Міністерство освіти та науки України

ДВНЗ «Ужгородський Національний Університет»

Фізичний факультет

Курсова робота

на тему:

«Криптологія. Апаратні та програмні методи шифрування»

Виконав студент

ІІІ-го курсу 6-ї групи:

Ковальов Андрій

Ужгород 2013

Зміст

ВСТУП 2

1.Криптографія та стеганографія. 4

2.Основний об'єкт криптографії ? 5

3.Криптографія, як мистецтво. 8

4.Ключ. 11

4.1.Шифрування з використанням симетричного та асиметричного ключа 12

5.Атака на шифр і стійкість шифру. 16

6.Криптографія та кріптологія 18

7.Криптографія та рівень технологій 20

8.Типологія загроз для інформації. 21

9.Програмне забезпечення для шифрування 23

10. Апаратна і програмна реалізація алгоритмів шифрування 25

10.1.Апаратна реалізація 26

10.2.Програмна реалізація 27

10.3.Програмно-апаратна реалізація 28

11. Шифр Вернама 29

11.1.Вади шифру Вернама: 31

ВИСНОВКИ 33

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 34

ВСТУП

Інформація - основне поняття наукових напрямків, що вивчають процеси передачі, переробки і зберігання різних даних. Суть поняття інформації зазвичай пояснюється на прикладах. Формальне визначення не дається, оскільки поняття інформації відноситься до таких же фундаментальним поняттям, як матерія, люди вже давно зрозуміли, що інформація може бути справжнім скарбом, і тому часто багато зусиль витрачалося як на її охорону, так і на її добування. Інформація, яка потребує захисту, виникає в самих різних життєвих ситуаціях. Зазвичай в таких випадках говорять, що інформація містить таємницю або є захищиною, приватною, конфіденційною, секретною. Для найбільш типових введені навіть спеціальні поняття: - державна таємниця; - військова таємниця; - комерційна таємниця; - юридична таємниця; - лікарська таємниця і т.д. Далі будемо говорити про, як захищається інформація, маючи на увазі наступні ознаки такої інформації: маємо якийсь певне коло законних користувачів, які мають право володіти цією інформацією; маються незаконні користувачі, які прагнуть оволодіти цією інформацією з тим, щоб звернути її собі на благо, а законним користувачам на шкоду. Для простоти тут обмежуємося розглядом тільки однієї загрози - загрози розголошення інформації. Існують і інші загрози для захищається інформації з боку незаконних користувачів: підміна, імітація та ін. Зараз життя влаштоване так, що між людьми відбувається інтенсивний обмін інформацією, причому часто на величезні відстані. Для цього земну кулю обплутали різними видами технічних засобів зв'язку: телеграф, телефон, радіо, телебачення та ін. Але часто виникає необхідність в обміні між віддаленими законними користувачами не просто інформацією, а захищається інформацією. У цьому випадку незаконний користувач може спробувати перехопити інформацію з загальнодоступного технічного каналу зв'язку. Побоюючись цього, законні користувачі мають вжити додаткових заходів для захисту своєї інформації. Розробкою таких заходів захисту займаються криптографія і стеганографія .

1. Криптографія та стеганографія.

Криптографія - наука про методи перетворення ( шифрування ) інформації з метою її захисту від незаконних користувачів.

Стеганографія - набір засобів і методів приховування факту передачі повідомлення.

