Rohos - Удобная защита информации от посторонних глаз. USB флешка как Ключ для входа в Windows.
Легкий способ Шифрования Диска
  Начало Загрузить Форум Купить  
 
Обзор алгоритмов Шифрования

Вкратце: Сейчас в основе всех технологий по защите данных от несанкционированного доступа или электронной комерции лежит наука Криптография, которая является частью науки Криптологии. В свою очередь, эта наука использует различные методы и алгоритмы, с которыми мы сейчас ознакомимся.

Для того, чтобы ваша информация, пройдя шифрование, превратилась в "информационный мусор", бессмысленный набор символов для постороннего, используются специально разработанные методы - алгоритмы шифрования.
Такие алгоритмы разрабатываются учеными математиками или целыми коллективами сотрудников компаний или научных центров.



Пользователи, которые читали эту статью, также заходили на страничку: Выбор стойких паролей (Борьба с подглядыванием паролей и клавиатурными шпионами)

Обычно, новые алгоритмы шифрования публикуются для всеобщего ознакомления и изучаются в специализированных научных центрах. Результаты таких изучений тоже публикуются для всеобщего ознакомления.

Симметричные алгоритмы
Алгоритмы шифрования делятся на два больших класса: симметричные (AES, ГОСТ, Blowfish, CAST, DES) и асимметричные (RSA, El-Gamal). Симметричные алгоритмы шифрования используют один и тот же ключ для зашифровывания информации и для ее расшифровывания, а асимметричные алгоритмы используют два ключа - один для зашифровывания, другой для расшифровывания.

Если зашифрованную информацию необходимо передавать в другое место, то в этом надо передавать и ключ для расшифрования. Слабое место здесь - это канал передачи данных - если он не защищенный или его прослушивают, то ключ для расшифрования может попасть к злоумышленику. Системы на ассиметричных алгоритмах лишены этого недостатка. Поскольку каждый участник такой системы обладает парой ключей: Открытым и Секретным Ключом.



Ключ шифрования
Это случайная или специальным образом созданная по паролю последовательность бит, являющаяся переменным параметром алгоритма шифрования.
Если зашифровать одни и те же данные одним алгоритмом, но разными ключами, результаты получатся тоже разные.

Обычно в Программах для шифрования (WinRAR, Rohos и т.д.) ключ создается из пароля , который задает пользователь.

Ключ шифрования бывает разной длины, которая, как правило, измеряется в битах. С увеличением длины ключа повышается теоритическая стойкость шифра. На практике это не всегда верно.
В криптографии считается, что механизм шифрования - это несекретная величина, и злоумышленник может иметь полный исходный код алгоритма шифрования, а также зашифрованный текст (правило Керкхоффа). Еще одно допущение, которое может иметь место - злоумышленник может знать часть незашифрованного (открытого) текста.

Стойкость алгоритма шифрования.
Алгоритм шифрования считается стойким до тех пор, пока не будет доказано обратное. Таким образом, если алгоритм шифрования опубликован, существует более 5 лет, и для него не найдено серьезных уязвимостей, можно считать, что его стойкость подходит для задач защиты секретной информации.

Теоретическая и практическая стойкость.
В 1949 г. К.Э. Шеннон опубликовал статью "Теория связи в секретных системах". Шеннон рассматривал стойкость криптографических систем как Практическую и Теоритическую. Вывод по теоритической стойкости до сих пор остается пессимистическим: длина ключа должна быть равна длине открытого текста.
Поэтому Шеннон также рассмотрел вопрос и по практической стойкости криптографических систем. Надежна ли система, если злоумышленник обладает ограниченным временем и вычислительными ресурсами для анализа перехваченных сообщений ?
Обычно уязвимости находят в программах, которые шифруют данные по какому-либо алгоритму. В этом случае, программисты допускают ошибку в логике программы или в криптографическом протоколе, благодaря чему, изучив, как работает программа (на низком уровне), можно в итоге получить доступ к секретной информации.

Взлом алгоритма шифрования
Считается, что криптосистема раскрыта, если злоумышленник сможет вычислить секретный ключ, а также выполнить алгоритм преобразования, эквивалентный исходному криптоалгоритму. И чтобы этот алгоритм был выполним за реальное время.

