Блочные методы шифрования

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Реферат

Курсовая работа:

Ключевые слова:

· Шифрование;

· Дешифрование;

· Блочный шифр;

· Сеть Фейстеля;

· Криптостойкость.

Цель работы:

Ознакомление с блочными методами шифрования. Приобретение практических навыков шифрования и дешифрования инфрормации с помощью сети Фейстеля.

Основные результаты:

В данной курсовой работе, шифруется и дешифруется слово - Стрелец.

Для начала, каждая буква переводится в двоичную систему, затем делится на 2 блока по 16 бит, а потом каждый блок разбивается на 2 подблока по 8 бит.

После этого записывается произвольный 32-битный ключ и разбивается на 4 подключа по 8 бит. Далее, создаётся Sблок, состоящий из двух блоков - S1 и S2. Оба S блока представляют собой перестановку чисел в диапазоне от 0 до 15. Таблица перестановки для каждого S блока задается самостоятельно.

Шифрование и дешифрование производится методом блочного шифра - сеть Фейстеля, описанного ниже.

Введение

Основным видом криптографического преобразования информации является шифрование - процесс преобразования открытой информации в зашифрованную информацию или процесс обратного преобразования зашифрованной информации в открытую. Процесс преобразования открытой информации в закрытую получил название шифрование, а процесс преобразования закрытой информации в открытую - дешифрование.

За многовековую историю использования шифрования информации человечеством изобретено множество методов шифрования или шифров. Методом шифрования (шифром) называется совокупность обратимых преобразований открытой информации в закрытую информацию в соответствии с алгоритмом шифрования. Большинство методов шифрования не выдержали проверку временем, а некоторые используются и до сих пор. Современные методы шифрования должны отвечать следующим требованиям:

· стойкость шифра противостоять криптоанализу (криптостойкость) должна быть такой, чтобы вскрытие его могло быть осуществлено только путем решения задачи полного перебора ключей;

· криптостойкость обеспечивается не секретностью алгоритма шифрования, а секретностью ключа;

· шифртекст не должен существенно превосходить по объему исходную информацию;

· ошибки, возникающие при шифровании, не должны приводить к искажениям и потерям информации;

· время шифрования не должно быть большим;

· стоимость шифрования должна быть согласована со стоимостью закрываемой информации.

Криптостойкость шифра является его основным показателем эффективности. Она измеряется временем или стоимостью средств, необходимых криптоаналитику для получения исходной информации по шифртексту, при условии, что ему неизвестен ключ.

Сохранить в секрете широко используемый алгоритм шифрования практически невозможно. Поэтому алгоритм не должен иметь скрытых слабых мест, которыми могли бы воспользоваться криптоаналитики. Если это условие выполняется, то криптостойкость шифра определяется длиной ключа, так как единственный путь вскрытия зашифрованной информации - перебор комбинаций ключа и выполнение алгоритма расшифрования.

Таким образом, время и средства, затрачиваемые на криптоанализ, зависят от длины ключа и сложности алгоритма шифрования.

Теоретическая часть

В данной курсовой работе, был использован блочный шифр - сеть Фейстеля.

Блочный шифр -- разновидность симметричного шифра. Особенностью блочного шифра является обработка блока нескольких байт за одну итерацию (как правило 8 или 16). Блочные криптосистемы разбивают текст сообщения на отдельные блоки и затем осуществляют преобразование этих блоков с использованием ключа.

В блочных шифрах используются следующие основные операции:

· сложение по модулю 2;

· сложение по модулю ;

· циклический сдвиг на некоторое число битов;

· различные подстановки и перемещение битов.

Сеть Фейстеля.

Широкое распространение в блочных шифрах получила сеть Фейстеля, названная в честь американского инженера Хорста Фейстела (1915-1990гг.). В ней входной блок делится на два подблока равной длины, которые называют ветвями (правая R и левая L). Каждая ветвь обрабатывается независимо от другой. Такое преобразование выполняется несколько раундов. Считается, что приемлемое с точки зрения безопасности число раундоа - от 8 до 32.

Структура i-ого раунда показана на рис.1



Здесь же штриховой линией обозначена структура заключительного раунда

Функция F называется образующей. В отношении её выбора четких стандартов не существует. Как правило, эта функция представляет собой последовательность подстановок, перестановок и циклических сдвигов, зависящих от подключа.

Сеть Фейстеля является обратимой, т.е, процедуры шифрования и дешифрования совпадают с тем исключением, что подключи при дешифровании используются в обратном порядке.

