Защита информации с помощью криптографии

Автор: Ким Светлана Владиславовна

Дата публикации: 12.04.2017

Номер материала: 7545

Скачать
Прочие методические материалы
Информатика
Без класса

Защита информации с помощью криптографии

Ким Светлана Владиславовна

Криптография возникла как наука разрабатывающая способы шифрования сообщений, то есть документ должен быть записан таким способом, чтобы прочитать его могли только отправитель и получатель. Еще с древних времен, как люди научились создавать рукописи, уже нуждались в том, чтобы передать секретные сообщения. Так и возникла тайнопись. И эта нужда привела к тому, что эта самая тайнопись развивалась очень быстро. К нашему времени мы уже не можем представить свою жизнь без нее.

Криптография - это наука об обеспечении невозможности прочтения информации посторонними, невозможности незаметного изменения информации, проверки подлинности авторства или иных свойств объекта.

Собственно, сделать так, чтобы незаконные личности не могли прочитать или изменить данные исходного текста, нужно применить шифрование - это преобразование открытого текста на основе правил и ключа. Так возникает шифрованный текст, который можно расшифровать  только с ключом.

В то же время как есть наука об искажении смысла в тексте для злоумышленников, есть и наука об анализировании и взломе зашифрованной связи. Криптоанализ представляет собой сбор аналитики, математических и статистических расчётов. Криптоаналитиков также называют взломщиками. Криптология объединяет эти две науки.

В современном обществе все большую роль играют электронные средства передачи, хранения и обработки информации. Для того, чтобы информационные технологии можно было использовать в различных областях, необходимо обеспечить их надежность и безопасность. Под безопасностью понимается способность информационной системы сохранять свою целостность при преднамеренных внешних влияниях.

К настоящему времени криптография содержит множество последствий как фундаментальных, так и прикладных. Занятие криптографией невозможно без серьезной математической подготовки. Чрезвычайно необходимы знания в области дискретной математики (решение алгоритмов), теории чисел и алгоритмов. Вместе с тем не следует забывать, что криптографические способы предназначены, в первую очередь,  для практического применения, а теоретически стойкие алгоритмы могут оказаться незащищенными перед атаками.

Криптография  возникла почти сразу же, как зародилась письменность. Послужило этому то, что нужно было передать информацию одному человеку, но при этом  сделать так, чтобы она не стала известна другим.  Криптография возникла как наука разрабатывающая способы шифрования сообщений, то есть документ должен быть записан таким способом, чтобы прочитать его могли только отправитель и получатель. В исторических записях древних цивилизаций (Индии, Египта) были найдены сведения о системах и способах шифрования текста. Например, в Индии изложено в рукописях о 64-х способах преобразования текста, среди которых написание знаков не по порядку, а по некоторому алгоритму.

Так же и в Греции  существовала хорошо развитая криптография. Юлий Цезарь в книге "Записки о галльской войне" описывает шифр, в котором  буквы заменяются в соответствии с подстановкой, в которой каждая буква сдвинута на три позиции вправо. Полибий описывает систему шифра, называемую "квадрат Полибия ". Она представляет собой замену каждой буквы парой чисел - координатами буквы в квадрате 5х5, в котором написаны буквы алфавита.

Потребителями криптографии в этот период являются структуры административной и религиозной власти.

В расцвет арабских государств  криптография получила новое развитие. Собственно откуда и возникло слово "шифр" в переводе с арабского "цифра". В 855 году появляется "Книга о большом стремлении человека разгадать загадки древней письменности", в ней приводятся описания шифров, в том числе и с применением нескольких шифралфавитов.

В 1518 году в криптографии был сделан новый шаг благодаря появлению первой печатной книги по криптографии. Аббат Иоганнес Тритемий  написал книгу "Полиграфия", в которой описал ряд шифров.

   Следующий шаг  в развитии криптографии был сделан Джованни Порта, в 1563 году он написал книгу "О тайной переписке", в ней приводится описание всех известных шифров.

В том же веке был сделан еще шаг в развивающую криптографию. Блез Виженер познакомился с трудами по криптографии и в 1585 году написал книгу "Трактат о шифрах", в которой он излагает основы криптографии. В это же время развивается математика благодаря трудам Леонардо Фибоначчи, в которых излагается арифметика, алгебра и геометрия. Для вычислений используется сходимость геометрической прогрессии. Великий ученый и художник эпохи Возрождения Леонардо да Винчи (1452-1519) владел криптографией и пользовался ею, в частности, в своих рукописях. 

