Контрольная работа по "Информационной безопасности"

 

Поскольку большинство  блочных алгоритмов являются 64-битовыми, некоторые схемы хэширования  проектируют так, чтобы хэш-значение имело длину, равную двойной длине  блока.

Если принять, что получаемая хэш-функция корректна, безопасность схемы хэширования базируется на безопасности лежащего в ее основе блочного алгоритма. Схема хэширования, у которой длина хэш-значения равна длине блока, показана на рисунке 6. Ее работа описывается выражениями:

 

Н0 = Ін, Нi = ЕA(В) Å  С,

 

где Ін – некоторое случайное начальное значение; А, В и С могут принимать значения Мі, Ні-1, (Мi Å Ні-1) или быть константами.

 

Таблица 1 – Схемы безопасного  хэширования, у которых длина  хэш-значения равна длине блока

Номер схемы	Функция хэширования
1	Нi = ЕHi-1 (Мi) Å  Мi
2	Нi = ЕHi-1 (Мi A Нi-1) Å  Мi Å  Нi-1 Нi = ЕHi-1 (Мi A Нi-1) Å  Мi Å  Нi-1
3	Нi = EHi-1 (Мi) Å  Нi-1 Å  Мi
4	Нi = ЕHi-1 (Мi Å Нi-1) Å  Мi
5	Нi = ЕMi (Нi-1) Å  Нi-1
6	Нi = ЕMi (Мі A Нi-1) Мi A Нi-1
7	Нi = ЕMi (Нi-1) Мi Å  Нi-1
8	Нi = EMi (Мi Å  Нi-1) Å  Нi-1
9	Нi = ЕMiÅHi-1 (Мі) Å  Мi
10	Нi = ЕMiÅHi-1 (Нi-1) Å  Нi-1
11	Ні = ЕMiÅHi-1 (Mi) Å  Ні-і
12	Нi = ЕMiÅHi-1(Нi-1) Å  Мi

 

Сообщение М разбивается  на блоки Мi принятой длины, которые  обрабатываются поочередно.

Три различные переменные А, В и С могут принимать одно из четырех возможных значений, поэтому в принципе можно получить 64 варианта общей схемы этого типа. Из них 52 варианта являются либо тривиально слабыми, либо небезопасными. Остальные 12 безопасных схем хэширования перечислены в таблице 1.

Первые четыре схемы  хэширования, являющиеся безопасными  при всех атаках, приведены на рисунке 7.

 

Рисунок 7 – Четыре схемы безопасного хэширования

3.2 Отечественный стандарт хэш-функции

 

Российский стандарт ГОСТ Р 34.11-94 определяет алгоритм и процедуру вычисления хэш-функции для любых последовательностей двоичных символов, применяемых в криптографических методах обработки и защиты информации. Этот стандарт базируется на блочном алгоритме шифрования ГОСТ 28147-89, хотя в принципе можно было бы использовать и другои блочный алгоритм шифрования с 64-битовым блоком и 256-битовым ключом.

Данная хэш-функция  формирует 256-битовое хэш-значение.

Функция сжатия Ні = f (Мi, Нi-1) (оба операнда Мі и Ні-1 являются 256-битовыми величинами) определяется следующим образом:

1. генерируются 4 ключа шифрования Кj, j = 1...4, путем линейного смешивания Мі, Ні-1 и некоторых констант Сj;
2. каждый ключ Кj, используют для шифрования 64-битовых подслов hі слова Нi-1 в режиме простой замены: Si = EKj(hj). Результирующая последовательность S4, S3, S2, S1 длиной 256 бит запоминается во временной переменной S.

Значение Ні является сложной, хотя и линейной функцией смешивания S, Мi, и Нi-1.

При вычислении окончательного хэш-значения сообщения М учитываются значения трех связанных между собой переменных:

 

Нn - хэш-значение последнего блока сообщения;

 

Z - значение контрольной  суммы, получаемой при сложении  по модулю 2 всех блоков сообщения;

 

L - длина сообщения.

 

Эти три переменные и  дополненный последний блок М' сообщения объединяются в окончательное хэш-значение следующим образом:

 

Н = f (Z Å М', f (L, f(М', Нn))).

 

Данная хэш-функция  определена стандартом ГОСТ Р 34.11-94 для  использования совместно с российским стандартом электронной цифровой подписи.

