Лекция. Криптология и основные этапы ее развития Криптология и основные этапы её развития. План лекции: 1. История становления криптологии как науки. 2. Основные понятия. История становления криптологии как науки С зарождением человеческой цивилизации возникла необходимость передачи информации одним людям так, чтобы она не становилась известной другим. Сначала люди использовали для передачи сообщений исключительно голос и жесты. С возникновением письменности задача обеспечения секретности и подлинности передаваемых сообщений стала особенно актуальной. Поэтому именно после возникновения письменности появилось искусство тайнописи, искусство "тайно писать" набор методов, предназначенных для секретной передачи записанных сообщений от одного человека другому. Человечество изобрело большое число способов секретного письма, например, симпатические чернила, которые исчезают вскоре после написания ими текста или невидимы с самого начала, "растворение" нужной информации в сообщении большего размера с совершенно "посторонним" смыслом, подготовка текста при помощи непонятных знаков. Криптография возникла именно как практическая дисциплина, изучающая и разрабатывающая способы шифрования сообщений, то есть при передаче сообщений - не скрывать сам факт передачи, а сделать сообщение недоступным посторонним. Для этого сообщение должно быть записано так, чтобы с его содержимым не мог ознакомиться никто за исключением самих корреспондентов. Появление в середине ХХ столетия первых ЭВМ кардинально изменило ситуацию практическая криптография сделала в своем развитии огромный скачок и термин "криптография" далеко ушел от своего первоначального значения - "тайнопись", "тайное письмо". Сегодня эта дисциплина объединяет методы защиты информационных взаимодействий совершенно различного характера, опирающиеся на преобразование данных по секретным алгоритмам, включая алгоритмы, использующие секретные параметры. Термин "информационное взаимодействие" или "процесс информационного взаимодействия" здесь обозначает такой процесс взаимодействия двух и более субъектов, основным содержанием которого является передача и/или обработка информации. Базовых методов преобразования информации, которыми располагает современная криптография, немного, среди них: шифрование (симметричное и несимметричное); вычисление хэш-функций; генерация электронно-цифровой подписи; генерация последовательности псевдослучайных чисел. Базовые криптографические методы являются "кирпичами" для создания прикладных систем. На сегодняшний день, криптографические методы применяются для идентификации и аутентификации пользователей, защиты каналов передачи данных от навязывания ложных данных, защиты электронных документов от копирования и подделки. Можно выделить следующие три периода развития криптологии. Первый период -- эра донаучной криптологии, являвшейся ремеслом -- уделом узкого круга искусных умельцев. Началом второго периода можно считать 1949 год, когда появилась работа К. Шеннона «Теория связи в секретных системах», в которой проведено фундаментальное научное исследование шифров и важнейших вопросов их стойкости. Благодаря этому труду криптология оформилась как прикладная математическая дисциплина. И, наконец, начало третьему периоду было положено появлением в 1976 году работы У. Диффи, М. Хеллмана «Новые направления в криптографии», где показано, что секретная связь возможна без предварительной передачи секретного ключа. Так началось и продолжается до настоящего времени бурное Развитие наряду с обычной классической крипто графией и криптографии с открытым ключом. Еще несколько веков назад само применение письменности можно было рассматривать как способ закрытия информации, так как владение письменностью было уделом немногих. Как известно, до недавнего времени криптографические средства использовались преимущественно (если не всецело) для сохранения государственной тайны, поэтому сами средства разрабатывались специальными органами, причем использовались криптосистемы очень высокой стойкости, что, естественно, сопряжено было с большими затратами. Однако, поскольку сфера зашиты информации в настоящее время резко расширяется, становится весьма целесообразным системный анализ криптографических средств с учетом возможности и целесообразности их широкого применения для сохранения различных видов секретов и в различных условиях. Кроме того, в последние годы интенсивно разрабатываются новые способы криптографического преобразования данных, которые могут найти более широкое по сравнению с традиционным применение. Криптографические методы зашиты информации в автоматизированных системах могут применяться как для зашиты информации, обрабатываемой в ЭВМ или хранящейся в различного типа ЗУ, так и для закрытия информации, передаваемой между различными элементами системы по линиям связи. Криптографическое преобразование как метод предупреждения несанкционированного доступа к информации имеет многовековую историю. В настоящее время разработано большое количество различных методов шифрования, созданы теоретические и практические основы их применения. Подавляющие число этих методов может быть успешно использовано и для закрытия информации. 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. Основные понятия Проблемой зашиты информации путем ее преобразования занимается криптология (kryptos -- тайный, logos -- наука). Криптология разделяется на два направления -- криптографию и крипгпоанализ. Цели этих направлений прямо противоположны. Криптография занимается поиском и исследованием математических методов преобразования информации. Это сокрытие смысла сообщения по средствам шифрования и раскрытие его по средствам расшифровки. Сфера интересов криптоанализа -- исследование возможности расшифровывания информации без знания ключей. Итак, криптография дает возможность преобразовать информацию таким образом, что ее прочтение (восстановление) возможно только при знании ключа. Ключ -- информация, необходимая для беспрепятственного шифрования и дешифрирования текстов. Современная криптография включает в себя четыре крупных раздела: 1. Симметричные криптосистемы. 2. Криптосистемы с открытым ключом 3. Системы электронной подписи. 4. Управление ключами. Основные направления использования криптографических методов -- передача конфиденциальной информации по каналам связи (например, электронная почта), установление подлинности передаваемых сообщений, хранение информации (документов, баз данных) на носителях в зашифрованном виде. Криптографические методы зашиты информации в автоматизированных системах могут применяться как для защиты информации, обрабатываемой в ЭВМ или хранящейся в различного типа ЗУ, так и для закрытия информации, передаваемой между различными элементами системы по линиям связи. Криптографическое преобразование как метод предупреждения несанкционированного доступа к информации имеет многовековую историю. В настоящее время разработано большое количество различных методов шифрования, созданы теоретические и практические основы их применения. Подавляющие число этих методов может быть успешно использовано и для закрытия информации. Вопросы для самоконтроля: 1. Какие этапы становления криптологии как науки можно выделить? 2. Что такое криптология? 3. Что такое криптография? 4. Что такое криптоанализ? 5. Что такое ключ? 6. Определите понятие «криптографический алгоритм». 7. Почему проблема использования криптографических методов в информационных системах (ИС) стала в настоящий момент особо актуальна?
