Защита информации при работе с сервисами сети Интернет

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 4Следующая ⇒

При работе в Интернете следует иметь в виду, что насколько ресурсы Всемирной сети открыты каждому клиенту, настолько же и ресурсы его компьютерной системы могут быть при определенных условиях открыты всем, кто обладает необходимыми средствами.

Для частного пользователя этот факт не играет особой роли, но знать о нем необходимо, чтобы не допускать действий, нарушающих законодательства тех стран, на территории которых расположены серверы Интернета. К таким действиям относятся вольные или невольные попытки нарушить работоспособность компьютерных систем, попытки взлома защищенных систем, использование и распространение программ, нарушающих работоспособность компьютерных систем (в частности, компьютерных вирусов).

Работая во Всемирной сети, следует помнить о том, что абсолютно все действия фиксируются и протоколируются специальными программными средствами и информация как о законных, так и о незаконных действиях обязательно где-то накапливается. Таким образом, к обмену информацией в Интернете следует подходить как к обычной переписке с использованием почтовых открыток. Информация свободно циркулирует в обе стороны, но в общем случае она доступна всем участникам информационного процесса. Это касается всех служб Интернета, открытых для массового использования.

Однако даже в обычной почтовой связи наряду с открытками существуют и почтовые конверты. Использование почтовых конвертов при переписке не означает, что партнерам есть, что скрывать. Их применение соответствует давно сложившейся исторической традиции и устоявшимся морально-этическим нормам общения. Потребность в аналогичных «конвертах» для защиты информации существует и в Интернете. Сегодня Интернет является не только средством общения и универсальной справочной системой — в нем циркулируют договорные и финансовые обязательства, необходимость защиты которых как от просмотра, так и от фальсификации очевидна. Начиная с 1999 года Интернет становится мощным средством обеспечения электронной коммерции, а это требует защиты данных платежных карт и других электронных платежных средств.

Принципы защиты информации в Интернете опираются на определение информации, сформулированное нами в первой главе этого пособия. Информация — это продукт взаимодействия данных и адекватных им методов. Если в ходе коммуникационного процесса данные передаются через открытые системы (а Интернет относится именно к таковым), то исключить доступ к ним посторонних лиц невозможно даже теоретически. Соответственно, системы защиты сосредоточены на втором компоненте информации — на методах. Их принцип действия основан на том, чтобы исключить или, по крайней мере, затруднить возможность подбора адекватного метода для преобразования данных в информацию. Одним из приемов такой защиты является шифрование данных.

9. Защита данных с помощью криптографических преобразований

Защита данных с помощью криптографических преобразований – одно из возможных решений проблемы их безопасности. Криптографическая защита данных представляет собой шифрование данных с целью скрыть их смысл. До тех пор, пока пользователь не идентифицирован по ключу, смысл данных ему не доступен.

Криптология - наука о методах преобразования (шифрования) информации с целью ее защиты от незаконных пользователей.Криптология разделяется на два направления — криптографию и криптоанализ.

Описание предмета криптологии начнем с доуточнения обиходного понятия информация. Иностранному термину информация достаточно близко отвечает русское слово смысл. Очевидно, что одну и ту же информацию можно передать разными сообщениями, например, на разных языках, а также письмом, телеграфом или факсом. С другой стороны, одно и то же сообщение разными людьми понимается по-разному. Информация людьми извлекается из сообщения с помощью ключа, правила, придающего сообщению конкретный смысл. Для обычных сообщений такие правила дают здравый смысл и знание языка. Иногда же, ключом владеет лишь узкая группа лиц, знающая специальные термины или жаргон. Особую роль ключ имеет в криптографии, где его знание гарантирует извлечение истинного смысла сообщения.

Разработкой методов преобразования (шифрования) информации с целью ее защиты от незаконных пользователей занимается криптография. Такие методы и способы преобразования информации называются шифрами.

Шифрование (зашифрование) - процесс применения шифра к защищаемой информации, т.е. преобразование защищаемой информации (открытого текста) в шифрованное сообщение (шифртекст, криптограмму) с помощью определенных правил, содержащихся в шифре.

Дешифрование – процесс, обратный шифрованию, т.е. преобразование шифрованного сообщения в защищаемую информацию с помощью определенных правил, содержащихся в шифре.

Криптография - прикладная наука, она использует самые последние достижения фундаментальных наук и, в первую очередь, математики. С другой стороны, все конкретные задачи криптографии существенно зависят от уровня развития техники и технологии, от применяемых средств связи и способов передачи информации.

Шифрование и дешифрование, выполняемые криптографами, а также разработка и вскрытие шифров криптоаналитиками составляют предмет науки криптологии (от греческих слов криптос - тайный и логос - мысль). В этой науке преобразование шифровки в открытый текст может быть выполнено в зависимости от того, известен или нет ключ.

Криптография связана с шифрованием и расшифровыванием конфиденциальных данных в каналах коммуникаций. Она также применяется для того, чтобы исключить возможность искажения информации или подтвердить ее происхождение.

Криптоанализ будет рассматриваться, как область криптологии (от греческих слов криптос - тайный и логос - мысль), проверяющей и доказывающей устойчивость шифров как теоретически, так и практически. Криптоанализ занимается в основном вскрытием шифровок без знания ключа и, порой, примененной системы шифрования. Эта процедура еще называется взломкой шифра.

Итак, криптографы стремятся обеспечить секретность, а криптоаналитики ее сломать.

Криптографические преобразования призваны для достижения двух целей по защиты информации. Во-первых, они обеспечивают недоступность ее для лиц, не имеющих ключа и, во-вторых, поддерживают с требуемой надежностью обнаружение несанкционированных искажений. По сравнению с другими методами защиты информации классическая криптография гарантирует защиту лишь при условиях, что;

· использован эффективный криптографический алгоритм;

· соблюдены секретность и целостность ключа.

