20

ВСЕРОССИЙСКИЙ ЗАОЧНЫЙ ФИНАНСОВО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ

ИНСТИТУТ

КАФЕДРА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ

ИНФОРМАЦИИ

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине «ИНФОРМАТИКА»

на тему:

«Методы шифрование информации

при работе в сети»

Исполнитель Бакова Е.А.

Специальность БУАиА

Группа 1 город, день, бюджет

№ зачетной книжки 06УББ00574

Руководитель О.А. Хохлова

Архангельск

2007

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

1. Криптографические методы защиты информации и их использование при работе в сети

1.1 Основные понятия и определения криптографии

1.2 Классификация элементов криптосистем

1.3 Подробная характеристика криптосистем

2.практическая часть

2.1 Общая характеристика задачи

2.2 Описание алгоритма решения задачи

Список литературы

Приложения

ВВЕДЕНИЕ

Криптографическая защита информации.

Криптография - наука о защите информации от прочтения ее посторонними. Защита достигается шифрованием, т.е. преобразованием, которые делают защищенные входные данные труднораскрываемыми по входным данным без знания специальной ключевой информации - ключа.

В курсовой изложены основные принципы построения криптографических систем защиты данных. Приводятся примеры различных способов организации криптографических систем защиты данных, рассматриваются преимущества одних способов над другими с экономической точки зрения, с точки зрения производительности, масштабируемости и надёжности. Так же рассматриваются преимущества, которыми обладает пользователи, использующие защищённые методы передачи данных.

В практической части работы будут произведены необходимые вычисления, как с помощью арифметических действий, так и с использованием встроенных функций. На основании полученных данных будет построена диаграмма. Решается задача по расчету стоимости выпечных изделий Хлебозавода «Колобок». В практической части приводится название задачи, цель решения задачи, условие задачи, алгоритм решения задачи.

Разрабатываются следующие формы документов:

1. Таблицы с исходными данными:

· Данные о стоимости выпечных изделий

· Расчет стоимости выпечных изделий

· Форма калькуляции стоимости выпечных изделий

2. Структуры шаблонов данных таблиц (п. 1)

3. Расположение данных таблиц на листе Excel (п.1)

4. Шаблоны данных таблиц (п.1)

5. Диаграмма «Стоимость компонента в изделии»

Краткие характеристики ПК и программного обеспечения, использованных для выполнения и оформления курсовой работы:

AMD Athlon / RAM - 1023Mb / HDD- 160 Gb / DVD-RW AD-7560A ATA Device 52x / клавиатура / мышь.

Текстовый редактор MS Word 2007;

Табличный процессор MS Excel 2007;

Операционная система Windows Vista Home Premium.

1. КРИПТОГРАФИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИ РАБОТЕ В СЕТИ

Криптография - наука о защите информации от прочтения ее

посторонними. Защита достигается шифрованием, т.е. преобразованием, которые делают защищенные входные данные труднораскрываемыми по входным данным без знания специальной ключевой информации - ключа. Под ключом понимается легко изменяемая часть криптосистемы, хранящаяся в тайне и определяющая, какое шифрующие преобразование из возможных выполняется в данном случае. Криптосистема - семейство выбираемых с помощью ключа обратимых преобразований, которые преобразуют защищаемый открытый текст в шифрограмму и обратно.

Желательно, чтобы методы шифрования обладали минимум двумя свойствами:

- законный получатель сможет выполнить обратное преобразование и расшифровать сообщение;

- криптоаналитик противника, перехвативший сообщение, не сможет восстановить по нему исходное сообщение без таких затрат времени и средств, которые сделают эту работу нецелесообразной. [1, с. 206]

1.1 Основные понятия и определения криптографии

Итак, криптография дает возможность преобразовать информацию таким образом, что ее прочтение (восстановление) возможно только при знании ключа.

Алфавит - конечное множество используемых для кодирования информации знаков.

Текст - упорядоченный набор из элементов алфавита.

Шифрование - преобразовательный процесс: исходный текст, который носит также название открытого текста, заменяется шифрованным текстом.

Дешифрование - обратный шифрованию процесс. На основе ключа шифрованный текст преобразуется в исходный.

Ключ - информация, необходимая для беспрепятственного шифрования и дешифрования текстов.

Криптографическая система представляет собой семейство T преобразований открытого текста. xлены этого семейства индексируются, или обозначаются символом k; параметр k является ключом. Пространство ключей K - это набор возможных значений ключа. Обычно ключ представляет собой последовательный ряд букв алфавита.

Криптосистемы разделяются на симметричные и с открытым ключом ( или асимметричесские) .

