Ассимметриялық криптоалгоритмдер курстық жұмыс
МАЗМҰНЫ - www.topreferat.com.kz
КІРІСПЕ
1 КРИПТОГРАФИЯНЫҢ ТҮСІНІГІ ЖӘНЕ ОҒАН ҚОЙЫЛАТЫН ТАЛАПТАР
1.1 Криптография түсінігі және оның талаптары
2 КРИПТОАЛГОРИТМДЕРДІҢ КЛАССИФИКАЦИЯСЫ
2.1 Симметриялық криптоалгоритмдер
2.2 Ассимметриялық криптоалгоритмдер
2.3 Екікілтті криптографиялық жүйе
2.4 Ашық кілтті криптожүйенің концепциясы
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Жұмыс көлемі: 33 бет
Пәні: Соңғы қосылған курстық жұмыстар
-----------------------------------------------------------------------------------
КУРСТЫҚ ЖҰМЫСТЫҢ ҚЫСҚАРТЫЛҒАН МӘТІНІ
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ
1 КРИПТОГРАФИЯНЫҢ ТҮСІНІГІ ЖӘНЕ ОҒАН ҚОЙЫЛАТЫН ТАЛАПТАР
1.1 Криптография түсінігі және оның талаптары
2 КРИПТОАЛГОРИТМДЕРДІҢ КЛАССИФИКАЦИЯСЫ
2.1 Симметриялық криптоалгоритмдер
2.2 Ассимметриялық криптоалгоритмдер
2.3 Екікілтті криптографиялық жүйе
2.4 Ашық кілтті криптожүйенің концепциясы
ҚОРЫТЫНДЫ
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
Кіріспе
Бөтен адамдарға оқуға мүмкіндік бермейтіндей түрлендіру әдісімен ақпаратты
Жазу-сызудың кең таралуына байланысты криптография жеке ғылым ретінде
Криптографиялық жүйе бірінші және екінші дүниежүзілік соғыста қарқынды
Мәліметтерді қорғаудың криптографиялық әдістері автоматтандырылған жүйелерде ЭЕМ- дерде
Қандай себептен ақпараттық жүйелерде криптографиялық әдістерді пайдалану проблемасы
Бір жағынан, компьютерлік жүйелерді, соның ішінде үлкен көлемді
Ақпараттарды түрлендіру жолымен қорғау проблемасы мен – криптология
Криптография – ақпаратты түрлендірудің математикалық әдістерін іздеу және
Қазіргі заманғы криптология 4 үлкен бөлімнен тұрады:
1.Симметриялы криптожүйелер
2.Ашық кілтті криптожүйелер
3.Электронды қолтаңба жүйелері
4. Кілттермен басқару
Криптографиялық әдістерді пайдаланудың негізгі бағыттары- ақпаратты байланыс салалары
Зерттеудің өзектілігі. Ақпаратты қорғау мәселесі адамзатты бөгде адамдардың
Қорғалуын талдау жүйесі корпоративтік желінің бағдарламалық-аппараттық қамтамасыз етуінің:
Қорғалуын талдау жүйесінің құрамына қауіпсіздік әкімшісімен анықталған, параметрлерге
Криптографияда ақпаратты қорғау – ол арнайы шифрлеу әдісі,
Криптографиялық әдістер ақпаратты қорғаудағы ең тиімді әдістердің бірі
Криптография әдісін қолданудың негізгі бағыттары –
Кез келген криптографиялық әдіс мынандай пайдаланушылармен берік және
Әдіс беріктігі – ең алғашқы мәтінді ашуға болатын
Әдістің көп еңбек сіңірулігі бастапқы мәтіннің бір символын
Курстық жұмыстың мақсаты жалпы криптографиядағы ассимметриялық криптожүйені
Курстық жұмыстың міндеттеріне мыналар жатады:
криптография түсінігі және оның талаптарын ашу:
симметриялық криптоалгоритмдерді қарастыру;
ассимметриялық криптоалгоритмдерді сипаттау;
екікілтті криптографиялық жүйені ашу;
ашық кілтті криптожүйенің концепциясын зерттеу.