Шифр - спосіб, метод перетворення інформації з метою її захисту від незаконних користувачів. Стеганографія приховує сам факт передачі повідомлення, а криптографія вважає, що повідомлення (у зашифрованому вигляді!). Доступно незаконному користувачеві, але він не може отримати з цього повідомлення захищаєму інформацію, перші сліди стеганографічних методів губляться в глибокій старовині. Наприклад, відомий такий спосіб приховування письмового повідомлення: голову раба голили, на шкірі голови писали повідомлення і після відростання волосся раба відправляли до адресата. З детективних творів добре відомі різні способи прихованого листи між рядків звичайного, незащіщаемого листа: від молока до складних хімічних реактивів з наступною обробкою. Також з детективів відомий сучасний метод « мікроточки »: повідомлення записується за допомогою сучасної техніки на дуже маленький носій - « мікрокрапках », яка пересилається з звичайним листом, наприклад, під маркою або де-небудь в іншому заздалегідь обумовленому місці. Один типово стеганографічний прийом тайнопису - акростих - добре відомий знавцям поезії. Акростих - це така організація віршованого тексту, при якій, наприклад, початкові літери кожного рядка утворюють приховуване повідомлення. В даний час у зв'язку з широким розповсюдженням комп'ютерів відомо багато тонких методів « запрятиванія » захищається інформації всередині великих обсягів інформації, що зберігається в комп'ютері. При використанні стеганографії на відміну від криптографії захищається інформацію не перетвориться, а ховається сам факт її передачі.

2. Основний об'єкт криптографії ?

А і В - видалені законні користувачі захищаємої інформації; вони хочуть обмінюватися інформацією по загальнодоступному каналу зв'язку, а П - незаконний користувач (супротивник ), який може перехоплювати передані по каналу зв'язку повідомлення і намагатися витягти з них потрібну йому інформацію, наведену формальну схему можна також вважати моделлю типовою ситуації, в якій застосовуються криптографічні методи захисту інформації. Зазначимо, що історично в криптографії закріпилися деякі чисто військові слова (супротивник , атака на шифр та ін. ). Вони найбільш точно відображають зміст відповідних криптографічних понять. Разом з тим широко відома військова термінологія, заснована на понятті коду (військово - морські коди, коди Генерального штабу, кодові книги, код позначення тощо) вже йде з теоретичної криптографії. Справа в тому, що за останні десятиліття сформувалася теорія кодування - новий великий науковий напрям, який розробляє і вивчає методи захисту інформації від випадкових спотворень в каналах зв'язку. І якщо раніше терміни кодування і шифрування вживалися в деякому сенсі як синоніми, то тепер це неприпустимо. Так, наприклад, дуже поширений вираз «кодування - різновид шифрування » стає просто неправильним . Криптографія займається методами перетворення інформації, які б не дозволили противнику витягти її з перехоплюваних повідомлень. При цьому по каналу зв'язку передається вже не сама захищається інформація, а результат її перетворення за допомогою шифру, і для супротивника виникає складне завдання розтину шифру. Розтин ( злом ) шифру - процес отримання захищається інформації ( відкритого тексту) з шифрованого повідомлення ( шифртекста ) без знання застосованого шифру.

Шифрування ( зашифровування ) - процес застосування шифру до захищається інформації, тобто перетворення інформації, що захищається в шифрування повідомлення за допомогою певних правил, що містяться в шифрі.

Дешифрування - процес, зворотний шифруванню, тобто перетворення шифрованого повідомлення в захищається інформацію за допомогою певних правил, що містяться в шифрі. Однак крім перехоплення і розтину шифру противник може намагатися отримати захищається інформацію багатьма іншими способами. Найбільш відомим з таких способів є агентурний, коли супротивник яких-небудь шляхом схиляє до співпраці одного із законних користувачів і за допомогою цього агента отримує доступ до інформації, що захищається. У такій ситуації криптографія безсила. Противник може намагатися не одержати, а знищити або модифікувати захищаєму інформацію в процесі її передачі. Це - зовсім інший тип загроз для інформації, відмінний від перехоплення і розкриття шифру. Для захисту від таких загроз розробляються свої специфічні методи. Серед численних загроз для інформації, що захищається криптографія протистоїть тільки деяким. Тому природно поєднувати криптографію з заходами щодо захисту інформації від інших загроз. На закінчення цього етюду відзначу, що найчастіше обмін захищається інформацією відбувається не тільки між двома абонентами - законними користувачами, а в мережі абонентів, і тоді виникають нові завдання. Мережі можуть бути різних розмірів - від одиниць до тисяч абонентів. Тим не менше, основні поняття та ідеї криптографії можна зрозуміти на прикладі описаного основного об'єкта криптографії.