kriptografiax

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ШКОЛА №641 ИМЕНИ С. ЕСЕНИНА
СТРУКТУРНОЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ № 3 г. Москвы
Проект
История Криптографии
Выполнили: Епифанова Дарья, Плотникова Юлия
11 «К» класс.
Руководитель: Етова Юлия Вячеславовна.
 Цель и задачи……………………………………………………………………стр.3
Введение………………………………………………………………….……..стр.3
 История криптографии………………………………………………….…стр.5
 Современная криптография………………………………………..….стр.6
 Применение криптографии в современном мире…….....стр.8
 Понятие криптографии………………………………………….……….стр.9
 Виды криптографии……………………………………………………..…стр.10
 Наш шифр……………………………………………………………………..…стр.12
 Создание нашего шифра………………………………………….…….стр.13
 Применение нашего шифра………………………………………….стр.13
 Дальнейшие перспективы…………………………………….………стр.13
Цель и Задачи
Цель проекта – создание собственного шифра для защиты информации, ее
передачи и хранения
Задачи:
 Изучить историю криптографии
 Изучить классификацию шифров
 Создать шифр замены с помощью сайта www.fontstruct.com
Введение
Проблема
защиты
информации
путем
ее
преобразования,
исключающего ее прочтение посторонним лицом, волновала человеческий
ум с давних времен. История криптографии - ровесница истории
человеческого языка. Более того, первоначально письменность сама по себе
была криптографической системой, так как в древних обществах ею владели
только избранные. Священные книги Древнего Египта, Древней Индии тому
примеры.
С широким распространением письменности криптография стала
формироваться
как
самостоятельная
наука.
Первые
криптосистемы
встречаются уже в начале нашей эры. Так, Цезарь в своей переписке
использовал уже более менее систематический шифр, получивший его имя.
Бурное развитие криптографические системы получили в годы первой и
второй мировых войн. Начиная с послевоенного времени и по нынешний
день
появление
вычислительных
средств
ускорило
разработку
и
совершенствование криптографических методов.
Почему
проблема
использования
криптографических
методов
в
информационных системах (ИС) стала в настоящий момент особо актуальна?
С одной стороны, расширилось использование компьютерных сетей, в
частности глобальной сети Интернет, по которым передаются большие объемы информации государственного, военного, коммерческого и частного характера, не допускающего возможность доступа к ней посторонних лиц.
С другой стороны, появление новых мощных компьютеров, технологий
сетевых и нейронных вычислений сделало возможным дискредитацию
криптографических систем еще недавно считавшихся практически не
раскрываемыми.
Проблемой защиты информации путем ее преобразования занимается криптология. Криптология разделяется на два направления - криптографию и криптоанализ. Цели этих направлений прямо противоположны.
Криптография занимается поиском и исследованием математических
методов преобразования информации.
Сфера интересов криптоанализа - исследование возможности расшифровывания информации без знания ключей.
В своем проекте мы изучили криптологию ее историю и два
направления. А также придумали свой собственный шифр, который будет
представлен вам.
История криптографии
История криптографии насчитывает около 4 тысяч лет. В качестве основного
критерия
периодизации
криптографии,
возможно,
использовать
технологические характеристики используемых методов шифрования.
Первый период (приблизительно с 3-го тысячелетия до н. э.) характеризуется
господством моноалфавитных
шифров (основной
принцип —
замена
алфавита исходного текста другим алфавитом через замену букв другими
буквами или символами).
Второй период (хронологические рамки — с IX века на Ближнем Востоке
(Ал-Кинди) и с XV века в Европе (Леон Баттиста Альберти) — до начала XX
века) ознаменовался введением в обиход полиалфавитных шифров.
Третий период (с начала и до середины XX века) характеризуется
внедрением электромеханических устройств в работу шифровальщиков. При
этом продолжалось использование полиалфавитных шифров.
Четвёртый период — с середины до 70-х годов XX века — период перехода к
математической
криптографии.
Однако
до 1975
года криптография
оставалась «классической», или же, более корректно, криптографией с
секретным ключом.
Современный период развития криптографии (с конца 1970-х годов по
настоящее
время)
отличается
зарождением
и
развитием
нового
направления — криптография с открытым ключом. Правовое регулирование
использования криптографии частными лицами в разных странах сильно
различается — от разрешения до полного запрета.
Современная криптография образует отдельное научное направление на
стыке математики и информатики — работы в этой области публикуются в
научных журналах, организуются регулярные конференции. Практическое
применение криптографии стало неотъемлемой частью жизни современного
общества — её используют в таких отраслях как электронная коммерция,
электронный
документооборот
(включая цифровые
подписи),
телекоммуникации и других.
Современная криптография
Для современной криптографии характерно использование открытых
алгоритмов шифрования, предполагающих использование вычислительных
средств. Известно более десятка проверенных алгоритмов шифрования,
которые при использовании ключа достаточной длины и корректной
реализации
алгоритма
криптографической
стойки.
Распространенные
алгоритмы:

