ИП Низовский-ОБРАЗЕЦ. Криптографические методы защиты информации
 Скачать 41.98 Kb.
|
|
Министерство образования и науки Кузбасса государственное профессиональное образовательное учреждение «Сибирский политехнический техникум» ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ По дисциплине: «ИНФОРМАТИКА» По теме: «Криптографические методы защиты информации» Выполнил: Студент группы СБ-18 Низовский А.П. Научный руководитель: Преподаватель информатики Абызова Светлана Алексеевна Кемерово 2019 Содержание 1. Введение………………………………………………………………………3 Актуальность темы…………………………………………………………...3 Цель работы…………………………………………………………………...4 Задачи……………………………………………………………………….4 Предмет исследования……………………………………………………..4 Объект исследования………………………………………………………4 Методы исследования……………………………………………………...4 2. Исследование теоретического вопроса……………………………………...4 1. История криптографии………………………………………………………..4 2. Алгоритм шифрования RSA………………………………………………….5 3. Шифр Виженера………………………………………………………………6 3. Практическая часть…………………………………………………………...8 4. Вывод…………………………………………………………………………..9 5. Список литературы……………………………………………………………10 1. Введение Актуальность темы Актуальность темы нашей работы определяется тем, что в настоящее время необходимо защищать конфиденциальную информацию. В современном мире криптографическая защита информации имеет огромное значение. Объясняется это тем, что огромное количество информации и колоссальное количество пользователей сети «Интернет», должно быть защищено. Люди издревле пытались сохранить свою информацию в тайне, для этого они разрабатывали различные схемы, методы, алгоритмы кодирования и шифрования информации. Основные методы криптографии нацелены в первую очередь на превращение открытого текста в нечитаемый текст, который сложно понять без секретного ключа, известного только доверенным лицам. Цель работы Сравнение методов защиты информации с использованием криптографии. Задачи 1. Выяснить что такое криптография. 2. Дать характеристику методам шифрования. 3. Сделать выводы на основе полученной информации. Объект исследования: Сайты, техническая литература. Предмет исследования: Криптографические методы защиты информации. Методы исследования: Эмпирические: теоретический разбор научных и учебно-методических источников по данной теме, изучение литературы. 2. Исследование теоретического вопроса 1. История криптографии «Криптография» - наука о способах обеспечения конфиденциальности, целостности данных и аутентификации. Криптография – одна из старейший наук, её история насчитывает несколько тысяч лет. Изначально криптография изучала методы шифрования информации – обратимого преобразования открытого текста на основе секретного алгоритма или ключа в шифрованный текст. История криптографии насчитывает около 4 тысячи лет. В качестве основного критерия периодизации криптографии, возможно, использовать технологические характеристики используемых методов шифрования. Четвертый период – с середины до семидесятых годов (70-х) двадцатого века (ХХ) – период перехода к математической криптографии. Её появление знаменуется не только новыми техническими возможностями, но и сравнительно широким распространением криптографии для использования частными лицами. Традиционная криптография образует раздел симметричных криптосистем, в которых зашифрование и расшифрование проводится с использованием одного и того же секретного ключа. Криптография не занимается защитой от обмана, подкупа или шантажа, кражи ключей и других угроз информации, возникающих в защищенных системах передачи данных. Современная криптография образует отдельное научное направление на стыке математики и информатики – работы в жатой области публикуются в научных журналах. Практическое применение криптографии стало неотъемлемой частью жизни современного общества. 2. Алгоритм шифрования RSA Алгоритм RSA был разработан в 1977 году Роном Ривестом, Ади Шамиром и Леном Адлеманом и опубликован в 1978 году. С тех пор алгоритм Rivest-Shamir-Adleman (RSA) широко применяется практически во всех приложениях, использующих криптографию с открытым ключом. Опубликованная в ноябре 1976 года статья Уитфилда Диффи и Мартина Хеллмана «Новые направления в криптографии» перевернула представление о криптографических системах, заложив основы криптографии с открытым ключом. Разработанный впоследствии алгоритм Диффи — Хеллмана позволял двум сторонам получить общий секретный ключ, используя незащищенный канал связи. Однако этот алгоритм не решал проблему аутентификации. Без дополнительных средств пользователи не могли быть уверены, с кем именно они сгенерировали общий секретный ключ. RSA — криптографический алгоритм с открытым ключом, основывающийся на вычислительной сложности задачи факторизации больших целых чисел. Надёжность шифрования обеспечивается тем, что третьему лицу (старающемуся взломать шифр) очень трудно вычислить закрытый ключ по открытому. Оба ключа вычисляются из одной пары простых чисел (A и B). То есть ключи связаны между собой. Но установить эту связь очень сложно. Основной загвоздкой является разделение целого модуля на простые сомножители A и B. Если число является произведением двух очень больших простых чисел, что его очень трудно разложить на множители. 