Скляр Б. Цифровая связь (2003) (1151859), страница 212
Текст из файла (страница 212)
Последовательно создаваемые криптосистемы делятся на безугловио защищенаые или схемы, защищенные но вычислениям. Говорят, что система безусловно защищена, если информации, имеющейся у криптоаналитика, не достаточно для определения преобразований шифрования и дешифрования, независимо от того, какой вычислительной мошносп ю он располагает. Одна из таких систем, которая называется системой разового зололие- 909 14.1. Модели. цели и оанние системы шиФрования ния, включает шифрование сообщения с помощью случайного ключа, который применяется только один раз. Ключ никогда не используется повторно; следовательно, криптоаналитик не получает информации, которая может использоваться для расшифровки последующих передач, исполыующих тот же ключ.
Хотя такая система является безусловно защищенной (см. раздел 14.2.1), в общепринятой системе связи она применяется редко, поскольку для каждого нового сообщения необходимо распространить новый ключ, а это обычно затруднительно. Вообще, распределение ключей авторизованным пояьзователям является основной проблемой при использовании любой криптосистемы, даже если ключ применяется в течение продолжительного периода времени. Хотя и можно доказать, что некоторые системы являются безусловно защищенными, общей схемы доказательства защищенности произвольной криптосистемы в настоящее время не существует.
Таким образом, в спецификациях большинства криптосистем формально указывается, что они защищемм ло вычислениям на х лет; это означает, что при обстоятеяьствах, благоприятных для криптоаналитика (т.е. при использовании самых современных компьютеров), зашита системы может быть взломана за х лет, но никак не ранее. 14.1.3. Классические угрозы Самая незначительная криптоаналитическая угроза — это только ашака шифрованного шексна (с(р)зегтехг-оп1у ацасй).
При использовании этого метода криптоанализа криптоаналитик может иметь некоторую информацию об общей системе и языке, используемом в сообщении, но единственными важными ланными, имеющимися у него, является шифрованное сообщение, перехваченное из общедоступного канала.
Более серьезной угрозой для системы является атака известного открытого вмхста (хповп р1ашгехГ анасй). Она включает в себя знание открытого текста и его шифрованного эквивалента. Жесткая структура большинства бизнес-форм и языков программирования часто лает оппоненту множеспю априорных знаний об элементах открытого сообщения. Вооруженный этим знанием и шифрованным оюбщением, криптоаналитик может проводить криптоанализ с помощью известного открытого текста Рассмотрим пример из области дипломатии: если шифрованное сообщение обязывает министра иностранных дел сдепать определенное публичное заявление и он делает зто, не перефразируя сообщение, криптоаналитик может получить как шифрованный текст, так и его точный перевод в открытую версию.
Несмотря на то что атака известного открьпого текста не всегда возможна, она используется достаточно часто, чтобы система не считалась защищенной, если она не проектировалась для противостояния такому типу атак [2). Если криптоаналитик должен выбирать открытый текст для данного шифрованного сообщения, угроза называется атакой выбранного открытого тексша (сЬозеп р1а(пгехг ацасй). Во время Второй мировой войны такая атака использовалась Соединенными Штатами Америки для получения большей информации о японской криптосистеме. 20 мая 1942 года главнокомандующий Императорским Морским флотом адмирал Ямамото (Уашапюго) издал указ, детально излагающий тактику, которая должна была быть использована при атаке на острове Мидуэй. Этот указ был перехвачен подслушивающими постами союзников. К тому времени американцы узнали достаточно о японских кодах, чтобы дешифровать большинство сообщений.
Однако все еще под сомнением были некоторые важные моменты, такие как место атаки. Они подозревали, что символы "АР' обозначали остров Мидуэй, но для того, чтобы убедиться, Джозеф Рошфор (Уозерп Кос)зенон), глава военной разведки, решил использовать метод атаки выбранного открытого текста, чтобы обманным путем вынудить 910 японцев дать конкретное доказательство. По его приказу гарнизон острова Мидэуй выдал в эфир характерное открытое сообщение, в котором остров Мидуэй сообщал, что его завод по очистке воды вышел из строя.
Американским криптоаналитикам пришлось подождать всего два дня, после чего они перехватили японское шифрованное сообщение, в котором говорилось„что на АР не хватает чистой воды (1]. 14.1.4. Классические шифры Одним из ранних примеров моноалфавитного шифра был шифр Цезаря, который использовался Юлием Цезарем во времена его Галльских походов. Каждая буква исходного текста заменяется новой, полученной путем сдвига алфавита. На рис. 14.2, а изображено такое шифрующее преобразование, состоящее из трех циклических сдвигов алфавита. Если использовать этот алфавит Цезаря, сообщение "поьч ьа бзе йпе" (" время пришло!") шифруется следующим образом.