симметричные DES, AES, ГОСТ28147-89, Camellia, Twofish, Blowfish,
IDEA, RC4 и др.;

асимметричные RSA и Elgamal (Эль-Гамаль);

хэш-функций MD4, MD5, MD6, SHA-1, SHA-2, ГОСТ Р 34.11-94.
Во многих странах приняты национальные стандарты шифрования. В 2001
году в США принят стандарт симметричного шифрования AES на основе
алгоритма Rijndael с длиной ключа 128, 192 и 256 бит. Алгоритм AES
пришёл на смену прежнему алгоритму DES, который теперь рекомендовано
использовать только в режиме Triple DES.
В Российской Федерации действует стандарт ГОСТ 28147-89, описывающий
алгоритм блочного шифрования с длиной ключа 256 бит, а также
алгоритм цифровой подписи ГОСТ Р 34.10-2001.
Симметричное шифрование, симметричные шифры — способ
шифрования, в котором для шифрования и расшифровывания применяется
один
и
тот
асимметричного
же
криптографический ключ.
шифрования единственным
До
изобретения схемы
существовавшим
способом
являлось симметричное шифрование. Ключ алгоритма должен сохраняться в
секрете обеими сторонами. Алгоритм шифрования выбирается сторонами до
начала обмена сообщениями.
Криптографическая
система
ключом (или асимметричное
шифрование, асимметричный
система шифрования и/или электронной
с
цифровой
открытым
шифр) —
подписи (ЭЦП),
при
которой открытый ключ передаётся по открытому (то есть незащищённому,
доступному для наблюдения) каналу и используется для проверки ЭЦП и для
шифрования сообщения. Для генерации ЭЦП и для расшифровки сообщения
используется закрытый ключ. Криптографические системы с открытым
ключом в настоящее время широко применяются в различных сетевых
протоколах,
в
частности,
предшественнике SSL (лежащих
в
в
протоколах TLS и
основе HTTPS),
в SSH.
его
Также
используется в PGP, S/MIME.
Криптоанализ — наука о методах расшифровки зашифрованной
информации без предназначенного для такой расшифровки ключа.
Термин
был
введён
американским
криптографом Уильямом
Ф.
Фридманом в 1920 году. Неформально криптоанализ называют также
взломом шифра.
В большинстве случаев под криптоанализом понимается выяснение ключа;
криптоанализ
включает
также
методы
выявления
уязвимости
криптографических алгоритмов или протоколов.
Первоначально методы криптоанализа основывались на лингвистических
закономерностях естественного текста и реализовывались с использованием
только карандаша и бумаги. Со временем в криптоанализе нарастает роль
чисто математических методов, для реализации которых используются
специализированные криптоаналитические компьютеры.
Попытку
раскрытия
криптоанализа
конкретного
шифра
называют криптографической
с
применением
атакой на
методов
этот
шифр.
Криптографическую атаку, в ходе которой раскрыть шифр удалось,
называют взломом или вскрытием.
Криптографические примитивы
Построение криптостойких систем может быть осуществлено путём
многократного применения относительно простых криптографических
преобразований
(примитивов).
В
качестве
таких
примитивов Клод
Шеннон предложил использовать подстановки (substitution) и перестановки
(permutation). Схемы, реализующие эти преобразования, называются SPсетями. Часто используемыми криптографическими примитивами являются
также преобразования типа циклический сдвиг или гаммирование.
Криптографический
абстрактный
протокол
или
(англ. Cryptographic
protocol) —
конкретный протокол,
это
включающий
набор криптографических алгоритмов. В основе протокола лежит набор
правил,
регламентирующих
использование
криптографических
преобразований и алгоритмов в информационных процессах.
Применение криптографии в
современном мире
Электронная цифровая подпись — информация в электронной форме,
присоединенная к другой информации в электронной форме (электронный
документ) или иным образом связанная с такой информацией. Используется
для определения лица, подписавшего информацию (электронный документ).
По
своему
существу
электронная
собой реквизит электронного
документа,
подпись
представляет
позволяющий
установить
отсутствие искажения информации в электронном документе с момента
формирования
ЭП
и
проверить
принадлежность
подписи
владельцу сертификата ключа ЭП. Значение реквизита получается в
результате
криптографического
преобразования
информации
с
использованием закрытого ключа ЭП.
Электронная подпись предназначена для идентификации лица, подписавшего
электронный документ, и является полноценной заменой (аналогом)
собственноручной подписи в случаях, предусмотренных законом.
Использование электронной подписи позволяет осуществить:

Контроль целостности передаваемого документа: при любом случайном
или
преднамеренном
изменении
документа
подпись
станет
недействительной, потому что вычислена она на основании исходного
состояния документа и соответствует лишь ему.