1 КРИПТОГРАФИЯНЫҢ ТҮСІНІГІ ЖӘНЕ ОҒАН ҚОЙЫЛАТЫН ТАЛАПТАР
1.1 Криптография түсінігі және оның талаптары
Криптографиялық әдістер ақпаратты қорғаудағы ең тиімді әдістердің бірі
Симметриялы криптожүйе. Симметриялы криптожүйеде шифрлеу және дешифрлеу үшін
Ашық кілтті криптожүйелер. Ашық кілтті
Электронды қол қою. Жүйелі электронды қол қою
Кілттермен басқару. Бұл ақпаратты өңдеу процесі,
Криптографиялық мәліметті жабу процесі программалық
Қазіргі заманғы криптографиялық жүйеге арнайы ақпаратты қорғайтын
шифрленген хабарламны тек кілттік сөзі болған жағдайда
операция саны бізге шифрленген хабарламада қолданылған шифр кілттерін
операция саны ақпаратты мүмкін болатын кілттер санымен
шифрлеу алгоритмнің құрылымдық элементтері өзгертілмеуі қажет;
қосымша биттер, хабарламаны шифрлеу процесі кезінде енгізіледі, ол
шифрлеу мәтінінің ұзындығы шығушы мәтін ұзындығына
кілттер арасында қарапайым және жеңіл тәуелділікпен орнатылатын
кез келген кілт мүмкін болатын ақпараттық қорғанысты
алгоритм программалық және аппараттық жағынан жүзеге асыруы керек,
Симметриялы криптожүйеде шифрлеу және дешифрлеу үшін бір кілт
Алуантүрлі криптогрфиялық әдістерді симметриялы криптожүйеде қайта құрылуын
Алмастыру – шифрленетін мәтін символдары сол символдармен немесе
Ауыстыру – шифрленетін мәтін символдары жіберілетін мәтін блогының
Аналогты қайта құру – шифрленетін мәтін кейбір
Комбинерленген қайта құру – қайта құрудың тізбегінің
Ашық кілтті жүйе.
Криптографиялық жүйенің қаншалықты қиын және сенімді болуы
Шығу мәтінінің қайта құрылуы қайтымсыз және оның ашық
Қазіргі технологиялық деңгейде жабық кілттің негізі ашық
Ашық кілтпен шифрлеу алгоритімі қазіргі ақпараттық жүйеде
Үлкен сандардың жай көбейткіштерге жіктеу;
Ақырғы өрісте логарифмді есептеу;
Алгебралық теңдеулердің түбірлерін есептеу;
Криптожүйе алгоритмдеріндегі ашық кілтті (АКЖ) келесі тағайындауларда қолдануға
Берiлетiн және сақталатын мәлiметтердiң дербес қорғау құралдары ретінде;
Кілттерді үлестіру ретінде;
Дәстүрлі алгоритмге қарағанда АЖК алгоритімі сиымды. Сондықтан практикада
2 КРИПТОАЛГОРИТМДЕРДІҢ КЛАССИФИКАЦИЯСЫ
2.1 Симметриялық криптоалгоритмдер
Бұл жерде жіберушінің шифрлеуінде және алушының шифрді алуында
2.2 Ассимметриялық криптоалгоритмдер
Симметриялық емес криптоалгоритмдер қолдану кезінде алушы басында ашық
Ақпаратты криптографиялық классификациялық жабу әдістерілючыдаушыушія кілт, нушының
Мінездеменің әсер етуінен мәліметтер алгоритмдері мыналарға бөлінеді:
Шифрлеу
Орынауыстыру (ауыстыру):
Біралфавитті
Қарапайым бірпішінді көпалфавитті
Монофониялық бірпішінді көпалфавитті
Көппішінді көпалфавитті.
Алмастыру:
Қарапайым
Кесте бойынша қиындатылған
Маршрут бойынша қиындатылған
Гаммалау:
Ақырғы қысқа гаммамен
Ақырғы ұзын гаммамен
шексіз гаммамен
Аналитикалық ауыстыру
Матрицалық
Ерекше тәуелділікпен
Комбинирланған:
ауыстыру+алмастырып қою
ауыстыру +гаммалау
алмастырып қою + гаммалау
гаммалау + гаммалау
Кодтау:
Мағыналы(арнайы кесте арқылы)
Символды (кодталған алфавит арқылы)
Басқа түрлері
Бөлу-тарату
Мағыналы
Механикалық
Ығыстыру-кеңілуі
Ақпаратық блоктың өлшеміне қарай криптоалгоритм мыналарға бөлінеді:
1. Потокті шифрлеу, онда кодтау бірлігі бір бит
2.блоктік шифр, кодтау бірлігі бірнеше байттан тұратын блок
Айырбастау әдісімен шифрлеу
Бұл шифрлеу әдісінің ең оңай түрі. Шифрленген мәтіннің
Біралфавитті қою
Ең оңай қою – шифрленген хабардың символдары сол
Кестені айырбастау мысалы:
А Б В Г Д Е Ж З
М Л Д О Т В А Ч
А Б В Г Д Е Ж З
Q W E R T Y U I
Жай айырбастаудың беріктік әдісі төмен.