оненнвттетсс А В с 0 е Р 0 н ! з к ь м н о Р 0 и 5 т ц ч чт х ч 2 ц)нфраванньвнвет. 0 Е Е 6 Н ! З К Ь М и О Р 0 Н 5 Т ц Ч Чт Х Т 2 А В С в) б) Рик 14.2 примеры шифров: а) атфавитн Цезявя ет сдвивтм 3; лт' квадрат пвтидиуса Исходный текст: )ь) О % ! Б Т Н Е Т 1 М Е Шифрованный О К к. Е Ч % К Н % !. Р Н текст: Дешифрующий ключ — это просто число сдвигов алфавита; с выбором нового ключа код изменяется. Еще одна классическая система шифрования, изображенная на рис. 14.2, б, называется квадратом Полибиуса (Р01уЬ105 ат)ваге).
Вначале объединяются буквы 1 и Я и трактуются как один символ (в дешифрованном сообщении значение этой "двойной буквы" легко определяется из контекста). Получившиеся 25 симвояов алфавита размещаются в таблицу размером 5 х 5, Шифрование любой буквы производится с помощью выбора соответствующей пары чисел — строки и столбца (или столбца и строки). Ниже приведен пример шифрования того же сообщения "поьч 15 бзе гппе" с помощью квадрата Полибиуса.
Исходный текст; )ь) О % 1 Б Т Н Е Т 1 М Е Шифрованный 33 43 25 42 34 44 32 51 44 42 23 51 текст: Код изменяется путем перестановки букв в таблице 5 х 5. Цюгрессивнмй ключ Тритемвуса, который изображен на рис. 14.3, является примером лояиаяфааитного шифра. Строка, обозначенная как сдвиг О, совпадает с обычным порялком букв в алфавите. Буквы в следующей строке сдвинуты на олин символ влево с циклическим сдвигом оставшихся позиций. Каждая последующая строка получается с помощью 911 14 1 Мелели нели и оанние системы шитьооеания такого же сдвига алфавита на один символ влево относительно предыдушей строки. Это продолжается до тех пор, пока в результате циклических сдвигов алфавит не будет смешен на все возможные позиции. Один из методов использования такого алфавита заключается в выборе первого символа шифрованного сообшения из строки, полученной при сдвиге на 1 символ, второго символа — из строки, полученной при сдвиге на 2 символа, и тд.
Ниже приведен пример сообщения„зашифрованного подобным образом. Открытый текст: е ь с с е 1 е ь 1 1 к 1юесрегл1ичи Рис. 14.3. 11ргиреесивный ключ Тритяеииуеа Исходный текст: )к! О % 1 В Т Н Е Т 1 М Е Шифрованный О !) е. М Х 2. О М С Б Х !2 текст: Существует несколько интересных способов испояьзования прогрессивного шифра Тритемиуса. В одном из них, называемом мегнаддн ключа Вигмера (Укеепег )геу пег)тод), применяется ключевое слово !)сеуаогд). Этот ключ диктует выбор строк для шифрования и дешифрования каждого последующего символа в сообщении.
Предположим, что в качестве ключа выбрано слово "ТУРЕ'*; тогда сообшение, зашифрованное с применением метода Вигнера, выглядит следуюгцим образом. Ключ: Т У Р Е Т У Р Е Т У Р Е Исходный текст: !ч! О % 1 Б Т Н Е Т ! М Е Шифрованный О М Ь М Ь В % 1 М С В 1 текст: Глава 14. Шифрование и дешифрование Сдвиг: е д в г с З О 4 Е 5 Г 6 0 т н 8 1 е 10 К 11 1г м 1З Н 14 О 15 Р тв а 1Т В 15 З 15 т го о ю ч гг а гз х 24 у 25 2 В С О Е С О Е Г О Е Г 0 ЕГОН гон 0 Н н~зк зкь з к ьм к ьмн ьмно МНОР М 0 Р О агав Р а я 3 авзт язто зточ т о ча очах чвх у ах у 2 хугд у 2 да гдвс АВСО ГОН1ЗК ОН1ЛКЬ Н1ЗКЬМ 4 К ЬМН 4 КЬМНО ККМНОР ММОРО многая МО Рая 5 О Р О Я 3 Т Рая 5 то а в 3 т о ч в з т о ча з т о чах точаху очах у 2 чаху 2 А вх у г д в Х У 2 А В С угдвсо 2 А В С О Е АВСОЕ В С О Е Г 0 С О Е Г 0 Н ОЕГОН1 ЕГОН14 ьмно МНОР МОРО оган Равз авзт взто зточ точа очах чаху ахуг хугд Угда гдвс ДВСО ВСОЕ соег СЕГО ЕГОН ГОН1 СН1 Н1ЛК зкь з к ьм кьмм Равзт овзто я 5точ з т о ча т о чах о чах у ч а х у г ахугд хугдв угдвс 2дво о А В С О Е В С О Е Г С О Е Г 0 О Е Г 0 Н Е Г 0 Н 1 ГОН ОН1ЗК Н14КЬ з к ьм з к ьмн к омно ЬМНОР и м О Р а Н О Р О Я агава очв ч ах вх у ХУ 2 у ге гдв А В С в со сое О Е Г Е Г 0 ГОН 0 Н Н 1 Л 1,1 К к К 1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