В симметричных криптосистемах и для шифрования, и для дешифрования используется один и тот же ключ.

В системах с открытым ключом используются два ключа - открытый и закрытый, которые математически связаны друг с другом. Информация шифруется с помощью открытого ключа, который доступен всем желающим, а расшифровывается с помощью закрытого ключа, известного только получателю сообщения.

Термины распределение ключей и управление ключами относятся к процессам системы обработки информации, содержанием которых является составление и распределение ключей между пользователями.

Электронной (цифровой) подписью называется присоединяемое к тексту его криптографическое преобразование, которое позволяет при получении текста другим пользователем проверить авторство и подлинность сообщения.

Криптостойкостью называется характеристика шифра, определяющая его стойкость к дешифрованию без знания ключа (т.е. криптоанализу). Имеется несколько показателей криптостойкости, среди которых:

· количество всех возможных ключей;

· среднее время, необходимое для криптоанализа. [2, с. 226]

1.2 Классификация криптографических методов защиты информации

Рис.1. Общая схема классификации криптографических методов защиты информации.

Шифрование - информационное сообщение, зашифровывается и тем самым преобразуется в шифрограмму, т. е. в закрытые текст или графическое изображение документа.

Классические алгоритмы - основанные на использовании закрытых, секретных ключей.

Алгоритмы с открытым ключом - в которых используются один открытый и один закрытый ключ.

RSA - это система коллективного пользования, в которой каждый из пользователей имеет свои ключи зашифровывания и расшифровывания данных, причем секретен только ключ расшифровывания.

Метод с использованием генератора случайных чисел - заключается в генерации гаммы шифра с помощью генератора псевдослучайных чисел при определенном ключе и наложении полученной гаммы на открытые данные обратимым способом.

Штриховое кодирование - разновидность автоматической идентификации элементов материальных потоков.

Голографические методы - с использованием голографии являются актуальным и развивающимся направлением.

Ассиметричные криптосистемы - системами с открытым ключом.

Симметричные криптосистемы - использование одной секетной единицы -- ключа, который позволяет отправителю зашифровать сообщение, а получателю расшифровать его.

1.3 Подробная характеристика криптосистем

1.3.1 Основные задачи криптографии

Задача криптографии, т.е. тайная передача, возникает только для информации, которая нуждается в защите. В таких случаях говорят, что информация содержит тайну или является защищаемой, приватной, конфиденциальной, секретной. Для наиболее типичных, часто встречающихся ситуаций такого типа введены даже специальные понятия:

государственная тайна;

военная тайна;

коммерческая тайна;

юридическая тайна;

врачебная тайна и т. д.

Далее мы будем говорить о защищаемой информации, имея в виду следующие признаки такой информации:

имеется какой-то определенный круг законных пользователей, которые имеют право владеть этой информацией;

имеются незаконные пользователи, которые стремятся овладеть этой информацией с тем, чтобы обратить ее себе во благо, а законным пользователям во вред. [3, с. 25]

1.3.2 Методы криптографической защиты информации

Готовое к передаче информационное сообщение, первоначально открытое и незащищенное, зашифровывается и тем самым преобразуется в шифрограмму, т. е. в закрытые текст или графическое изображение документа. В таком виде сообщение передается по каналу связи, даже и не защищенному. Санкционированный пользователь после получения сообщения дешифрует его (т. е. раскрывает) посредством обратного преобразования криптограммы, вследствие чего получается исходный, открытый вид сообщения, доступный для восприятия санкционированным пользователям.

Методу преобразования в криптографической системе соответствует использование специального алгоритма. Действие такого алгоритма запускается уникальным числом (последовательностью бит), обычно называемым шифрующим ключом.

Для большинства систем схема генератора ключа может представлять собой набор инструкций и команд либо узел аппаратуры, либо компьютерную программу, либо все это вместе, но в любом случае процесс шифрования (дешифрования) реализуется только этим специальным ключом. Чтобы обмен зашифрованными данными проходил успешно, как отправителю, так и получателю, необходимо знать правильную ключевую установку и хранить ее в тайне.

Стойкость любой системы закрытой связи определяется степенью секретности используемого в ней ключа. Тем не менее, этот ключ должен быть известен другим пользователям сети, чтобы они могли свободно обмениваться зашифрованными сообщениями. В этом смысле криптографические системы также помогают решить проблему аутентификации (установления подлинности) принятой информации. Взломщик в случае перехвата сообщения будет иметь дело только с зашифрованным текстом, а истинный получатель, принимая сообщения, закрытые известным ему и отправителю ключом, будет надежно защищен от возможной дезинформации. [4, с. 17]

Современная криптография знает два типа криптографических алгоритмов: классические алгоритмы, основанные на использовании закрытых, секретных ключей, и новые алгоритмы с открытым ключом, в которых используются один открытый и один закрытый ключ (эти алгоритмы называются также асимметричными). Кроме того, существует возможность шифрования информации и более простым способом -- с использованием генератора псевдослучайных чисел.