В криптологии есть подраздел - криптоанализ, который изучает вопросы взлома или подделывания зашифрованных сообщений. Существует много способов и методов криптоанализа. Самый популярный - это метод прямого перебора всех возможных значений ключа шифрования (так называемым методом "грубой силы" или brute force). Суть данного метода состоит в переборе всех возможных значений ключа шифрования до тех пор, пока не будет подобран нужный ключ.
На практике это означает, что злоумышленник должен :
  • Иметь в распоряжении криптосистему (т.е. программу) и примеры зашифрованных сообщений.
  • Разобраться в криптографическом протоколе. Иначе говоря, как программа шифрует данные.
  • Разработать и реализовать алгоритм перебора Ключей для этой криптосистемы.
Как определить, что ключ верный или нет ?
Все зависит от конкретной программы и реализации протокола шифрования. Обычно, если после расшифрования получился 'мусор', то это неверный Ключ. А если более менее осмысленный текст (это можно проверить), то значит, Ключ верный.



Алгоритмы шифрования
AES (Rijndael). В настоящее время является федеральным стандартом шифрования США. Утвержден министерством торговли в качестве стандарта 4 декабря 2001 года. Решение вступило в силу с момента опубликования в федеральном реестре (06.12.01). В качестве стандарта принят вариант шифра только с размером блока 128 бит.

Время/место разработки 1997 год, Бельгия
Авторы Йоан Дамен (Joan Daemen), Винсент Раймен (Vincent Rijnmen)
Архитектура "Квадрат"
Размер ключа, бит 128, 192, 256
Патент Не запатентован



ГОСТ 28147-8. Стандарт Российской Федерации на шифрование и имитозащиту данных. Первоначально имел гриф (ОВ или СС - точно не известно), затем гриф последовательно снижался, и к моменту официального проведения алгоритма через Госстандарт СССР в 1989 году был снят. Алгоритм остался ДСП (как известно, ДСП не считается грифом). В 1989 году стал официальным стандартом СССР, а позже, после распада СССР, федеральным стандартом Российской Федерации.

Время/место разработки Предположительно вторая половина 70-х. Разработан в бывшем 8-м Главном Управлении КГБ СССР или в одном из секретных НИИ в его системе
Авторы Не известны
Архитектура Классическая сбалансированная сеть Файстеля.
Размер ключа, бит 256
Патент Не запатентован



Blowfish Сложная схема выработки ключевых элементов существенно затрудняет атаку на алгоритм методом перебора, однако делает его непригодным для использования в системах, где ключ часто меняется, и на каждом ключе шифруется небольшие по объему данные. Алгоритм лучше всего подходит для систем, в которых на одном и том же ключе шифруются большие массивы данных.

Время/место разработки 1993 год
Авторы Брюс Шнайер (Bruce Schneier)
Архитектура Сбалансированная сеть Файстеля.
Размер ключа, бит 32 - 448
Патент Не запатентован



DES Федеральный стандарт шифрования США в 1977-2001 годах. В качестве федерального стандарта США принят в 1977 году. В декабре 2001 года утратил свой статус в связи с введением в действие нового стандарта.

Время/место разработки Создан в 1972-1975 годы в исследовательской лаборатории корпорации IBM
Авторы Группа под руководством д-ра. У. Тачмена
Архитектура Классическая сбалансированная сеть Файстеля с начальной и конечной битовыми перестановками общего вида.
Размер ключа, бит 56
Патент Не запатентован



CAST В некотором смысле аналог DES.

Авторы К. Адамс (C. Adams) и С. Таварес (S. Tavares)
Размер ключа, бит 128, 256
Патент Не запатентован


Ссылки:

www.codenet.ru/progr/alg/enc
Алгоритмы шифрования, Обзор, информация, сравнение.

http://www.enlight.ru/crypto
Материалы по асимметричному шифрованию, цифровой подписи и другим "современным" криптографическим системам.


Александр Великанов,
Ольга Чебан,
Tesline-Service SRL.

Дата: 1 Марта 2004




Наши программы:   Шифрование диска  |   Контроль доступа  |   Пароль на USB flash drive. PIN код