- •Алматинский институт энергетики и связи Кафедра автоматической электросвязи защита информации в телекоммуникационных системах
- •1 Лабораторная работа №1. Симметричное шифрование – дешифрование. Шифрование текста с использованием таблицы Вижинера.
- •1.3.1 Произвести шифрование текста, используя таблицу Вижинера.
- •У ф х щ ъ ы
- •2 Лабораторная работа №2. Исследование асимметричной системы шифрования rsa
- •3 Лабораторная работа №3. Создание ключей всистеме pgp
- •4 Лабораторная работа №4. Передача открытого ключа pgp корреспондентам.
- •5 Лабораторная работа №5. Передача защищенных и подписанных сообщений спомощью системы pgp.
- •6 Лабораторная работа № 6. Шифрование данных на жестком диске при помощи системы pgp
- •6 Лабораторная работа № 6. Шифрование данных на жестком диске при помощи системы pgp
- •8 Лабораторная работа №8. Устранение/Скрытие уязвимостей сетевых портов. Настройка программного брандмауэра.
- •Список литературы
- •Содержание
Алматинский институт энергетики и связи Кафедра автоматической электросвязи защита информации в телекоммуникационных системах
Методические указания к выполнению лабораторных работ
(для студентов всех обучения
специальности 050719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации)
АЛМАТЫ 2009
СОСТАВИТЕЛИ: А.С. Байкенов, Е.А. Шкрыгунова/ Защита информации в телекоммуникационных системах 050719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации (для студентов всех форм обучения). — Алматы: АИЭС, 2009 -52 с.
Методические указания содержат общие положения по выполнению лабораторных работ. Исходные данные к выполнению заданий выдаются преподавателем в электронном виде. Приводится рекомендуемая литература.
Введение
Целью лабораторных работ является ознакомление студентов с основными принципами построения и практического использования систем защиты информации в телекоммуникационных системах. Лабораторные работы направлены на формирование у студентов систематизированного представления о принципах, методах и средствах реализации защиты данных.
Лабораторные работы посвящены изучению систем шифрования с закрытым ключом на базе алгоритмов Вижинера, Цезаря. Изучению ассиметричных систем шифрование посвящена работа системы с «открытым ключом» RSA. Часть работ посвещена освоению технологии Pretty Good Privacy (PGP), которая базируется на шифровании с «открытым ключом». В этих работах изучаются вопросы создания ЭЦП – электронной цифровой подписи, создание ключей в системе PGP, передача открытых ключей системы PGP, передача защищенных и подписанных сообщений с помощью системы PGP, хранение файлов на жестком диске с помощью системы PGP.
Заключительные работы посвящены изучению работы межсетевых экранов или брандма́уэров (Firewall) на примере Agnitum Outpost Firewall Pro версии 4.0 или выше. Для этого брандауэр устанавливается в сети между физической и виртуальной машиной.
1 Лабораторная работа №1. Симметричное шифрование – дешифрование. Шифрование текста с использованием таблицы Вижинера.
1.1 Цель работы: изучение системы шифрования с использованием таблицы Вижинера, получение навыков симметричного шифрования и дешифрования.
1.2 Предварительная подготовка
1.2.1 Необходимо изучить и освоить теоретический материал по симметричным системам шифрования.
1.2.2 Изучить принцип шифрования текста с использованием таблицы Вижинера.
1.3 Рабочее задание
1.3.1 Произвести шифрование текста, используя таблицу Вижинера.
Т а б л и ц а 1.1
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
i,j |
А |
Г |
Ж |
К |
Н |
Р |
У |
Ц |
Щ |
Э |
Б |
Д |
З |
Л |
О |
С |
Ф |
Ч |
Ъ |
Ю | |
В |
Е |
И |
М |
П |
Т |
Х |
Ш |
Ы |
Я |
1.3.2 Расшифровать зашифрованный текст.
1.4 Методические указания по выполнению работы
1.4.1 Необходимо произвести шифрование текста, используя таблицу Вижинера.
Для решения задачи составим таблицу, которая представляет собой квадратную матрицу с числом элементов К, где К – число символов в алфавите (К=32). В первой строке матрицы записываем буквы в порядке очередности их в алфавите, во второй – та же последовательность, но со сдвигом влево на одну позицию, в третьей – со сдвигом влево на две позиции и т. д. Освободившиеся места справа заполняются вытесненными влево буквами, записываемыми в естественной последовательности, как показано на рисунке 1.1.
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
А |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
А |
Б |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
А |
Б |
В |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
А |
Б |
В |
Г |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
С |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ч |
Ш |
Щ |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ш |
Щ |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Щ |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ъ |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ъ |
Ы |
Э |
Ю |
Я |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ъ |
Ы |
Ь |
Ю |
Я |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Я |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Рисунок 1.1 – Таблица шифрования Вижинера.
Для шифрования текста устанавливается ключ, выбранный согласно варианту, и представляющий собой некоторое слово или набор букв. Далее из полной матрицы выбирается подматрица шифрования. Она включает первую строку и строки матрицы, начальными буквами которых являются последовательно буквы ключа. На рисунке 1.2 представлена подматрица, составленная по ключу У Ф Х Щ Ъ Ы .
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Щ |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Ъ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ы |
Ь |
Э |
Ю |
Я |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
З |
И |
Й |
К |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
Х |
Ц |
Ч |
Ш |
Щ |
Ъ |
Рисунок 1.2 – Ключ шифрования.
Процесс шифрования включает следующую последовательность действий (см. рисунок.1.3):
а) под каждой буквой шифруемого текста записываются буквы ключа, причем ключ повторяется требуемое число раз;
б) каждая буква шифруемого текста заменяется на букву, расположенную на пересечении столбца, начинающегося с буквы текста, и строки, начинающейся с буквы ключа.