Атбаш шифрлеуі
Кодтар ерте заманда криптограмма түрінде пайда болған. (ол
Цезарь шифрлеуі
Юлий Цезардің (б.з.д.100-44 ж.ж..) Цицерономен (б.з.д 106-43
Мысалы «ГДЕ АББА» хабарламасын шифрлау керек..
Цезарь шифрлауы айналымды деп аталады, ауыстыру кезінде,
АБВГДЕЁЖЗ
АБВГДЕЁЖЗИ
Ауыстыру нәтижесінде ЁЖЗ ГДДГ шифрограммасы пайда
Көп алфавитті бір контурлы қарапайым ауыстыру
Символдарды ауыстыру үшін бірнеше алфовит қолданылады, алфавиттар ауысымы
Орыс алфавиті үшін Вижинер таблицасы:
А Б В Г Д Е …
А А Б В Г Д Е …
Б Я А Б В Г Д …
В Ю Я А Б И Г …
Г Э Ю Я А Б В …
Д Ь Э Ю Я А Б …
Е Ы Ь Э Ю Я А …
… … … … … … … …
Шифрлеу және кері шифрлеу кезінде Вижинер матрицасын
Шифрлау кезінде символдар бірінші қатардың символдары қалған қатардың
a(1,i) -> a(k,i),
k – қатарды шифрлауға арналған номер.
Айналымды солға к элементің ауыстыру бірінші қатардың
a(1,i+k-1), егер ia(k,i)=
a(1,i-n+k-1), егер i>n-k+1
Кері шифрлау кезінде керісінше ауысу болады
a(k,i) -> a(1,i).
сондықтан мына тапсырмаларды орындау қажет кезектегі a(1,j)
a(k,j-k+1), егер j>=k
a(1,j)=
a(k,n-k+j+1), егер j
a(1,j-k+1), егер j>=k
a(1,j) ->
a(1,n-k+j+1), егер j
n бағаны мен m жолындағы шифрлеу блогының өлшемі
Шифрлеу келесі тәртіппен орындалады:
Шифрленетін мәтін n*m өлшемді шифрлеу блогын құра отырып
Шифрленген мәтін кілттік реттілікпен берілетін бағана нөмірлерінің өсу
Жаңа блок толтырылады және т.с.
Мысалы, ГРУЗИТЕ_АПЕЛЬСИНЫ_БОЧКАХ деген блогы 8*3 өлшемді және кілті
Қарапайым орын ауыстыру кестесінің түрі мынадай:
Кілт
5 8 1 3 7 4 6 2
Г Р У З И Т Е _
А П Е Л Ь С И Н
Ы _ Б О Ч К А Х
Шифрленген хабарлама:
УЕБ_НХЗЛОЕСЛГАЫЕИАИЬЧРП_
Кері шифрлеу келесі тәртіппен орындалады:
Шифрленген мәтіннен n*m өлшемді символдар блогы бөлінеді.
Бұл блок n топтарға m символдан бөлінеді.
Символдар нөмірлері блоктағы топтар нөмірлерімен сәйкес келетін орын
Символдардың жаңа блогы бөлінеді және т.с.
Кесте бойынша күрделендірілген орын ауыстыру
Орын ауыстыруды кесте бойынша күрделендіргенде шифрдің беріктігін жоғарлату
Түсіндіру үшін 8х8 өлшемді квадраттық кестені (матрицаны) алайық,
Мына хабарламаны шифрлеу керек деп есептейік:
НА ПЕРВОМ КУРСЕ ТЯЖЕЛО УЧИТЬСЯ ТОЛЬКО ПЕРВЫЕ ЧЕТЫРЕ
Онын матрицасын жазайық:
Н А _ П Е Р В О
М _ К У Р С Е _
Т Я Ж Е Л О _ У
Ч И Т Ь С Я _ Т
О Л Ь К О _ П Е
Р В Ы Е _ Ч Е Т
Ы Р Е _ Г О Д А
_ Д Е К А Н А Т
Матрицада «_» символымен тақыр белгіленеді.
Айналымдардың нәтижесінде мына шифровка алынады:
НМТЧРЫ_А_ЯИЛВРД_КЖТЬЫЕЕПУЕЬКЕ_КЕРЛСО_ГАРСОЯ_ЧОНВЕ_ПЕДАО_УТЕТАТ.
Берілген жағдайда кілт матрицаның өлшемі, ашық мәтіннің жазылу
Матрицаның жолға жазылу тәртібін жазбаның кілті деп атайық,
n x n өлшемді матрицаның көмегімен алынған криптограмманы
Орын ауыстыру әдісімен алынған криптограмманың дешифрация мысалын қарастырайық.