Защиту от изменений (подделки) документа: гарантия выявления
подделки
при
контроле
целостности
делает
подделывание
нецелесообразным в большинстве случаев.

Невозможность отказа от авторства. Так как создать корректную подпись
можно, лишь зная закрытый ключ, а он известен только владельцу, он не
может отказаться от своей подписи под документом.

Доказательное подтверждение авторства документа: Так как создать
корректную подпись можно, лишь зная закрытый ключ, а он известен
только владельцу, он может доказать своё авторство подписи под
документом. В зависимости от деталей определения документа могут
быть подписаны такие поля, как «автор», «внесённые изменения», «метка
времени» и т. д.
Понятие криптография
Криптография - это наука о том, как обеспечить секретность сообщения.
Изначально криптография изучала методы шифрования информации —
обратимого преобразования открытого (исходного) текста на основе
секретного алгоритма и/или ключа в шифрованный текст (шифротекст).
Традиционная криптография образует раздел симметричных криптосистем, в
которых зашифрование и расшифрование проводится с использованием
одного и того же секретного ключа. Помимо этого раздела современная
криптография
включает
в
себя асимметричные
криптосистемы,
системы электронной цифровой подписи (ЭЦП), хеш-функции, управление
ключами, получение скрытой информации, квантовую криптографию.
Примеры шифров
Шифр замены характеризуется тем, что отдельные части сообщения
(буквы, слова, ...) или все сообщение заменяются на какие-либо другие
буквы, числа, символы и т.д. При этом замена осуществляется так, чтобы
потом по шифрованному сообщению можно было однозначно восстановить
передаваемое сообщение. Например, древнерусская тайнопись или шифр
«пляшущих человечков».
Шифр
перестановки
–
это
шифр,
в
котором
процедура
зашифрования заключается в перестановках элементов открытого текста или
их групп, сами элементы при этом остаются неизменными. Например, такие
шифры как шифр Цезаря и шифр «Сцитала».
Но чтобы разгадать любой шифр, нужен ключ к нему.
Ключ
—
параметр
шифра,
определяющий
выбор
конкретного
преобразования данного текста. В современных шифрах криптографическая
стойкость шифра целиком определяется секретностью ключа.
Наш шифр
Наш шифр называется Our Front. Он является шифром замены, так как в нем
русские буквы заменяются нашими придуманными иероглифами, а также
шифром перестановки. Чтобы использовать его для шифровки данных в
Word нужно выбрать наш шифр Front кА шрифт и печатать на английской
клавиатуре русскими буквами. Поэтому перевод в другой шрифт для
расшифровки не сработает.
Ключ к Our Font :
А - F
К - R
Х –[
Б -<
Л - K
Ц - W
В - D
М - V
Ч - X
Г - U
Н - Y
Ш - I
Д - L
О - J
Щ - O
Е - E
П - G
Ъ - ]
Ё -`
Р - H
Ы - S
Ж -;
С - C
Ь - M
З – P
Т - N
Э –’
И - B
У - E
Ю - >
Й - Q
Ф - A
Я - Z
Создание шифра Our Font
Создание нашего шифра происходило при помощи сайта fontstuck.com как
шрифта для работы в Word.
1. Зарегистрироваться на сайте fontstuck.com и войти на сайт
2. Затем выбираем в меню my FontStuck и заходим туда.
3. Находим вверху Create new FontStucktion и нажимаем.
4. Появиться поле, на котором и будет создаваться ваш будущий шрифт
5. Рисуем свой шрифт
6. После создания сохраняем шрифт и скачиваем на компьютер.
7. Затем устанавливаем его в шрифты Microsoft и работаем.
Применение Our Font
 Применять можно для шифровки данных, если они являются
секретными.
 Можно просто для переписки с друзьями, если не хотите чтобы ктонибудь понял, о чем написано в письме (для чего он изначально и
создавался).
Перспективы проекта
 Создание программы шифровки для собственного шифра
 Создать общую базу шифров
 На основе созданной базы разработать программу комбинированного
шифрования данных