3. Шифр Виженера  Шифр Виженера — метод полиалфавитного шифрования буквенного текста с использованием ключевого слова. Этот метод является простой формой многоалфавитной замены. Шифр Виженера изобретался многократно. Впервые этот метод описал Джовани Баттиста Беллазо в книге La cifra del. Sig. Giovan Battista Bellasо в 1553 году, однако в XIX веке получил имя Блеза Виженера, французского дипломата. Метод прост для понимания и реализации, он является недоступным для простых методов криптоанализа. Этот шифр сложнее, чем моноалфавитные. Представим, что у нас есть таблица, построенная по тому же принципу, что и приведенная выше, и ключевое слово, допустим, «CHAIR». Шифр Виженера использует тот же принцип, что и шифр Цезаря, за тем исключением, что каждая буква меняется в соответствии с кодовым словом. В нашем случае первая буква послания будет зашифрована согласно шифровальному алфавиту для первой буквы кодового слова (в нашем случае «С»), вторая буква — согласно алфавиту для второй буквы кодового слова («H»), и так далее. В случае, если послание длиннее кодового слова, то для (k*n+1)-ой буквы (где n — это длина кодового слова) вновь будет использован алфавит для первой буквы кодового слова, и так далее. Очень долгое время шифр Виженера считался невзламываемым. Чтобы его расшифровать, для начала угадывают длину кодового слова и применяют частотный анализ к каждой n-ной букве послания, где n — предполагаемая длина кодового слова. Если длина была угадана, верно, то и сам шифр вскроется с большей или меньшей долей вероятности. Если предполагаемая длина не дает верных результатов, то пробуют другую длину кодового слова, и так далее до победного конца. 3. Практическая часть Нами было исследовано два метода шифрования информации. Это RSA и шифр Виженера. Полученные данные можно использовать в защите информации. С помощью шифрования обеспечиваются три состояния безопасности информации: 1.Конфиденциальность: Шифрование используется для скрытия информации от неавторизованных пользователей при передаче или при хранении. 2. Целостность: Шифрование используется для предотвращения изменения информации при передаче или хранении. 3. Идентифицируемость: Шифрование используется для аутентификации источника информации и предотвращения отказа отправителя информации от того факта, что данные были отправлены именно им. Отличие RSA от шифра Виженера: RSA преобразует исходный открытый текст в HEX и использует два множителя в качестве ключа. Шифр Виженера наоборот, использует устаревший шифр Цезаря, но с одним отличием. Необходимо знать ключевое слово, иначе дешифровать закодированное слово/предложение будет крайне тяжёлым испытанием. Их сходство состоит в том, что они были придуманы с одной целью – защиты информации от третьих лиц. 4. Вывод Из вышесказанного следует, что криптография плотно нашла себе место в современном мире. Подводя итоги необходимо подчеркнуть, что криптографические методы защиты информации стали широко использоваться не только в сфере электронных платежей, но и в других «уголках» интернета. В заключении следует отметить, что необходимость криптографии, в сети интернет, имеет огромное значение. Даже самые банальные операции, в виде ввода логина и пароля в вашей любимой соцсети, требуют криптографического шифрования. Главный вывод, который я сделал: значимость криптографических методов защиты информации в нашей цифровой эпохе очень велика. Практическая значимость: В результате проведенной работы мною была составлена памятка для шифра Виженера. Данная памятка может быть использована на занятиях информатики, в качестве демонстрации. 5. Используемая литература 1. Хильта А.Ю. Практическое применение алгоритма Виженера // Молодежный научный форум: Технические и математические науки: электр. сб. ст. по мат. XLI междунар. студ. науч.-практ. конф. № 1(41). URL: https://nauchforum.ru/archive/MNF_tech/1(41).pdf (дата обращения: 20.03.2019) 2. Воронов М. В. Математика для ст-тов гуманитарных факультетов: Учебник для напр. и спец. вузов: 030000, 050000, 520000, 630000 / М. В. Воронов, Г. П. Мещерякова; Санкт – Петерб. гос. ун-т техн. и дизайна: Ростов н/Д: Феникс, 2007. - 384 с. 3. Грес П. В. Математика для гуманитариев: Учебн. пособие для ст-тов вузов / П. В. Грес. – М.: Логос, 2009. – 120 с. 4. Жолков С. Ю. Математика и информатика для гуманитариев: Учебник для ст-тов гуманит. спец. и напр. вузов / С. Ю. Жолков. – М.: Гардарики, 2007. – 531 с. 5. Степанов А. Н. Информатика: учебник для ст-тов вузов / Степанов А.Н. – 5-е изд. – СПб: Питер, 2007. – 765 с. 6. Турецкий В. Я. Математика и информатика: Учебное пособие для ст-ов вузов, обуч. по гуманит. напр. и спец. / Турецкий В. Я.; Уральский гос. ун-т. 3-е изд., перераб. и доп. – М.: ИНФРА – М., 2008. – 560 с. |