ДКАГЧЬОВА_РУААКОЕБЗЕРЕ_ДСОХТЕСЕ_Т_ЛУ
Шифрограмманы 6 символ бойынша топтарға бөлейік:
ДКАГЧЬ ОВА_РУ ААКОЕБ ЗЕРЕ_Д
Символдардың бірінші тобын 4 матрицаның бағанасына жазайық, себебі
1 2 3 4 5 6
1 2 3 4 5 6
1
Д
1
О
Д
2
К
2
В
К
3
А
3
А
А
4
Г
4
_
Г
5
Ч
5
Р
Ч
6
Ь
6
У
Ь
1 2 3 4 5 6
1 2 3 4 5 6
1
О
Д А
1 С О З Д А Е
2
В
К А
2 О В Е К А _
3
А
А К
3 Х А Р А К Т
4
_
Г О
4 Т _ Е Г О _
5
Р
Ч Е
5 Е Р _ Ч Е Л
6
У
Ь Б
6 С У Д Ь Б У
ХАРАКТЕР ЧЕЛОВЕКА СОЗДАЕТ ЕГО СУДЬБУ
Әрине, криптограмманың дешифрлеудің суреттелген процедурасын компьютерде автоматты түрде
Маршрут бойынша күрделендірілген орын ауыстыру
Шифрлеудің жоғары беріктігін гамильтондық түріндегі маршрут бойынша орын
Кубтың төбелерінің нөмірлері блок жасалғанда оны шифрленетін мәтіннің
Бірінші схема үшін шифрленетін блокта символдардың орын ауыстыру
Гиперкубтың мөлшері, Гамильтонның таңдалынатын маршруттарының түрлерінің саны әдістің
Қарапайым орын ауыстырудың беріктігі қолданылатын орын ауыстыру матрицасының
Гаммалау әдісімен шифрлеу
Әдістің мәні шифрленетін мәтіннің символдары жүйелі түрде гамма
Гамманы қоюды бірнеше тәсілдермен жүзеге асыруға болады, мысалы,
tш = tо XOR tг,
мұндағы tш,tо,tг – шифрленген символдарға, негізгі символға және
Мәтінді кері шифрлеу осындай формула бойынша жүзеге асады:
tо = tш XOR tг.
Аналитикалық айналымдардың көмегімен шифрлеу
Ақпараттың жеткілікті сенімді жабылуы шифрлеу кезінде кейбір аналитикалық
Кілт ретінде n*n өлшемді ||a|| квадраттық матрицасы беріледі.
Мәтіннің кері шифрленуі осындай сияқты айналымның көмегімен тек
2.3. Екікілтті криптографиялық жүйе
Екікілтті криптографиялық жүйе , екі кілтті қолдануды мінездейді.
12 сурет. Ашық кілтті шифрлеу жүйесі.
Ашық кілт шифрлеу үшін,ал құпия кілт керішифрлеу үшін
Ашық кілтпен шифрлеу және кері шифрлеу процестері келесідей
Y=Ez0(X),
X=Dzc(Y)=Dzc(Ez0 X)),
онда Х – ашық мәтін;
Y – шифрленген мәтін;
Z0 – ашық кілт;
Zc – құпия кілт;
Ezc – шифрлеу функциясы;
Dzo – керішифрлеу функциясы.
Құпия кілт шифрлеу үшін, ал ашық кілт кері
ЭЦҚ жүйелері шифрлеу және кері шифрлеу процестерін жүзеге
Y=Ezc(X),
X=Dzo(Y)=Dzo(Ezc(X))
онда Х – ашық мәтін;
Y – шифрленген мәтін;
Z0 – ашық кілт;
Zc – құпия кілт;
Ezc – шифрлеу функциясы;
Dzo – керішифрлеу функциясы.
Осымен қатар әлпеттің өзара нақтылығы үшін, шифрлеу және
Ezo Dzc = Ezc Dzo =е
мұнда е — бірлік түрлендіру.
Шифрлеу әдістері ең кем дегенде өзіне тән екі
• Заңды алушы кері
• Қарсыластың Қаскүнемі енмесе криптоаналитикі
Біржақты функцияларды зерттеу нәтижесінде екі кілтті криптографиялық алгоритмдердің
• Жай сандарды көбейту
• Дискретті дәрежені шығару
• Арқа қоржынды салуға арналған тапсырма
• Қателерді түзететің кодтық конструкцияны қолдану.