Некриптографические средства не в состоянии дать такую же степень защиты информации и требуют значительно больших затрат. Например, во что обходится подтверждение подлинности документа? Охрана, сейфы, сигнализация, секретные пакеты, индивидуальные печати, фирменные бланки, водяные знаки, факсимиле и личные подписи – вот далеко не полный набор обычных средств, предназначенных для поддержания доверия к секретности информации.

Возможность компьютера производить миллионы операций в секунду очень усложнила и криптографию, и криптоанализ. В настоящее время почти все криптоаналистические и криптографические действия производятся с помощью ЭВМ, поэтому в дальнейшем машинные шифры будем называть криптографическими системами.

В отличие от тайнописи, которая прячет сам факт наличия сообщения, шифровки передаются открыто, а прячется только смысл. Итак, криптография обеспечивает сокрытие смысла сообщения с помощью шифрования и открытие его расшифровыванием, которые выполняются по специальным криптографическим алгоритмам с помощью ключей у отправителя и получателя. Рассмотрим классическую схему передачи секретных сообщений криптографическим преобразованием.

1. Отправителем шифруется сообщение с помощью ключа, и полученная шифровка передается по обычному открытому каналу связи получателю.

2. Ключ отправляется по закрытому каналу, гарантирующему секретность.

3. Имея ключ и шифровку, получатель выполняет расшифровывание и восстанавливает исходное сообщение.

В зависимости от целей засекречивания эта схема может несколько видоизменяться. Так, в компьютерной криптографии обычен случай, когда отправитель и получатель одно и то же лицо. Например, можно зашифровать данные, закрыв их от постороннего доступа при хранении, а потом расшифровать, когда это будет необходимо. В этом случае зачастую роль закрытого канала связи играет память. Тем не менее, налицо все элементы этой схемы.

Основные методы шифрования

В своей работе «Математическая теория секретной связи» Клод Шеннон обобщил накопленный до него опыт разработки шифров. Даже в сложных криптографических шифрах в качестве типичных компонентов можно выделить шифры замены, шифры перестановки или их сочетания. Эти шифры можно считать как бы базовыми.

В перестановочных шифрах символы открытого текста изменяют свое местоположение. Например, в шифрах колонной замены открытый текст выписывается в виде матрицы с нумерованными столбцами.

Рис. 5.1. Шифр колоночной замены

Увлечение теорией магических квадратов привело итальянского ученого Джироламо Кардано к открытию нового класса шифров перестановок, названных «решетками». Они представляют собой прямоугольные таблицы, где четверть ячеек прорезана так, что при четырех поворотах они покрывают весь прямоугольник.

В шифрах замены один символ открытого текста замещается символом зашифрованного текста. Рассмотрим несколько простых исторически известных шифров простой замены.

Метод подстановки (замены)

Наиболее простой и старый вид преобразований, заключающийся в замене символов исходного текста другими символами того же алфавита по определенному правилу. Примерами такого метода могут являться алгоритмы Цезаря, Вижинера, шифрование биграммами и др. Рассмотрим некоторые из этих методов.

Шифр Цезаря. Самым основным и обычным методом подстановки является шифр Цезаря (шифр простой замены), который заключается в следующих действиях над словами:

1. Задается алфавит сообщения (т.е множество символов составляющих сообщение).

2. Задается ключ - некоторое число N.

3. Каждая буква в слове меняется на отстоящую от нее на N позиций вправо. Если сумма “номера символа по порядку” и N превышает размер алфавита, то отсчет производят от начала алфавита иначе берётся остаток от деления на число букв N в алфавите (mod).

Возьмём алфавит русского языка и пронумеруем каждый символ алфавита.

Получим следующую таблицу:

Допустим что необходимо зашифровать слово ПЛОЩАДЬ с ключом равным N = 5. Номер буквы «П» в нашем алфавите 17, значит необходимо к 17 прибавить 5 и получим символ, стоящий под номером 17+5=22 (“Ф”). Для буквы “Ъ” это будет выглядеть как (29+5) mod 33 = 1.

Результат шифрования будет выглядеть следующим образом:

«ПЛОЩАДЬ»

П(17) + 5 = 22 (Ф)

Л(13) + 5 = 18 (Р)

О(16) + 5 = 21 (Т)

Щ(28) +5 = 33 (Я)

А(1) + 5 = 6 (Е)

Д(5) + 5 = 10 (И)

Ь(29) + 5 = 34 mod 33 = 1 (А)

«ФРТЯЕИА»

Проанализировав данный алгоритм заметим, что расшифровать данное сообщение достаточно легко простым перебором всех возможный комбинаций ключа (а для нашего алфавита их всего 33). А если присмотреться, то можно заметить часто повторяющиеся символы (например пробелы) и “угадать” ключ с первого раза.

Шифр Вижинера. Этот шифр удобнее всего представлять себе как шифр Цезаря с переменной величиной сдвига. Чтобы знать, на сколько сдвигать очередную букву открытого текста, заранее договариваются о способе запоминания сдвигов. Сам Вижинер предлагал запоминать ключевое слово, каждая буква которого своим номером в алфавите указывает величину сдвига. Ключевое слово повторяется столько раз, сколько нужно для замены всех букв открытого текста. Например, ключевое слово ВАЗА означает следующую последовательность сдвигов букв открытого текста 2 0 7 0 2 0 7 0 2 0 7 0. Например, открытый текст КРИПТОГРАФИЯ при таком способе шифрования преобразуется в шифртекст МРППФОКРВФПЯ.

⇐ Предыдущая 1 234 Следующая ⇒