Использование генератора псевдослучайных чисел заключается в генерации гаммы шифра с помощью генератора псевдослучайных чисел при определенном ключе и наложении полученной гаммы на открытые данные обратимым способом.

Надежность шифрования с помощью генератора псевдослучайных чисел зависит как от характеристик генератора, так и, причем в большей степени, от алгоритма получения гаммы.

Этот метод криптографической защиты реализуется достаточно легко и обеспечивает довольно высокую скорость шифрования, однако недостаточно стоек к дешифрованию и поэтому неприменим для таких серьезных информационных систем, каковыми являются, например, банковские системы.

Для классической криптографии характерно использование одной секретной единицы -- ключа, который позволяет отправителю зашифровать сообщение, а получателю расшифровать его. В случае шифрования данных, хранимых на магнитных или иных носителях информации, ключ позволяет зашифровать информацию при записи на носитель и расшифровать при чтении с него.

Наиболее перспективными системами криптографической защиты данных сегодня считаются асимметричные криптосистемы, называемые также системами с открытым ключом. Их суть состоит в том, что ключ, используемый для зашифровывания, отличен от ключа расшифровывания. При этом ключ зашифровывания не секретен и может быть известен всем пользователям системы. Однако расшифровывание с помощью известного ключа зашифровывания невозможно. Для расшифровывания используется специальный, секретный ключ. Знание открытого ключа не позволяет определить ключ секретный. Таким образом, расшифровать сообщение может только его получатель, владеющий этим секретным ключом.

Известно несколько криптосистем с открытым ключом. Наиболее разработана на сегодня система RSA. RSA-- это система коллективного пользования, в которой каждый из пользователей имеет свои ключи зашифровывания и расшифровывания данных, причем секретен только ключ расшифровывания. [5]

Специалисты считают, что системы с открытым ключом больше подходят для шифрования передаваемых данных, чем для защиты данных, хранимых на носителях информации. Существует еще одна область применения этого алгоритма -- цифровые подписи, подтверждающие подлинность передаваемых документов и сообщений.

Из изложенного следует, что надежная криптографическая система должна удовлетворять ряду определенных требований.

* Процедуры зашифровывания и расшифровывания должны быть «прозрачны» для пользователя.

* Дешифрование закрытой информации должно быть максимально затруднено.

* Содержание передаваемой информации не должно сказываться на эффективности криптографического алгоритма.

Процессы защиты информации, шифрования и дешифрования связаны с кодируемыми объектами и процессами, их свойствами, особенностями перемещения. Такими объектами и процессами могут быть материальные объекты, ресурсы, товары, сообщения, блоки информации, транзакции (минимальные взаимодействия с базой данных по сети). Кодирование кроме целей защиты, повышая скорость доступа к данным, позволяет быстро определять и выходить на любой вид товара и продукции, страну-производителя и т.д. В единую логическую цепочку связываются операции, относящиеся к одной сделке, но географически разбросанные по сети.

Например, штриховое кодирование используется как разновидность автоматической идентификации элементов материальных потоков, например товаров, и применяется для контроля за их движением в реальном времени. Достигается оперативность управления потоками материалов и продукции, повышается эффективность управления предприятием. Штриховое кодирование позволяет не только защитить информацию, но и обеспечивает высокую скорость чтения и записи кодов. Наряду со штриховыми кодами в целях защиты информации используют голографические методы.

Методы защиты информации с использованием голографии являются актуальным и развивающимся направлением. Голография представляет собой раздел науки и техники, занимающийся изучением и созданием способов, устройств для записи и обработки волн различной природы. Оптическая голография основана на явлении интерференции волн. Интерференция волн наблюдается при распределении в пространстве волн и медленном пространственном распределении результирующей волны. Возникающая при интерференции волн картина содержит информацию об объекте. Если эту картину фиксировать на светочувствительной поверхности, то образуется голограмма. При облучении голограммы или ее участка опорной волной можно увидеть объемное трехмерное изображение объекта. Голография применима к волнам любой природы и в настоящее время находит все большее практическое применение для идентификации продукции различного назначения.

Технология применения кодов в современных условиях преследует цели защиты информации, сокращения трудозатрат и обеспечение быстроты ее обработки, экономии компьютерной памяти, формализованного описания данных на основе их систематизации и классификации.

