Міністерство освіти і науки України

Чернівецький національний університет

імені Юрія Федьковича

Факультет комп’ютерних наук

Кафедра комп’ютерних систем та мереж

Реферат

Основи криптографії

2007

Вступ

Під криптографією будемо розуміти область знань, що відноситься до методів і засобів перетворення повідомлень у незрозумілу для сторонніх осіб форму, а також перевірки істинності цих повідомлень. Під криптоаналітикою будемо розуміти засоби і методи, спрямовані на подолання криптографічного захисту. Сукупність криптографії та криптоаналітики називається криптологією. Розшифровуванням будемо називати відновлення вихідного повідомлення при відомому ключі шифрування. Дешифруванням будемо називати процес відновлення вихідного повідомлення при невідомому ключі шифрування. Таким чином, ті, кому призначено шифроване повідомлення його розшифровують, а ті, хто перехоплює його, намагаються дешифрувати.

Клод Шеннон у своїй роботі „Теорія связи в секретных системах” узагальнив накопичений до нього досвід розробки шифрів. Вияснилося, що навіть у дуже складних шифрувальних системах можна виділити в якості складових частин шифри заміни, шифри перестановки та їх комбінації. Деякі відомості про ці прості шифри можна знайти у художній літературі, зокрема „Золотий жук” Едгара По і „Пляшущие человечки” Артура Конан Дойла.

Розглянемо два приклади простих шифрів.

Шифр „Сцитала”. Цей шифр відомо з часів війни Спарти проти Афін у V ст. до н.е. Для його реалізації використовувалась т.зв. „сцитала” – циліндричний жезл певного діаметру. На сциталу намотували вузьку папірусну стрічку і на ній писали повідомлення вздовж осі сцитали. Коли стрічку знімали, на ній залишалися незрозумілі літери. Для розшифровки повідомлення адресат намотував стрічку на такий самий жезл і читав повідомлення. В цьому шифрі перетворення оригінального тексту у шифрований зводиться до перестановки літер оригінального тексту. Тому клас таких шифрів отримав назву шифру перестановки.

Шифр Цезаря. Цей шифр реалізує таке перетворення відкритого тексту: кожна літера замінюється третьою після неї літерою алфавіту, який вважається написаним по колу, тобто після „я” йде „а”. Відмітимо, що Цезарь замінював її третьою літерою, але можна міняти і будь-якою іншою. Головне, щоби адресат цього повідомлення знав величину і напрямок цього зсуву. Клас шифрів, до якого відноситься шифр Цезаря, називається шифрами заміни. З цього, напевне зрозуміло, що створення хорошого шифру є задачею непростою. Тому бажано збільшити час життя шифру, але тут зростає імовірність того, що криптоаналітики противника зможуть розкрити шифр і читати зашифровані повідомлення. Якщо у шифрі є змінний „ключ”, то його заміна призводить до того, що розроблені противником методи вже не дадуть ефекту. Під ключем будемо розуміти змінний елемент шифру, який застосовується для шифрування конкретного повідомлення. Наприклад, у шифрі сцитала ключем є діаметр жезлу, а у шифрі Цезаря – величина і напрямок зсуву літер шифротексту відносно літер відкритого. Описані міркування призвели до того, що безпека повідомлень, що шифруються, в першу чергу стала забезпечуватися ключем. ............