Криптографические методы защиты

При наличии простых средств хранения и передачи информации существовали и не потеряли значения и сегодня следующие методы ее защиты от преднамеренного доступа:

• F ограничение доступа;
• F разграничение доступа;
• F разделение доступа (привилегий);
• F контроль и учет доступа;
• F законодательные меры;
• F криптографическое преобразование информации.

С увеличением объемов, сосредоточением информации, увеличением количества пользователей и другими причинами повышается вероятность преднамеренного несанкционированного доступа к данным (НСД). В связи с этим развиваются старые и возникают новые дополнительные методы защиты информации в вычислительных системах:

методы функционального контроля, обеспечивающие обнаружение и диагностику отказов, сбоев аппаратуры и ошибок человека, а также программные ошибки;

методы повышения достоверности информации;

методы защиты информации от аварийных ситуаций;

методы контроля доступа к внутреннему монтажу аппаратуры, линиям связи;

методы разграничения и контроля доступа к информации;

методы идентификации и аутентификации пользователей, технических средств, носителей информации и документов;

методы защиты от побочного излучения и наводок информации.

Криптографическая защита информации — преобразование исходной информации с целью ее недоступности для ознакомления и использования лицами, не имеющими на это полномочий.

Процесс маскировки сообщения способом, позволяющим скрыть его суть, называется зашифрованием. Зашифрованное сообщение называется шифртекстом.

Процедура обратного превращения шифртекста в открытый текст называется расшифрованием (дешифрование). На основе ключа шифрованный текст преобразуется в исходный. Исходное сообщение называется открытым текстом (см. рис. 2.1).

Криптосистемы разделяются на симметричные и с открытым ключом.

В симметричных криптосистемах и для шифрования, и для расшифрования используется один и тот же ключ.

В системах с открытым ключом используется 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.

Известны различные подходы к классификации методов криптографического преобразования информации. По виду воздействия на исходную информацию методы криптографического преобразования информации могут быть разделены на четыре группы (см. рис. 2.2).

Рис. 2.2. Методы криптографического преобразования информации Все традиционные криптографические системы можно подразделить на:

• 1. Шифры перестановки, к которым относятся:
  • — Шифр перестановки «скитала» .
  • — Шифрующие таблицы.
  • — Применение магических квадратов.
• 2. Шифры простой замены, к которым относятся:
  • — Полибианский квадрат.
  • — Система шифрования Цезаря.
  • — Аффинная система подстановок Цезаря.
  • — Система Цезаря с ключевым словом.
  • — Шифрующие таблицы Трисемуса.
  • — Биграммный шифр Плейфейра.
  • — Криптосистема Хилла.
  • — Система омофонов.
• 3. Шифры сложной замены, к которым относятся:
  • — Шифр Гронсфельда.
  • — Система шифрования Вижинера.
  • — Шифр «двойной квадрат» Уитстона.
  • — Одноразовая система шифрования.
  • — Шифрование методом Вернама.
  • — Роторные машины.
• 4. Шифрование методом гаммирования.
• 5. Шифрование, основанное на аналитических преобразованиях шифруемых данных.

Более полный список методов можно найти в литературе (например, Шнайер Б. Прикладная криптография. — М.: Триумф, 2002), список которой приведен в конце настоящих методических указаний.