Первое направление криптографических методов защиты информации, с которым мы вас познакомим — шифрование. В основе построения криптостойких систем лежит многократное использование относительно простых преобразований, так называемых криптографических примитивов. Клод Шеннон известный американский математик и электротехник предложил использовать подстановки (англ. substitution) и перестановки (англ. permutation). Нередко используемыми криптографическими примитивами являются также преобразования типа циклический сдвиг или гаммирование. Ниже приведены основные криптографические примитивы и их использование. Криптография не является защитой от обмана, подкупа или шантажа законных абонентов, кражи ключей и других угроз информации, возникающих в защищённых системах передачи данных.
- Он позволяет двум сторонам создавать общий закрытый ключ, известный только им.
- Это сочетание криптографии с открытым ключом для обмена ключей и симметричного шифрования для пакетного шифрования данных называется гибридным шифрованием.
- Как можно применить симметричное шифрование так, чтобы стали возможными контроль целостности исходной информации и проверка аутентичности ее источника?
- По заявлениям NIST, их выбор был обоснован эффективностью программной реализации[13].
- Ниже описаны два распространенных способа обмена симметричными ключами.
В прошлом данную технологию в основном применяли государственные деятели и спецслужбы, но сегодня она прочно вошла в жизнь каждого, кто имеет доступ к интернету. В 1918 году немецкий инженер Артур Шербиус представил шифровальную машину — прототип знаменитой «Энигмы». Именно ее более поздние версии использовал Вермахт во время Второй мировой войны. Кодирование текста производилось при помощи трех или более вращающихся роторов, прокручиваемых с разной скоростью во время печатания, заменяющих при этом каждый символ в тексте. Криптография — это технология шифрования исходного сообщения в секретный код или шифр и его последующего дешифрования. Термин происходит от древнегреческих kryptós — скрытый, и graphein — писать.
Вместо того чтобы безуспешно пытаться запомнить содержимое
огромного файла, человеку достаточно его зашифровать и сохранить в памяти
использованный для этой цели ключ. Если ключ применяется для шифрования
сообщения, то его требуется иметь под рукой лишь до тех пор, пока сообщение не
дойдет до своего адресата и не будет им успешно расшифровано. В отличие от
сообщений, шифрованные файлы могут хранится годами, и в течение всего этого
времени необходимо помнить и держать в секрете соответствующий ключ. При передаче по коммуникационным каналам
сообщение не имеет большой ценности.
Современная криптография[править править код]
В то время как в традиционных финансовых системах требуется посредник, криптовалюты позволяют пользователям совершать прямые транзакции, минимизируя риски мошенничества. Процесс осуществляется в основном с помощью протоколов SSL/TLS и обеспечивает надежную защиту и конфиденциальность данных пользователей в интернете. При переходе по ссылке пользователь попадет именно на тот сайт, который он ожидает, а не на какой-либо другой. Весь рабочий день, начиная с обмена сообщениями в корпоративных чатах и заканчивая видеоконференциями в Zoom, сопровождается криптографическими операциями, которые обеспечивают защиту личных данных. По возвращении домой вечером он выбирает фильм для просмотра в онлайн-кинотеатре, используя личный аккаунт. Несмотря на то, что криптография в первую очередь ассоциируется с достижениями современной науки, ее использование тянется через несколько тысячелетий истории.
Легальные пользователи по открытому каналу сравнивают и обсуждают сигналы, передаваемые по квантовому каналу, тем самым проверяя их на возможность перехвата. Если ими не будет выявлено никаких ошибок, то переданную информацию можно считать случайно распределённой, случайной и секретной, несмотря на все технические возможности, которые может использовать криптоаналитик. Это
деление на уровни имеет фундаментальное значение для создания стандартных
компьютерных сетей.
Это означает, что при шифровании файлов необходимо
предусмотреть специальные механизмы для предотвращения возникновения ошибок в
шифртексте. При сквозном шифровании криптографический
алгоритм Рейтинг надежных криптовалютных кошельков реализуется на одном из верхних уровней модели OSI. Шифрованию подлежит
только содержательная часть сообщения, которое требуется передать по сети.
Использование эллиптических кривых для создания криптосистем было независимо друг от друга предложено Нилом Коблицем и Виктором Миллером в 1985 году[1]. Возможность 1 подразумевает утечку информации о факте кодирования (смотрите Секцию Случайность пластин). Легко проверить, что некоторые типы плиток не используются в пластинах (смотрите рисунок 7). Никакая из пластин не содержит секретной информации, так как плитки выбираются случайным образом.
