Баричев С. Криптография без секретов

Идея ме​то​да дос​та​точ​но про​ста.

По​сле то​го, как ключ ис​поль​зо​ван в од​ном се​ан​се по не​ко​то​ро​му пра​ви​лу он сме​ня​ет​ся дру​гим. Это пра​ви​ло долж​но быть из​вест​но и от​пра​ви​те​лю, и по​лу​ча​те​лю. Зная пра​ви​ло, по​сле по​лу​че​ния оче​ред​но​го со​об​ще​ния по​лу​ча​тель то​же ме​ня​ет ключ. Ес​ли пра​ви​ло сме​ны клю​чей ак​ку​рат​но со​блю​да​ет​ся и от​пра​ви​те​лем и по​лу​ча​те​лем, то в ка​ж​дый мо​мент вре​ме​ни они име​ют оди​на​ко​вый ключ. По​сто​ян​ная сме​на клю​ча за​труд​ня​ет рас​кры​тие ин​фор​ма​ции зло​умыш​лен​ни​ком.

Ос​нов​ная за​да​ча в реа​ли​за​ции это​го ме​то​да - вы​бор эф​фек​тив​но​го пра​ви​ла сме​ны клю​чей. Наи​бо​лее про​стой путь - ге​не​ра​ция слу​чай​но​го спи​ска клю​чей. Сме​на клю​чей осу​ще​ст​в​ля​ет​ся в по​ряд​ке спи​ска. Од​на​ко, оче​вид​но спи​сок при​дет​ся ка​ким-то об​ра​зом пе​ре​да​вать.

Дру​гой ва​ри​ант - ис​поль​зо​ва​ние ма​те​ма​ти​че​ских ал​го​рит​мов, ос​но​ван​ных на так на​зы​вае​мых пе​ре​би​раю​щих по​сле​до​ва​тель​но​стях. На мно​же​ст​ве клю​чей пу​тем од​ной и той же опе​ра​ции над эле​мен​том по​лу​ча​ет​ся дру​гой эле​мент. По​сле​до​ва​тель​ность этих опе​ра​ций по​зво​ля​ет пе​ре​хо​дить от од​но​го эле​мен​та к дру​го​му, по​ка не бу​дет пе​ре​бра​но все мно​же​ст​во.

Наи​бо​лее дос​туп​ным яв​ля​ет​ся ис​поль​зо​ва​ние по​лей Га​луа. За счет воз​ве​де​ния в сте​пень по​ро​ж​даю​ще​го эле​мен​та мож​но по​сле​до​ва​тель​но пе​ре​хо​дить от од​но​го чис​ла к дру​го​му. Эти чис​ла при​ни​ма​ют​ся в ка​че​ст​ве клю​чей.

Клю​че​вой ин​фор​ма​ци​ей в дан​ном слу​чае яв​ля​ет​ся ис​ход​ный эле​мент, ко​то​рый пе​ред на​ча​лом свя​зи дол​жен быть из​вес​тен и от​пра​ви​те​лю и по​лу​ча​те​лю.

На​деж​ность та​ких ме​то​дов долж​на быть обес​пе​че​на с уче​том из​вест​нос​ти зло​умыш​лен​ни​ку ис​поль​зуе​мо​го пра​ви​ла сме​ны клю​чей.

Ин​те​рес​ной и пер​спек​тив​ной за​да​чей яв​ля​ет​ся реа​ли​за​ция ме​то​да “блу​ж​даю​щих клю​чей” не для двух або​нен​тов, а для дос​та​точ​но боль​шой се​ти, ко​гда со​об​ще​ния пересылаются ме​ж​ду все​ми уча​ст​ни​ка​ми.

Шиф​ро​ва​ние, ко​ди​ро​ва​ние и сжа​тие ин​фор​ма​ции

Эти три ви​да пре​об​ра​зо​ва​ния ин​фор​ма​ции ис​поль​зу​ют​ся в раз​ных це​лях, что мож​но пред​ста​вить в таб​ли​це.

Вид преобразования

Цель

Изменение объема информации после преобразования.

Шифрование

пе​ре​да​ча кон​фи​ден​ци​аль​ной ин​фор​ма​ции;

обес​пе​че​ние ау​тен​ти​фи​ка​ции и за​щи​ты от пред​на​ме​рен​ных из​ме​не​ний;

обыч​но не из​ме​ня​ет​ся, уве​ли​чи​ва​ет​ся лишь в циф​ро​вых сиг​на​ту​рах и под​пи​сях

По​ме​хо​устой​чи​вое ко​ди​ро​ва​ние

за​щи​та от ис​ка​же​ния по​ме​ха​ми в ка​на​лах свя​зи

уве​ли​чи​ва​ет​ся

Сжа​тие (ком​прес​сия)

со​кра​ще​ние объ​е​ма передаваемых или хра​ни​мых дан​ных

умень​ша​ет​ся

Как видно эти три вида преобразования информации отчасти дополняют друг друга и их комплексное использование поможет эф​фек​тив​но ис​поль​зо​вать ка​на​лы свя​зи для на​деж​ной за​щи​ты пре​да​вае​мой ин​фор​ма​ции.

Осо​бен​но ин​те​рес​ным пред​став​ля​ет​ся воз​мож​ность объ​е​ди​не​ния ме​то​дов ко​ди​ро​ва​ния и шиф​ро​ва​ния. Мож​но ут​вер​ждать, что по су​ти ко​ди​ро​ва​ние - это эле​мен​тар​ное шиф​ро​ва​ние, а шиф​ро​ва​ние - это эле​мен​тар​ное по​ме​хо​устой​чи​вое ко​ди​ро​ва​ние.

Другая возможность - комбинирование алгоритмов шифрования и сжатия информации. Задача сжатия состоит в том, чтобы преобразовать сообщение в пределах одного и того же алфавита таким образом, чтобы его длина (количество букв алфавита) стала меньше, но при этом сообщение можно было восстановить без использования какой-то дополнительной информации. Наиболее популярные алгоритмы сжатия - RLE, коды Хаффмана, алгоритм Лемпеля-Зива. Для сжатия графической и видеоинформации используются алгоритмы JPEG и MPEG.

Главное достоинство алгоритмов сжатия с точки зрения криптографии состоит в том, что они изменяют статистику входного текста в сторону ее выравнивания. Так, в обычном тексте, сжатом с помощью эффективного алгоритма все символы имеют одинаковые частотные характеристики и даже использование простых системы шифрования сделают текст недоступным для криптоанализа.

Раз​ра​бот​ка и реа​ли​за​ция та​ких уни​вер​саль​ных ме​то​дов - пер​спек​ти​ва со​вре​мен​ных информационных сис​тем.