Шифрование данных симметричным алгоритмом

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лабораторная работа

Шифрование данных симметричным алгоритмом

Цель работы: получить навыки по использованию симметричных криптографических алгоритмов для шифрования данных.

1. Основные положения.

Существует два основных типа криптографических алгоритмов:

- симметричные, для которых ключ расшифрования совпадает с ключом зашифрования.

- асимметричные (алгоритмы с открытым ключом), использующие для зашифрования и расшифрования два разных ключа.

Симметричные алгоритмы делятся на две категории:

- потоковые шифры, в которых данные обрабатываются побитово (посимвольно),

- блочные шифры, в которых операции производятся над группами битов.

Криптостойкость - характеристика шифра, определяющая его стойкость к дешифрованию без знания ключа (основные характеристики: 1. количество всех возможных ключей 2. среднее время, необходимое для криптоанализа).

Общепринятые требования к криптографическим алгоритмам:

1. зашифрованный текст читается только при наличии ключа,

2. число операций для нахождения ключа по фрагменту шифрованного текста и соответствующего ему открытого текста - не менее общего числа возможных ключей.

3. число операций для дешифровки путем перебора всевозможных ключей, должно иметь строгую нижнюю оценку и выходить за пределы возможностей компьютеров,

4. знание алгоритма шифрования не должно влиять на надежность защиты,

5. незначительное изменение ключа должно приводить к существенному изменению вида зашифрованного сообщения даже при использовании одного и того же ключа,

6. структурные элементы алгоритма шифрования должны быть неизменными,

7. дополнительные биты, вводимые в сообщение при шифровании должны быть полностью и надежно скрыты в шифрованном тексте,

8. длина шифрованного текста должна быть равной длине исходного текста,

9. не должно быть простых и легко устанавливаемых зависимостей между ключами, последовательно используемых при шифровании,

10. любой ключ из множества возможных должен обеспечивать надежную защиту информации,

11. алгоритм должен допускать как программную, так и аппаратную реализацию, при этом изменение длины ключа не должно вести к качественному ухудшению алгоритма шифрования.

Среди методов криптографического закрытия можно выделить следующие:

- Замена (подстановка)

- Перестановка

- Аналитическое преобразование

- Гаммирование

- Комбинированные методы.

Гаммирование - наложение на текст псевдослучайной последовательности, генерируемой на основе ключа. Возможны следующие разновидности гамм:

- конечная короткая гамма,

- конечная длинная гамма,

- бесконечная гамма.

Шифрование методом гаммирования заключается в замене символов шифруемого текста и гаммы цифровыми эквивалентами (или в виде двоичного кода). Стойкость шифрования определяется длительностью периода и равномерностью статистических характеристик гаммы.

2. Выполнение работы

2.2 Лабораторное задание

Задача лабораторной работы - разработать приложение, в котором вводимый текст шифруется симметричным алгоритмом с помощью задаваемого ключа.

3. Рекомендации при разработке приложения

3.3 Возможный вариант процедур шифрования/дешифрования с оформлением каждого из действий в отдельную процедуру:

interface

const

StartKey = 981; {Start default key}

MultKey = 12674; {Mult default key}

AddKey = 35891; {Add default key}

function Encrypt(const InString:string; StartKey,MultKey,AddKey:Integer): string;

function Decrypt(const InString:string; StartKey,MultKey,AddKey:Integer): string;

implementation

{$R-}

{$Q-}

{*******************************************************

* Standard Encryption algorithm - Copied from Borland *

*******************************************************}

function Encrypt(const InString:string; StartKey,MultKey,AddKey:Integer): string;

var

I : Byte;

begin

Result := '';

for I := 1 to Length(InString) do

begin

Result := Result + CHAR(Byte(InString[I]) xor (StartKey shr 8));

StartKey := (Byte(Result[I]) + StartKey) * MultKey + AddKey;

end;

end;

{*******************************************************

* Standard Decryption algorithm - Copied from Borland *

*******************************************************}

function Decrypt(const InString:string; StartKey,MultKey,AddKey:Integer): string;

var

I : Byte;

begin

Result := '';

for I := 1 to Length(InString) do

begin

Result := Result + CHAR(Byte(InString[I]) xor (StartKey shr 8));

StartKey := (Byte(InString[I]) + StartKey) * MultKey + AddKey;

end;

end;

{$R+}

{$Q+}

end.

3.4 Рекомендуется разработать процедуры шифрования/дешифрования с использованием наложения на шифруемый текст конечной короткой гаммы (ключа):

- символы текста и ключа переводятся в цифровой (тип Byte) аналог таблицы ASCII,

- организуется цикл перебора элементов массива текста с наложением на них (сложение или вычитание с контролем выхода за границы типа данных) соответствующих элементов массива ключа.

3.5 Ключ шифрования перед записью в файл преобразуйте с помощью алгоритма шифрования XOR. Пример модуля консольного приложения с реализацией подобного алгоритма приведен ниже.

program Crypt;

{$APPTYPE CONSOLE}

uses Windows;

var

key, text, longkey, result : string;

i : integer;

toto, c : char;

F : TextFile;

begin

writeln('Enter the key:');

readln(key);

writeln('Enter the text:');

readln(text);

for i := 0 to (length(text) div length(key)) do

longkey := longkey + key;

for i := 1 to length(text) do

begin

// XOR алгоритм

toto := chr((ord(text[i]) xor ord(longkey[i])));

result := result + toto;

end;

writeln('The crypted text is:');

writeln(result);

write('Should i save it to result.txt ?');

read(c);

if in ['Y','y'] then

c begin

AssignFile(F,'result.txt');

Rewrite(F);

Writeln(F,result);

CloseFile(F);

end;

end.

4. Содержание отчета

Отчет должен содержать:

1. Тему работы, цель работы.

2. Распечатку программы.

3. Скрин-шоты выполнения программы с указанием авторства.

4. Описание хода выполнения.

5. Ответы на контрольные вопросы.

5. Контрольные вопросы

ключ шифр дешифрование криптографический

1. Почему криптографические алгоритмы, требующие сохранения в тайне последовательности преобразования данных, не находят в настоящее время широкого применения?

2. Каким должен быть объем ключевого пространства для обеспечения криптографической стойкости алгоритма?

3. Зависит ли криптографическая стойкость алгоритма от набора возможных символов ключа?

4. Что такое ключ?

5. Можно ли использовать последовательности цифр фундаментальных констант при формировании гаммы?

6. Назовите основные показатели криптостойкости.

7. Охарактеризуйте меры по защите ключей.

8. Исходя из чего определяется необходимость смены ключей шифрования?

Размещено на Allbest.ru