Лекция №1. Основные понятия

Содержание

Слайд 2

Криптография (греч. κρυπτός — скрытый и γράφω — пишу, рисую) –

Криптография (греч. κρυπτός — скрытый и γράφω — пишу, рисую) –

наука о методах обеспечения конфиденциальности (невозможности прочтения информации посторонним) и аутентичности (целостности и подлинности авторства, а также невозможности отказа от авторства) информации.
Слайд 3

Шифр — совокупность методов и способов обратимого преобразования информации с целью

Шифр — совокупность методов и способов обратимого преобразования информации с целью

ее защиты от несанкционированного доступа (обеспечения конфиденциальности информации).
Слайд 4

Составными элементами шифра являются: алфавиты для записи исходных сообщений (защищаемой информации,

Составными элементами шифра являются:
алфавиты для записи исходных сообщений (защищаемой информации,

открытого текста) и шифрованных сообщений;
алгоритмы криптографического преобразования (зашифрования и дешифрования);
множество ключей.
Слайд 5

Азбука или алфавит (греч. ἀλφάβητος) - форма письменности, основанная на стандартном

Азбука или алфавит (греч. ἀλφάβητος) - форма письменности, основанная на стандартном

наборе знаков, один или набор которых соответствуют фонемам языка. В общем случае алфавит для записи исходных сообщений и алфавит для записи шифрованных сообщений могут отличаться.
Например, исходные сообщения записываются с помощью букв, а шифрограммы с помощью цифр или графических обозначений.
Слайд 6

Алгоритм криптографического преобразования — набор правил (инструкций), определяющих содержание и порядок

Алгоритм криптографического преобразования — набор правил (инструкций), определяющих содержание и порядок

операций по шифрованию и дешифрованию информации.
Слайд 7

Шифрование (зашифрование) — процесс применения шифра к защищаемой информации, т.е. преобразование

Шифрование (зашифрование) — процесс применения шифра к защищаемой информации, т.е. преобразование

исходного сообщения в зашифрованное сообщение, с помощью определенных правил, содержащихся в шифре.
Дешифрование (расшифрование) — процесс, обратный шифрованию, т.е. преобразование шифрованного сообщения в исходное.
Слайд 8

Ключ – переменный параметр шифра, обеспечивающий выбор одного преобразования из совокупности

Ключ – переменный параметр шифра, обеспечивающий выбор одного преобразования из совокупности

всевозможных для данного алгоритма и сообщения. В общем случае, ключ – это минимально необходимая информация (за исключением сообщения, алфавитов и алгоритма) для шифрования и дешифрования сообщений.
Слайд 9

Виды шифрования

Виды шифрования

Слайд 10

Типы симметричных шифров

Типы симметричных шифров

Слайд 11

Методы шифрования Метод замены Моноалфавитный метод Полиалфавитный метод Метод перестановки символов

Методы шифрования

Метод замены
Моноалфавитный метод
Полиалфавитный метод
Метод перестановки символов

Слайд 12

Шифры замены •Моноалфавитные шифры подстановка •Шифр Цезаря •Полиалфавитные шифры подстановки •Шифр Виженера

Шифры замены

•Моноалфавитные шифры подстановка
•Шифр Цезаря
•Полиалфавитные шифры подстановки
•Шифр Виженера

Слайд 13

Шифр Цезаря - метод моноалфавитного шифрования буквенного текста с использованием ключа.

Шифр Цезаря

- метод моноалфавитного шифрования буквенного текста с использованием ключа.
ПРИМЕР
Исходный текст: Veni vidi

vici “Пришел, увидел победил"
Ключ: 3
Зашифрованный текст: YHQL YLGL YLFL
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC
Слайд 14

Шифр Виженера - метод полиалфавитного шифрования буквенного текста с использованием ключевого

Шифр Виженера

- метод полиалфавитного шифрования буквенного текста с использованием ключевого слова.
ПРИМЕР
По таблице Виженера

исходный текст можно зашифровать следующим образом:
Исходный текст:
р а с к и н у л о с ь м о р е ш и р о к о
Ключ: м о н а с т ы р ь
Зашифрованный текст:
э о я к щ а п ы й ю й щ о в ч ф ш л ь ш ы
Слайд 15

Шифрование методом перестановки Этот метод заключается в том, что символы шифруемого

