Сущность проблемы информационной безопасности. Обеспечение пожарной и электробезопасности. Организация защиты информации, страница 2

Однако для повышения надежности работы системы необходимо использовать специальные методы кодирования и шифрования и разработанные на их основе программные продукты. Современные методы кодирования и шифрования информации являются достаточно надежными. Термин «достаточно» употреблен здесь потому, что абсолютно надежным не бывает ничего. Однако современные шифры трудны для взлома, и взломать их можно в основном только путем непосредственного перебора возможных значений ключа на ЭВМ. Для современных ЭВМ эта задача практически неразрешима. В будущем, такие компьютеры, возможно, появятся, но ведь и разработчики алгоритмов не будут стоять на месте. Поэтому шифрование и кодирование было и остается важнейшим решением проблемы защиты данных.

В настоящее время различают следующие основные методы шифрования и кодирования информации: методы замены, методы, основанные на использовании датчика псевдослучайных чисел, методы перемешивания и методы шифрования с открытым ключом.

5

2. Шифрование методами замены (2 часа)

В основу данных методов положен принцип рассеивания. Математической основой данных методов является операция подстановки, а также произведения подстановок

Чаще всего используют следующие виды подстановок: моноалфавитная, гомофоническая и полиграммная.

При моноалфавитной подстановке каждому символу алфавита открытого текста ставится в соответствие один символ шифрованного текста из этого же алфавита. Простейшая реализация такой подстановки — запись букв алфавита в обратном порядке (А-Я Б-Ю, и т.д.). Но такой способ имеет существенный недостаток — частота повторения символов в открытом тексте сохраняется и в шифрованном тексте. Поэтому используют более сложные алгоритмы, основанные на сложении кодов символов открытого текста и ключа и  полученного результата по модулю числа символов алфавита. Среди известных в настоящее время алгоритмов можно выделить алгоритмы Вижинера и Бофора. Формула алгоритма Вижинера следующая:

У = (х +/q)modn где хј — код Ј-го символа открытого текста, у — код Ј-го символа зашифрованного текста, К/ — код Ј-го символа ключа, в качестве которого используется некоторое слово или фраза, п — число символов алфавита. Соответственно расшифровка по методу Вижинера осуществляется с помощью выражения:

 = ( —k1)modn

Алгоритм Бофора использует для шифрования следующие формулы:

У = (К1 — х )modn

У = (у —k1)modn где у, хј и К/ имеют тот же смысл, что и в алгоритме Вижинера. Расшифровка по алгоритму Бофора осуществляется с помощью формулы:

х = (К1 —Y1)modn х. — +k1)modn

При использовании метода Бофора обменивающиеся информацией стороны заранее договариваются о том, какую из формул они будут использовать.

Для гомофонической подстановки создаются несколько алфавитов шифрованного текста. Каждому символу исходного алфавита ставится в соответствие несколько символов алфавитов шифрования. Каждый символ открытого текста заменяется по очереди символами алфавита шифрования, а когда очередь заканчивается, то процесс начинается сначала.

Полиалфавитная подстановка во многом аналогична гомофонической. Здесь также используются несколько алфавитов шифрования, однако символы заменяются не по очереди, а по правилу: первый — из первого алфавита, второй из второго, и т.д. до конца, после чего цикл шифрования повторяется.

7

З. Шифрование с помощью датчиков случайных чисел (2 часа)

В качестве ключа шифрования при использовании данного метода выступает последовательность псевдослучайных чисел, генерируемая специальной программой — датчиком псевдослучайных чисел. Такой датчик генерирует последовательность чисел, исходя из задаваемых начальных значений, поэтому получаемые числа являются не полностью случайными, а псевдослучайными.

В случае линейного датчика псевдослучайных чисел используется математическая операция деления по модулю.