Дискретті дәрежені шығару әдісі
Шифрлеу әдістерінің бірнешесі белгілі, олар дәреженің дискреттік шығу
Ашық кілтпен ақпараттық қорғаудың криптографикалық әдістерінің
F(x)= хm mod n ( )
Арқа қоржынды салуға арналған әдіс
Арқа қоржынды салуға арналған тапсырмасын жүзеге асыру криптоалгоритмі
Мысал ретінде k=3231 санын алайық және а1,...a10
43, 129, 215, 473, 903, 302, 561, 1165,
k санының бір шама сандарды қосқанда ғана шығатының
13 сурет. Арқа қоржынды салуға арналған әдіс
129+473+903+561+1165=3231
3231 => 0101101100 (екілік вектор)
Осы сандарды қосу арқылы біз шешім таптық, яғни
2.4 Ашық кілтті криптожүйенің концепциясы
Бірбағыттағы функция
Ашық кілтті криптожүйенің барлық айқындамасы бірбағыттағы функцияны қолдануда
X и Y – еркін көптік . Функция
f(X) -> Y,
бірбағытты болып табылады, если для всех егерде барлық
Диффи-Хеллмана кілтінің таралу жүйесінің әдісі.
Криптографиялық жүйелерде әрбір қолданушы қосағы хабарламаны шифрлеу және
Осындай тектес жүйелердің ең алғашқысы Диффи-Хеллмана жүйесі
Қадам бойынша кілттерді алмастыру процедурасын қарастырайық.
Алғашқыда алекс және Юстас N және G мәндері
Содан кейін Алекс үлкен X бүтін санын
G^X MOD N есептейді. Сәйкесінше Юстас Y санын
Осыдан кейін Алекс және Юстас XX және YY
Юстастан YY санын алып, Алекс есептейді
K(1) =YY^X MOD N, а Юстас
K(2) = XX^Y MOD N.
Но (!)
YY^X MOD N = G^(X*Y) MOD N =
K(1) = K(2) = K.
Осы К саны хабарламаларды шифрлеуге арналған кілт болып
Ашық кілтті жүйелердің қалай қолданылатынын қарастырайық.
Пайдаланушы Алексте екі алгоритм бар: Е шифрлеу үшін
D(E(M)) = M, кез келген M хабарламасы үшін.
Қайтадан, дәстүрлі криптожүйелер үшін сияқты E және D
Ашық кілтті жүйелер егер тек қара жүрісті бір
ҚОРЫТЫНДЫ
Барлық криптоалгоритмнің классификациясының басты схемасы келесілер болып табылады:
Құпия жазу
Жіберуші және алушы хабарға өздеріне ғана белгілі өзгеріс
Кілттік криптография.
Жіберілетін мәліметтерге әсер ету алгоритмі басқаларға да белгілі,
Симметриялық криптоалгоритмдер хабарды шифрлеуге және шифрден алу үшін
Симметриялық емес криптоалгоритмдер.
Хабарды шифрлеу үшін бір ашық кілт қолданылады, яғни
Стеганография
Бұл жасандылық негізінде құпия хабардың барлығын жасыру жатыр.
Компьютерлік стеганграфия екі принципте базаландырылады:
- Абсолютті нақтылықты қажет ететін мәліметтердің басқа түрінен
- Адамның сезу мүшесінің қабілетсіздігін, яғни суреттің түсінің
Симметриялы криптожүйеде шифрлеу және дешифрлеу үшін бір кілт
Алуантүрлі криптогрфиялық әдістерді симметриялы криптожүйеде қайта құрылуын
Алмастыру – шифрленетін мәтін символдары сол символдармен немесе
Ауыстыру – шифрленетін мәтін символдары жіберілетін мәтін блогының
Аналогты қайта құру – шифрленетін мәтін кейбір
Комбинерленген қайта құру – қайта құрудың тізбегінің
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
1. Курс секций по предмету «защита информации» Некучаевой
2. Конев И.Р., Беляев А.В. Информационная безопасность предприятия.
3. Информатика. Практикум по технологии работы на компьютере.
4. С. Симонович, Г. Евсеев, А. Алексеев. Специальная
5. В.Г. Долголаптев. Работа в Excel 7. для0
6 Гончаров А. Excel 97 в примерах. -
7 Хомоненко А.Д., Гридин В.В. Microsoft Access. Быстрый
8 Пузырев В. Internet в операционной системе Microsoft
1кілт
(құпия)
1кілт
(құпия)
Шифрограмма
Мәтін
Мәтін
Шифрлеуші
Канал байланысы
Жіберуші
(тапсырушы)
Алушы
(қабылдаушы)
Керішифрлеуші
Ашық мәтіннің әріптер қатары
шифрограмманың әріптер матрицасы