В 1549 году появилась криптографическая служба, с момента выхода "посольского приказа", в котором имелось "цифирное отделение". Шифры использовались такие же, как в западных странах - значковые, замены, перестановки. Петр I полностью реорганизовал криптографию, создав "Посольскую канцелярию".

В 17-18 века математика делает новые шаги. Для развития математики в России роль сыграла "Арифметика" Магницкого Л.Ф., изданная в 1703 году, которую М.В. Ломоносов назвал "вратами учености", представляла собой свод математических сведений на тот период. Появляются основы аппарата, применяемого в криптографии для анализа шифров. Основным средством для шифрования становятся коды. В 1844 году С.Морзе изобрел телеграф.

С 80-х годов 19 века криптография во всех передовых государствах считается наукой и ее изучают в военных академиях. Для шифрования применяются коды с перешифровкой, используются механические устройства для шифрования.

20-й век- век двух мировых войн, век научного прогресса. В середине ХХ века начинают появляться первые электронно-вычислительные машины (ЭВМ). С их приходом криптография делает огромный скачек, это означает, что основными средствами передачи информации стали электромеханические и электронные устройства.

Возможности применения электронной памяти позволили осуществлять обработку открытых текстов целыми блоками. С 70-х годов применение криптографии начинает расширяться, она становиться гражданской отраслью. Криптографические средства начинают применяться для защиты коммерческой информации.

За последние десятилетия требования к информационной безопасности существенно изменились. До начала использования автоматических систем обработки данных безопасность информации достигалась физическими мерами. С появлением в широком пользовании компьютеров стала очевидной необходимость использования автоматических средств защиты программной среды. Этап развития автоматических систем защиты связан с появлением компьютерных сетей, в которых безопасность используются в первую очередь для защиты передаваемых по сетям информации. Средства сетевой безопасности - это меры предотвращения нарушений целостности, которые возникают при передаче информации по сетям, а также позволяющие определять, что нарушения безопасности было совершено.

Достоинством криптографии  являются то, что шифры обеспечивают высокую гарантированную стойкость защиты, которую можно рассчитать и выразить в числовой форме.

Недостатками криптографии  являются:

  • Значительные затраты ресурсов (времени, производительности процессоров) на выполнение криптографических преобразований информации;
  • Трудности совместного использования зашифрованной информации, связанные с управлением ключами (генерация, распределение и т.д.);
  • Высокие требования к сохранности секретных ключей и защиты открытых ключей от подмены.

Можно сделать вывод о том, что криптография служит надёжной системой защиты информации в наше время. И криптография, и криптоанализ - две составляющие друг друга области знаний. Любое продвижение в развитии одной даёт толчок к развитию другой.

Большое внимание сейчас сосредоточено в области конфиденциальности и защиты информации, и их поиски лежат в сфере квантовой криптографии. Именно она способна дать абсолютную гарантию надежности. Возможности этой технологии не ограничиваются ее использованием крупными банками и корпорациями, но будут доступны и общественности. Остается только ждать, когда этап развития сделает огромный скачек в криптографии и, скорее всего, это произойдет совсем скоро, ведь раньше даже не могли представить, что наступит время, когда у каждого будет карманный компьютер.

Литература:

  1. Адигеев М.Г., Учебное электронное пособие "Введение в криптографию"
  2.  Жгун Т.В.,  Учебное электронное пособие "Методы защиты информации"
  3. Салий В.Н., Учебное электронное пособие "Криптографические методы шифрования и средства защиты информации"
  4. Токарева  Н.Н., Учебное электронное пособие "Симметричная криптография"

Участвуйте в дистанционных мероприятиях Страны талантов

Страна талантов

Творческие конкурсы проводятся на темы острых социальных проблем страны для учащихся учреждений всех типов в возрасте от 5 до 25 лет.

Страна талантов

Олимпиады проводятся по всем общеобразовательным предметам.

Все победители олимпиад 2016-2017 учебного года получают дополнительные 5 баллов к результатам ЕГЭ
при поступлении в РГСУ.

Участникам

Страна талантов

Каждый участник получает именной диплом в печатном виде.

Победители получают именные дипломы, медали, блокноты, ручки и другие ценные призы.

Преподавателям

Страна талантов

Каждый преподаватель, чей участник стал победителем, и те преподаватели, которые заявили к участию 3 и более учеников, получают благодарственную грамоту в печатном виде.

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ № ФС 77 - 59547
выдано 08.10.2014 г. Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций. Категория 0+.

© АНО ДО «Страна талантов», 2010-2017. Создание сайта - IT DEV GROUP