего спектра  методов защиты данных от нежелательного доступа особое место занимают криптографические методы.  В отличие от других методов, они опираются лишь на свойства самой информации и не используют свойства ее материальных носителей, особенности узлов ее обработки, передачи и хранения.

В настоящий момент проблема использования криптографических методов в информационных системах (ИС) стала особо актуальна, т.к. с одной стороны, расширилось использование компьютерных сетей, в частности глобальной сети Интернет, по которым передаются большие объемы информации государственного, военного, коммерческого и частного характера, не допускающего возможность доступа к ней посторонних лиц.

С другой стороны, появление новых мощных компьютеров,  технологий сетевых и нейронных вычислений сделало возможным дискредитацию криптографических систем еще недавно считавшихся  практически не раскрываемыми.

Проблемой защиты информации путем ее преобразования занимается криптология (kryptos - тайный, logos - наука). Криптология разделяется на два направления - криптографию и криптоанализ. Цели этих направлений прямо противоположны.

Криптография занимается поиском и исследованием математических методов преобразования информации.

Сфера интересов криптоанализа -  исследование возможности расшифровывания информации без знания ключей.

Итак, криптография –  наука о методах обеспечения  секретности и/или подлинности (аутентичности) данных при их передаче по линиям связи  или хранении. [5, с. 341]

Современная криптография включает в себя четыре крупных раздела:

1. Симметричные криптосистемы;

2. Криптосистемы с  открытым ключом (асимметрические);

3. Системы электронной  подписи;

4. Управление ключами.

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. Информация шифруется с помощью открытого ключа, который доступен всем желающим, а расшифровывается с помощью закрытого ключа, известного только получателю сообщения.

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

Электронной (цифровой) подписью называется присоединяемое к тексту его криптографическое преобразование, которое позволяет при получении текста другим пользователем проверить авторство и подлинность сообщения.

Основные направления  использования криптографических методов – передача конфиденциальной информации по каналам связи (например, электронная почта), установление подлинности передаваемых  сообщений, хранение информации (документов, баз данных) на носителях в зашифрованном виде. 

Криптографические методы защиты информации в автоматизированных системах могут применяться как для защиты информации, обрабатываемой в ЭВМ или хранящейся в различного типа ЗУ, так и для закрытия информации, передаваемой между различными элементами системы по линиям связи. Криптографическое преобразование как метод предупреждения несационированного доступа к информации имеет многовековую историю. В настоящее время разработано большое колличество различных методов шифрования, созданы теоретические и практические основы их применения. Подавляющие число этих методов может быть успешно использовано и для закрытия информации.

Итак, криптография дает возможность преобразовать информацию таким образом, что ее прочтение (восстановление) возможно только при знании ключа.

В качестве информации, подлежащей шифрованию и дешифрованию, будут  рассматриваться тексты, построенные на некотором алфавите. Под этими терминами понимается следующее:

Алфавит – конечное множество используемых для кодирования информации знаков.

Текст – упорядоченный набор из элементов 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 коды ASCII и КОИ-8;

• бинарный алфавит - Z₂ = {0,1};

• восьмеричный алфавит или шестнадцатеричный алфавит;

Шифрование – преобразовательный процесс: исходный текст, который носит также название открытого текста, заменяется шифрованным текстом.

Дешифрование – обратный шифрованию процесс. На основе ключа шифрованный текст преобразуется в исходный.

Ключ – информация, необходимая для беспрепятственного шифрования и дешифрования текстов, или потенциально изменяемая совокупность секретных данных, определяющих конкретное преобразование из множества возможных преобразований шифра. [5, с. 341]

Криптографическая система  представляет собой семейство T преобразований открытого текста. Члены 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.