В совокупности кодирование, шифрование и защита данных предотвращают искажения информационного отображения реальных производственно-хозяйственных процессов, движения материальных, финансовых и других потоков, а тем самым способствуют обоснованности формирования и принятия управленческих решений.

1.3.3 Использование криптографических методов защиты информации при работе в глобальной сети

На сегодня при использовании методов криптографии имеется возможность защищенной от подслушивания передачи информации на расстояние в несколько десятков километров. При больших длинах линий связи классические методы распределения ключей и защиты информации оказываются пока более дешевыми и надежными.

В последнее время появились новые теоретические идеи для создания глобальных распределенных квантовых криптографических сетей. Они основаны на использовании безопасной передачи информации так называемых квантовых корреляций между двумя частицами, имеющими неклассические свойства, а также на использовании для хранения этих частиц квантовой памяти. Кроме того, появились сообщения об экспериментах по реализации ККС для защиты каналов связи между космическими аппаратами и земными станциями. [5]

Вывод

Криптография сегодня - это важнейшая часть всех информационных систем: от электронной почты до сотовой связи, от доступа к сети Internet до электронной наличности. Криптография обеспечивает подотчетность, прозрачность, точность и конфиденциальность. Она предотвращает попытки мошенничества в электронной коммерции и обеспечивает юридическую силу финансовых транзакций. Криптография помогает установить вашу личность, но и обеспечивает вам анонимность. Она мешает хулиганам испортить сервер и не позволяет конкурентам залезть в ваши конфиденциальные документы. А в будущем, по мере того как коммерция и коммуникации будут все теснее связываться с компьютерными сетями, криптография станет жизненно важной.

Но присутствующие на рынке криптографические средства не обеспечивают того уровня защиты, который обещан в рекламе. Большинство продуктов разрабатывается и применяется отнюдь не в сотрудничестве с криптографами. Этим занимаются инженеры, для которых криптография -просто еще один компонент программы. Но криптография - это не компнент. Нельзя обеспечить безопасность системы, «вставляя» криптографию после ее разработки. На каждом этапе, от замысла до инсталляции, необходимо осознавать, что и зачем вы делаете. Для того, чтобы грамотно реализовать собственную криптосистему, необходимо не только ознакомится с ошибками других и понять причины, по которым они произошли, но и, возможно, применять особые защитные приемы программирования и специализированные средства разработки. На обеспечение компьютерной безопасности тратятся миллиарды долларов, причем большая часть денег выбрасывается на негодные продукты. К сожалению, коробка со слабым криптографическим продуктом выглядит так же, как коробка со стойким. Два криптопакета для электронной почты могут иметь схожий пользовательский интерфейс, но один обеспечит безопасность, а второй допустит подслушивание. Сравнение может указывать сходные черты двух программ, но в безопасности одной из них при этом зияют дыры, которых лишена другая система. Опытный криптограф сможет определить разницу между этими системами. То же самое может сделать и злоумышленник. На сегодняшний день компьютерная безопасность - это карточный домик, который в любую минуту может рассыпаться. Очень многие слабые продукты до сих пор не были взломаны только потому, что они мало используются. Как только они приобретут широкое распространение, они станут притягивать к себе преступников. Пресса тут же придаст огласке эти атаки, подорвав доверие публики к этим криптосистемам. В конце концов, победу на рынке криптопродуктов определит степень безопасности этих продуктов.

2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Общая характеристика задачи

Название задачи: Расчет стоимости выпечных изделий хлебозавода «Колобок».

Цель решения задачи: состоит в том, чтобы произвести расчет стоимости компонентов выпечных изделий, предоставить их в виде таблицы, а также в графическом виде. Сформировать и заполнить форму калькуляции стоимости выпечных изделий.

Условие задачи: Хлебозавод «Колобок» осуществляет деятельность, связанную с выпечкой и продажей хлебобулочных изделий. Данные, на основании которых выполняется калькуляция стоимости выпечных изделий, приведены на рис. 2.1 и 2.2.

1. Построить таблицы по приведенным ниже данным.

2. Результаты вычислений представить в виде таблицы, содержащей расчет стоимости выпечных изделий (рис. 2.2), и в графическом виде.

3. Организовать межтабличные связи для автоматического формирования калькуляции стоимости выпечных изделий.

4. Сформировать и заполнить форму калькуляции стоимости (рис. 2.3).

