1) Симметричные и асимметричные криптосистемы

Симметри́чные криптосисте́мы (также симметричное шифрование, симметричные шифры) — способ шифрования, в котором для шифрования и расшифровывания применяется один и тот же криптографический ключ.

Криптографическая система с открытым ключом (или Асимметричное шифрование, Асимметричный шифр) — система шифрования и/или электронной цифровой подписи (ЭЦП), при которой открытый ключ передаётся по открытому (то есть незащищённому, доступному для наблюдения) каналу, и используется для проверки ЭЦП и для шифрования сообщения. Для генерации ЭЦП и для расшифровки сообщения используется секретный ключ.

2) Термин аутентичность информации

Аутентичность информации - избежание недостатка полноты или точности информации при ее санкционированных изменениях.

Или более развернуто

Аутентичность информации – специальное (нормативно-правовое) свойство подсистемы контроля и защиты информации (КЗИ) в эргасистеме, характеризующее степень подлинности информационных массивов (ИМ), циркулирующих в распределительной информационной сети эргасистемы (сети АСУ), и заключающееся в способности обеспечить семантическую равнозначность содержания циркулирующих ИМ и исходных массивов-оригиналов, хранимых абонентами-источниками в документальном виде. Содержательная составляющая легитимности информации.

3) Алгоритм des (сеть Фейстеля, s-боксы)

DES (Data Encryption Standard) — симметричный алгоритм шифрования, разработанный фирмой IBM и утвержденный правительством США в 1977 году как официальный стандарт (FIPS 46-3). DES имеет блоки по 64 бита и 16 цикловую структуру сети Фейстеля, для шифрования использует ключ с длиной 56 бит. Алгоритм использует комбинацию нелинейных (S-блоки) и линейных (перестановки E, IP, IP-1) преобразований.

Шифрование Расшифрование

Сеть Фейстеля

Сеть Фе́йстеля (конструкция Фейстеля) — один из методов построения блочных шифров. Сеть представляет собой определённую многократно повторяющуюся (итерированную) структуру, называющуюся ячейкой Фейстеля. При переходе от одной ячейки к другой меняется ключ, причём выбор ключа зависит от конкретного алгоритма. Операции шифрования и расшифрования на каждом этапе очень просты, и при определённой доработке совпадают, требуя только обратного порядка используемых ключей. Шифрование при помощи данной конструкции легко реализуется как на программном уровне, так и на аппаратном, что обеспечивает широкие возможности применения. Большинство современных блочных шифров используют сеть Фейстеля в качестве основы. Альтернативой сети Фейстеля является подстановочно-перестановочная сеть.

Шифрование Расшифрование

Преобразования Сетью Фейстеля (DES)

Это преобразование над векторами (блоками) представляющими собой левую и правую половины регистра сдвига. В алгоритме DES используются прямое преобразование сетью Фейстеля в шифровании и обратное преобразование сетью Фейстеля в расшифровании.

Прямое преобразование сетью Фейстеля

Обратное преобразование сетью Фейстеля

S-блок (S-box)

S-блок используется, как промежуточная операция в алгоритмах симметричного шифрования. Табличная подстановка, при которой группа битов отображается в другую группу битов.

Блок подстановок (S-блок) состоит из дешифратора, преобразующего n-разрядный двоичный сигнал в одноразрядный сигнал по основанию , системы коммутаторов внутренних соединений (всего соединений ) и шифратора, переводящего сигнал из одноразрядного -ричного в n-разрядный двоичный. Анализ n-разрядного S-блока при большом n крайне сложен, однако реализовать такой блок на практике очень сложно, так как число возможных соединений крайне велико ( ). На практике блок подстановок используется как часть более сложных систем.

В общем случае S-блок может иметь несовпадающее число входов/выходов, в этом случае в системе коммутации от каждого выхода дешифратора может идти не строго одно соединение, а 2 или более или не идти вовсе. То же самое справедливо и для входов шифратора.

В электронике можно непосредственно применять приведённую справа схему, в программировании же генерируют таблицы замены. Оба этих подхода являются эквивалентными, то есть файл, зашифрованный на компьютере, можно расшифровать на электронном устройстве и наоборот.

Таблица замены для приведённого 3-разрядного S-блока
№ комбинации	0	1	2	3	4	5	6	7
Вход	000	001	010	011	100	101	110	111
Выход	011	000	001	100	110	111	010	101