 

Задание №3

Таблица 2 – Иллюстрация  замены малых, заглавных русских  букв и символов

 

а	б	в	г	Д	е	ё	ж	з	и	й	к	л	м	н	о	п	р	с	т
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20

 

Продолжение таблицы 2

у	ф	х	ц	ч	ш	щ	ъ	ы	ь	Э	ю	я
21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31	32	33

 

Продолжение таблицы 2

А	Б	В	Г	Д	Е	Ё	Ж	З	И	Й	К	Л
34	35	36	37	38	39	40	41	42	43	44	45	46

 

Продолжение таблицы 2

М	Н	О	П	Р	С	Т	У	Ф	Х	Ц	Ч	Ш
47	48	49	50	51	52	53	54	55	56	57	58	59

 

Продолжение таблицы 2

Щ	Ъ	Ы	Ь	Э	Ю	Я	\___\	.	:	!	?	,
60	61	62	63	64	65	66	67	68	69	70	71	72

 

Фраза для шифра: «Через несколько минут сэр Клод Эмори сел на свое место во главе стола, за которым уже сидели шесть человек.»

Ключ: «С Новым Годом!»

Таблица 2 – Иллюстрация  замены русских букв

Фраза для шифра	Ключ	Сумма	Шифротекст
Ч=58	С=52	110=38	Д
е=6	\___\=67	73=1	е
р=18	Н=48	66	Я
е=6	о=16	22	ф
з=9	в=3	12	к
\___\=67	ы=29	96=24	ц
н=15	м=14	29	ы
е=6	\___\=67	73=1	е
с=19	Г=37	56	Х
к=12	о=16	28	ъ
о=16	д=5	21	у
л=13	о=16	29	ы
ь=30	м=14	44	Й
к=12	!=70	82=10	и
о=16	С=52	68	.
\___\=67	\___\=67	134=62	Ы
м=14	Н=48	62	Ы
и=10	о=16	26	ш
н=15	в=3	18	р
у=21	ы=29	50	П
т=20	м=14	34	А
\___\=67	\___\=67	134=62	Ы
с=19	Г=37	56	Х
э=31	о=16	47	М
р=18	д=5	23	х
\___\=67	о=16	83=11	й
К=45	м=14	59	Ш
л=13	!=70	83=11	й
о=16	С=52	68	.
д=5	\___\=67	72	,
\___\=67	Н=48	115=43	И
Э=64	о=16	80=8	ж
м=14	в=3	17	п
о=16	ы=29	45	К
р=18	м=14	32	ю
и=10	\___\=67	77=5	д
\___\=67	Г=37	104=32	ю
с=19	о=16	35	б
е=6	д=5	11	й
л=13	о=16	29	ы
\___\=67	м=14	81=9	з
н=15	!=70	85=13	л
а=1	С=52	53	Т
\___\=67	\___\=67	134=62	Ы
с=19	Н=48	67	\___\
в=3	о=16	19	с
о=16	в=3	19	с
ё=7	ы=29	36	В
\___\=67	м=14	81=9	з
м=14	\___\=67	81=9	з
е=6	Г=37	43	И
с=19	о=16	35	Б
т=20	д=5	25	ч
о=16	о=16	32	ю
\___\=67	м=14	81=9	з
в=3	!=70	73=1	а
о=16	С=52	68	.
\___\=67	\___\=67	134=62	Ы
г=4	Н=48	52	С
л=13	о=16	29	ы
а=1	в=3	4	г
в=3	ы=29	32	ю
е=6	м=14	20	т
\___\=67	\___\=67	134=62	Ы
с=19	Г=37	56	Х
т=20	о=16	36	В
о=16	д=5	21	у
л=13	о=16	29	ы
а=1	м=14	15	н
,=72	!=70	142=70	!
\___\=67	С=52	119=47	М
з=9	\___\=67	76=4	г
а=1	Н=48	49	О
\___\=67	о=16	83=11	й
к=12	в=3	15	н
о=16	ы=29	35	Б
т=20	м=14	34	А
о=16	\___\=67	83=11	й
р=18	Г=37	55	Ф
ы=29	о=16	45	К
м=14	д=5	19	с
\___\=67	о=16	83=11	й
у=21	м=14	35	Б
ж=8	!=70	78=6	е
е=6	С=52	58	Ч
\___\=67	\___\=67	134=62	Ы
с=19	Н=48	67	\___\
и=10	о=16	26	ш
д=5	в=3	8	ж
е=6	ы=29	35	Б
л=13	м=14	27	щ
и=10	\___\=67	77=5	д
\___\=67	Г=37	104=32	ю
ш=26	о=16	42	З
е=6	д=5	11	й
с=19	о=16	35	Б
т=20	м=14	34	А
ь=30	!=70	100=28	ъ
\___\=67	С=52	119=47	М
ч=25	\___\=67	92=20	т
е=6	Н=48	54	У
л=13	о=16	29	ы
о=16	в=3	19	с
в=3	ы=29	32	ю
е=6	м=14	20	т
к=12	\___\=67	79=7	ё
.=68	Г=37	105=33	я.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1. www.des-crypto.ru
2. infosecmd.narod.ru
3. infoch.info/view_lesson.php
4. crypto-r.narod.ru
5. www.itdom.info
6. www.arnis.ru