Криптография в AWS: дальнейшие шаги
Этот стандарт применялся до начала 2000-х годов, пока ему на смену не пришел более совершенный AES (Advanced Encryption Standard) [8]. Четвёртый период — с середины до 70-х годов XX века — период перехода к математической криптографии. В работе Шеннона появляются строгие математические определения количества информации, передачи данных, энтропии, функций шифрования. Обязательным этапом создания шифра считается изучение его уязвимости для различных известных атак — линейного и дифференциального криптоанализа.
В 1984 году они предположили возможность создания фундаментально защищённого канала с помощью квантовых состояний. После этого ими была предложена схема (BB84), в которой легальные пользователи (Алиса и Боб) обмениваются сообщениями, представленными в виде поляризованных фотонов, по квантовому каналу. Криптографические алгоритмы состоят из огромного числа
сложных операций, выполняемых над битами открытого текста. Современные
универсальные компьютеры плохо приспособлены для эффективного выполнения этих
операций. Большинство средств криптографической защиты
данных реализовано в виде специализированных аппаратных устройств. Эти
устройства встраиваются в линию связи и осуществляют шифрование всей
передаваемой по ней информации.
Во-вторых, аппаратуру легче физически защитить
от проникновения извне. Программа, выполняемая на персональном компьютере,
практически беззащитна. Вооружившись отладчиком, злоумышленник может скрытно
внести в нее изменения, чтобы понизить стойкость используемого
криптографического алгоритма, и никто ничего не заметит.
Криптографические примитивы[править править код]
При использовании симметричного шифрования все получатели сообщения должны иметь доступ к общему ключу. К тому же, при равных длинах ключей вычислительные усилия, требуемые при использовании RSA и криптографии на основе эллиптических кривых, не сильно различаются. Таким образом, в сравнении с RSA при равных уровнях защиты явное вычислительное преимущество принадлежит криптографии на основе эллиптических кривых с более короткой длиной ключа[18]. Результаты для кодировочной и базовой пластин в классическом, случайном и обоих случаях почти случайных алгоритмах шифрования показаны в таблице 1.
Что же касается
аппаратуры, то она обычно помещается в особые контейнеры, которые делают
невозможным изменение схемы ее функционирования. Чип покрывается сверху
специальным химическим составом, и в результате любая попытка преодолеть
защитный слой этого чипа приводит к самоуничтожению его внутренней логической
структуры. И хотя иногда электромагнитное излучение может служить хорошим
источником информации о том, что происходит внутри микросхемы, от этого
излучения легко избавиться, заэкранировав микросхему.
А так как внутри периода значение функции уникально, то мы получим суперпозицию аргументов идущие через равный период. По состоянию на 2012 год наиболее продвинутые квантовые компьютеры смогли разложить на множители при помощи алгоритма Шора числа 15[2][3] и 21. В 1989 году Беннет и Брассар в Исследовательском центре IBM построили первую работающую квантово-криптографическую систему. Она состояла из квантового канала, содержащего передатчик Алисы на одном конце и приёмник Боба на другом, размещённые на оптической скамье длиной около метра в светонепроницаемом полутораметровом кожухе размером 0,5 × 0,5 м.
Есть также вероятностный алгоритм, где, благодаря парадоксу дней рождений можно снизить количество перебираемых значений до , но по-прежнему это очень большое число. То есть, если разрядность функции это N, то сложность классического алгоритма для решения этой задачи является экспоненциальной . Как обычно, мы можем гейтом Адамара получить равновероятную суперпозицию всех аргументов x. Антон мог бы зашифровать P не с помощью
одноразового блокнота, а пользуясь любым из своих самых любимых
криптографических алгоритмов и ключом K. Сложив C с отрезком
какого-либо общеизвестного произведения (например, с отрывком из второй главы
“Идиота” Достоевского) по модулю 2, Антон получит Kе.
Симметричное шифрование
И пока контрразведчики не получат
в свое распоряжение ключ K, доказать, что Антон занимался чем-то
противозаконным, они не смогут. Даже в компьютерах установка
специализированного шифровального оборудования создает меньше проблем, чем
модернизация системного программного обеспечения с целью добавления в него
функций шифрования данных. Чтобы добиться этого при помощи программных средств,
шифрование должно быть упрятано глубоко в недра операционной системы.
Leave a Reply