Шифрование методом перестановки

Этот метод заключается в том, что символы шифруемого текста

переставляются по определенным правилам внутри шифруемого блока символов.
Самая простая перестановка — написать исходный текст задом наперед и одновременно разбить шифрограмму на пятерки букв. Например, из фразы
ПУСТЬ БУДЕТ ТАК, КАК МЫ ХОТЕЛИ
получится:
ИЛЕТО ХЫМКА ККАТТ ЕДУБЬ ТСУП
Слайд 16

В последней группе (пятерке) не хватает одной буквы. Значит, прежде чем

В последней группе (пятерке) не хватает одной буквы. Значит, прежде чем

шифровать исходное выражение, следует его дополнить незначащей буквой (например, О) до числа, кратного пяти:
ПУСТЬ-БУДЕТ-ТАККА- КМЫХО-ТЕЛИО.
Тогда шифрограмма, несмотря на столь незначительное изменение, будет выглядеть по-другому:
ОИЛЕТ ОХЫМК АККАТ ТЕДУБ ЬТСУП
Кажется, ничего сложного, но при расшифровке проявятся серьезные неудобства.
Слайд 17

Во время Гражданской войны в США в ходу был такой шифр:

Во время Гражданской войны в США в ходу был такой шифр:
Исходную

фразу писали в несколько строк. Например, по пятнадцать букв в каждой (с заполнением последней строки незначащими буквами).
После этого вертикальные столбцы по порядку писали в строку с разбивкой на пятерки букв:
ПКУМС ЫТХЬО БТУЕД ЛЕИТК ТЛАМК НКОАП
Слайд 18

Вариант этого шифра: сначала исходную фразу записать в столбики: Потом разбить

Вариант этого шифра: сначала исходную фразу записать в столбики:
Потом разбить строки

на пятерки букв:
ПСЬУЕ ТКАМХ ТЛАВД УТБДТ АККЫО ЕИБЕ
Слайд 19

Если строки укоротить, а количество строк увеличить, то получится прямоугольник-решетка, в

Если строки укоротить, а количество строк увеличить, то получится прямоугольник-решетка, в

который можно записывать исходный текст. В этом случае требуются предварительные договоренности между адресатом и отправителем посланий, поскольку сама решетка может быть различной длины-высоты, записывать в нее можно по строкам, по столбцам, по спирали туда или по спирали обратно, можно писать и по диагоналям, а для шифрования можно брать тоже различные направления.
Слайд 20

Весьма часто используют перестановки с ключом. Тогда правила заполнения решетки и

Весьма часто используют перестановки с ключом. Тогда правила заполнения решетки и

шифрования из нее упрощаются, становятся стандартными. Единственное, что надо помнить и знать, ч*-; это ключ, которым может быть любое слово, например РАДИАТОР. В соответствии с расположением букв в алфавите буква А получает номер 1, вторая буква А — 2, следующая по алфавиту буква Д — 3, потом И — 4, О — 5, первая буква Р — 6, вторая Р — 7 и буква Т — 8.
Заполняем решетку:
Слайд 21

Записываем столбцы в соответствии с номерами букв ключа: УТЫ ЬКТ СТХ

Записываем столбцы в соответствии с номерами букв ключа:
УТЫ ЬКТ СТХ

ТАО УАЛ ПЕМО ДКИ БКЕ
Затем последовательность опять разбивается на пятерки:
УТЫЬК ТСТХТ АОУАЛ ПЕМОД КИБКЕ
Таким шифром простой перестановки колонок пользовались немецкие секретные агенты во время Второй мировой войны. В качестве ключа они использовали первые буквы строк на определенной странице какой-нибудь обыкновенной книги.
Слайд 22

Шифрование методом многомерной перестановки В 1991 г. В.М. Кузьмич предложил схему

Шифрование методом многомерной перестановки

В 1991 г. В.М. Кузьмич предложил схему перестановки,

основанной на кубике Рубика. Согласно этой схеме открытый текст записывается в ячейки граней куба по строкам. После осуществления заданного числа заданных поворотов слоев куба считывание шифртекста осуществляется по столбикам. Сложность расшифрования в этом случае определяется количеством ячеек на гранях куба и сложностью выполненных поворотов слоев. Перестановка, основанная на кубике Рубика, получила название объемной (многомерной) перестановки.