шифрование блочный фейстель криптостойкость

Практическая часть

Таблица перевода чисел и букв в двоичную систему

0	А	00000
1	Б	00001
2	В	00010
3	Г	00011
4	Д	00100
5	Е	00101
7	Ж	00110
8	З	00111
9	И	01000
10	Й	01001
11	К	01010
12	Л	01011
13	М	01100
14	Н	01101
15	О	01110
16	П	01111
17	Р	10000
18	С	10001
19	Т	10010
20	У	10011
21	Ф	10100
22	Х	10101
23	Ц	10110
24	Ч	10111
25	Ш	11000
26	Щ	11001
27	Ъ	11010
28	Ы	11011
29	Ь	11100
30	Э	11101
31	Ю	11110
32	Я	11111

Стрелец

10001100|10100000|01010101|10010110|11001101|00000000

Ключ:

00000000|00000000|00000000|00000000

K1:00000000

K2:00000000

K3:00000000

K4:00000000

S1	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0

S2	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	0

Шифрование. 1 часть

10001100 10100000

± К1

00000000

v

10100000

vSблок

10 0

5 1

01010001 сдвиг на 2

01000101

±

11001001

v

10100000 11001001

± К2

00000000

v

11001001

vSблок

12 9

3 10

00111010 сдвиг на 2

11101000

±

01001000

v

11001001 01001000

± К3

00000000

v

01001000

vSблок

4 8

11 9

10111001 сдвиг на 2

11100110

±

00101111

v

01001000 00101111

± К4

00000000

v

00101111

vSблок

2 15

13 0

11010000 сдвиг на 2

01000011

±

00001011

v

00001011

Дешифрование. 1 часть

00001011 00101111

± К4

00000000

v

00101111

vSблок

2 15

13 0

11010000 сдвиг на 2

01000011

±

01001000

v

00101111 01001000

± К3

00000000

v

01001000

vSблок

4 8

11 9

10111001 сдвиг на 2

11100110

±

11001001

v

01001000 11001001

± К2

00000000

v

11001001

vSблок

12 9

3 10

00111010 сдвиг на 2

11101000

±

10100000

v

11001001 10100000

± К1

00000000

v

10100000

vSблок

10 0

5 1

01010001 сдвиг на 2

01000101

±

10001100

v

10100000 00101011

Шифрование. 2 часть

01010101 10010110

± К1

00000000

v

10010110

vSблок

9 6

6 7

01100111 сдвиг на 2

10011101

±

11001000

v

10010110 11001000

± К2

00000000

v

11001000

vSблок

12 8

3 9

00111001 сдвиг на 2

11100100

±

01110010

v

11001000 01110010

± К3

00000000

v

01110010

vSблок

7 2

8 3

10000011 сдвиг на 2

00001110

±

11000110

v

01110010 11000110



± К4

00000000

v

11000110

vSблок

12 6

3 7

00110111 сдвиг на 2

11011100

±

10101110

v

10101110

Дешифрование. 2 часть

10101110 11000110

± К4

00000000

v

11000110

vSблок

12 6

3 7

00110111 сдвиг на 2

11011100

±

01110010

v

11000110 01110010

± К3

00000000

v

01110010

vSблок

7 2

8 3

10000011 сдвиг на 2

00001110

±

11001000

v

01110010 11001000

± К2

00000000

v

11001000

vSблок

12 8

3 9

00111001 сдвиг на 2

11100100

±

10010110

v

11001000 10010110

± К1

00000000

v

10010110

vSблок

9 6

6 7

01100111 сдвиг на 2

10011101

±

01010101

v

10010110 01010101

Шифрование. 3 часть

11001101 00000000

± К1

00000000

v

00000000

vSблок

0 0

15 1

11110001 сдвиг на 2

11000111

±

00001010

v

00000000 00001010

± К2

00000000

v

00001010

vSблок

0 10

15 11

11111011 сдвиг на 2

11101111

±

11101111

v

00001010 11101111

± К3

00000000

v

11101111

vSблок

14 15

1 0

00010000 сдвиг на 2

01000000

±

01001010

v

11101111 01001010



± К4

00000000

v

01001010

vSблок

4 10

11 11

10111011 сдвиг на 2

11101110

±

00000001

v

00000001

Дешифрование. 3 часть

00000001 01001010

± К4

00000000

v

01001010

vSблок

4 10

11 11

10111011 сдвиг на 2

11101110

±

11101111

v

01001010 11101111

± К3

00000000

v

11101111

vSблок

14 15

1 0

00010000 сдвиг на 2

01000000

±

00001010

v

11101111 00001010

± К2

00000000

v

00001010

vSблок

0 10

15 11

11111011 сдвиг на 2

11101111

±

00000000

v

00001010 00000000

± К1

00000000

v

00000000

vSблок

0 0

15 1

11110001 сдвиг на 2

11000111

±

11001101

v

00000000 11001101

Заключение

Ознакомились с блочными методами шифрования. Приобрели практические навыки шифрования и дешифрования информации с помощью сети Фейстеля.

Список используемой литературы

1. Д.Н. Голышев, С.В. Моторин «Криптографическая защита информации».

2. Лекционный материал по дисциплине «Информационная безопасность и защита информации».

3. Д. . Голышев «Информационная безопасность и защита информации».

Размещено на Allbest.ru