Расход продуктов

Компоненты выпечки	Стоимость изготовления 1 кг компонента, руб.
Бисквит	15,00
Тесто песочное	7,00
Крем сливочный	25,00
Крем масляный	23,00
Глазурь	12,00

Рис.2.1. Данные о стоимости компонентов выпечных изделий

Стоимость выпечных изделий

Изделие	Состав	Количество комонента в изделии, кг	Стоимость изготовления 1кг компо-нента, руб.	Стоимость компонента в изделии, руб.
Пирожное бисквитно-кремовое	Бисквит	0,30	15,00
	Крем масляный	0,10	23,00
	Глазурь	0,05	12,00
Пирожное песочное со сливоч- ным кремом	Тесто песочное	0,20	7,00
	Крем сливочный	0,10	25,00

Рис. 2.2. Расчет стоимости выпечных изделий

	Хлебозавод "Колобок"
						Расчетный период
						с	по
						__.__.20__	__.__.20__
	Калькуляция стоимости выпечных изделий
	Изделие	Состав	Стоимость компонента в изделии, руб.
	Пирожное бисквитно- кремовое	Бисквит
		Глазурь
		Крем масляный
	ВСЕГО
	Пирожное песочное со сливочным кремом	Тесто песочное
		Крем сливочный
	ВСЕГО
	Бухгалтер	_________________

Рис.2.3. Форма калькуляции стоимости выпечных изделий

Подобные задачи рассматриваются бухгалтерами или бухгалтерами-экономистами на предприятии по производству товара.

2.2 Описание алгоритма решения задачи

1. Запустить процессор MS Excel.

2. Создать книгу с именем «Колобок».

3. Лист 1 переименовать в лист с названием Продукты.

4. На рабочем листе Продукты MS Excel создать таблицу расхода продуктов.

5. Заполнить таблицу расхода продуктов исходными данными (приложение 1).

6. Разработать структуру шаблона таблицы «Стоимость выпечных изделий» (приложение 2).

7. Лист 2 переименовать в Компоненты.

8. На рабочем листе Компоненты MS Excel создать таблицу, в которой будет содержаться расчет стоимости выпечных изделий .

9. Заполнить таблицу с расчетом стоимости выпечных изделий исходными данными (приложение 1).

10. Скопировать лист Компоненты вместе с таблицей «Стоимость выпечных изделий» перед Листом 2 и переименовать в Компоненты (2) (приложение 4).

11. Заполнить графу Стоимость компонента в изделии, руб. таблицы «Стоимость выпечных изделий», находящейся на листе Компоненты (2) следующим образом:

Занести в ячейку E5 формулу:

=C5*D5.

Размножить введенную в ячейку E5 формулу для остальных ячеек ( с E6 по E9 ) данной графы.

Таким образом, будет выполнен цикл, управляющим параметром которого является номер строки.

12. Отсортировать данные по возрастанию.

13. Скопировать лист Компоненты (2) перед листом 2, переименовать в Компоненты (3) и создать расположение таблицы на листе Excel(приложение 5).

14.Скопировать лист Компоненты (2) перед листом 2, переименовать в Компоненты (4) и создать Шаблон таблицы (приложение 6).

13. Создать лист Калькуляция. На листе создать форму калькуляции стоимости выпечных изделий. Заполнить таблицу исходными данными.

14. Заполнить графу Стоимость компонента в изделии, руб. таблицы «Калькуляция стоимости выпечных изделий», находящейся на листе Калькуляция следующим образом:

Занести в ячейку G11 формулу:

=ПРОСМОТР(D11;'Компоненты (2)'!$B$5:$B$7;'Компоненты (2)'!$E$5:$E$7).

Размножить введенную в ячейку G11 формулу для остальных ячеек (с G12 по G17 ) данной графы.

15. Путем создания межтабличных связей заполнить данную форму.

15. Создать диаграмму с названием «Стоимость компонента в изделии» по данным компонентов пирожного бисквитно-кремового и пирожного песочного со сливочным кремом.

17. Диаграмму и таблицу «Калькуляция стоимости выпечных изделий» представить графически (приложение 7, 10).

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

Титоренко Г.А. Информационные технологии управления. М., Юнити: 2002. 306 с

Мельников В. Защита информации в компьютерных системах. М.: Финансы и статистика, Электронинформ, 1997. 453 с

Ковалевский В., "Криптографические методы", Компьютер Пресс 05.93 г. 50с.

Панасенко С.П., Защита информации в компьютерных сетях // Журнал «Мир ПК» 2002 № 2. 35 с.

П.А. Тимофеев, профессор МИЭТ. Средства криптографической защиты информации компьютерных систем и сетей.- http://www.egovernment.ru/ insec03-2004.php?id=16