Сущность проблемы информационной безопасности. Обеспечение пожарной и электробезопасности. Организация защиты информации, страница 3

Обычно коды символов исходного текста и числа ключа переводятся в двоичный вид, после чего ключ накладывается на исходный текст и производится операция побитового сложения по модулю 2 (исключающее ИЛИ). При расшифровке повторно генерируется ключ, после чего производится собственно расшифровка. Рассмотрим шифрование с помощью данного метода на примере конкретного датчика псевдослучайных чисел.

Пусть линейный генератор случайных чисел вырабатывает случайные числа по следующему закону:

где А и С — константы, М = 2 где Ь — длина псевдослучайного числа в битах (b=4). В качестве порождающего числа используется число То, а каждое последующее число получается из предыдущего путем выполнения операции деления по модулю М выражения, стоящего в квадратных скобках. Пусть 14=5 м ¹ - 2⁴ 2 ³ = 8 . Выпишем закон генерации случайных чисел в явном виде:

Вычислим первые шесть чисел:

То = 4

Щ = [5То + 3]mod8 =  = 23mod8 = 7 , и т.д. Результатом будет последовательность чисел: 7,6 1 0 3 2.

Зашифруем с помощью полученного ключа слово ПРОЕКТ.

Процедура шифрования состоит из следующих основных шагов:

1.  Выписать коды букв слова и перевести их в двоичный вид:

                         п                о     Е      к        т

                                       16           17         15        6         11           19

10000 10001

2.  Выписать цифры кода и перевести их в двоичный вид:

                     7  6 1 0 З  2

10

3.  Провести операцию побитового сложения по модулю 2, дополнив числа слева незначащими нулями до необходимого количества разрядов:

10001

00110

00110
00000	00011	00010
00110	01000	10001

4.  Перевести результаты сложения в десятичный вид:

                                                                       110 1000          10001

                                     23              23            14        6           8            17

Расшифровка текста осуществляется следующим образом: двоичные коды цифр шифра и ключа складываются по модулю 2, результат переводится в десятичную систему и вычисляются соответствующие коды букв.

00110

10001

00110	01000
00000	00011	00010
00110		10001

9

4. Методы перемешивания (2 часа)

В основу данных методов положен принцип перемешивания

Главным отличием данных методов от вышерассмотренных является то, что здесь переставляются не символы алфавита, а символы открытого текста. Это несколько ограничивает прямое применение данных методов, однако в комплексе с другими методами методы перемешивания дают очень хорошие результаты.

В простейшем случае для шифрования текста задается таблица перестановки, которая является ключом, например:

					6
			1	З	5

Открытый текст разбивается на блоки по шесть символов, первый символ становится шестым, второй — четвертым, и т.д. В таком случае шифром слова МАШИНА будет АИАМШН.

Современные алгоритмы реализуют несколько последовательных подстановок и перестановок, в результате чего получается очень надежный шифр. Одним из алгоритмов, реализующих принцип перемешивания, является метод DES (Digital Encrypt Standard), ставший государственным стандартом США. Этот алгоритм используется в операционной системе Windows.

При использовании алгоритма DES сообщение разбивается на блоки длиной в 64 бит. Для шифрования используется один ключ длиной в 56 бит, однако шифрование осуществляется 16 раз, причем каждый раз из 64 бит ключа используются только 48, выбранные случайным образом. Схема шифрования с помощью алгоритма DES выглядит следующим образом: