Автор работы: Пользователь скрыл имя, 26 Мая 2013 в 18:21, курсовая работа
Бурное развитие криптографические системы получили в годы первой и второй мировых войн. Начиная с послевоенного времени и по нынешний день, появление вычислительных средств ускорило разработку и совершенствование криптографических методов.
Проблема использования криптографических методов в информационных системах стала в настоящий момент особо актуальна.
С одной стороны, расширилось использование компьютерных сетей, в частности глобальной сети Интернет, по которым передаются большие объемы информации государственного, военного, коммерческого и частного характера, не допускающего возможность доступа к ней посторонних лиц.
С другой стороны, появление новых мощных компьютеров, технологий сетевых и нейронных вычислений сделало возможным дискредитацию криптографических систем еще недавно считавшихся практически не раскрываемыми.
- Полностью поддерживается текстовый формат программы моделирования SPICE, причем при загрузке текстового файла в формате SPICE на экране будет нарисована принципиальная схема с подключенными измерительными приборами (топология сложных схем синтезируется не вполне удачно, но моделируются такие схемы без ошибок).
- Предусмотрен вывод списка соединений в формате программы OrCAD PCB (в файлах с расширением имени .NET) для разработки печатных плат.
- Поддерживается стандартный набор компонентов: резисторы, конденсаторы, индуктивности, управляемые линейные и нелинейные источники, линии задержки без потерь и с потерями, диоды, тиристоры, различные транзисторы, операционные усилители, цифровые интегральные схемы и др., а также светодиоды, цифровые индикаторы, резистивные матрицы, плавкие предохранители, лампочки накаливания и ключи. Имеется механизм создания макромоделей.
- Предусмотрена возможность изменения параметров компонентов нажатием клавиш. Есть кнопочные переключатели, управляемые с клавиатуры. При этом параметры можно изменять, не прерывая моделирования! Как в реальном эксперименте.
- Имеются следующие измерительные приборы: мультиметры (измерения постоянного и переменного напряжения и тока, сопротивления, результаты выводятся в относительных единицах и децибелах); двухлучевые осциллографы (регулируются усиления каналов, частота развертки, смещение лучей по координатам X, Y, имеются открытый и закрытый входы, предусмотрен ввод сигналов синхронизации); измерители частотных характеристик (Bode Plotter); генератор цифровых сигналов (Word Generator); цифровой логический анализатор и логический преобразователь. На схеме можно разместить только по одному из приборов каждого типа. При развертывании изображения лицевой панели прибора на весь экран с помощью двух электронных курсоров проводят точные измерения характеристик.
- Различные цепи можно окрашивать в разные цвета для улучшения восприятия схемы. При этом временные диаграммы на экране двухлучевого осциллографа и многоканального логического анализатора окрашиваются в те же цвета.
5.2 Элементная база EWB для построение схем
Работа с электронной системой моделирования EWB включает в себя три основных этапа: создание схемы, выбор и подключение из мерительных приборов, и, наконец, активация схемы – расчет процессов, протекающих в исследуемом устройстве.
В общем случае процесс создания схемы начинается с размещения на рабочем поле EWB компонентов из библиотеки программы. Четырнадцать разделов библиотеки программы EBW поочередно могут быть вызваны с помощью иконок, расположенных на панели инструментов изображенных на рисунке 5.3.1. Каталог выбранного раздела библиотеки располагается вертикальном окне справа или слева от рабочего поля (устанавливается в любое место перетаскиванием стандартным способом – за шапку заголовка). Для открытия каталога нужного раздела библиотеки необходимо подвести курсор мыши к соответствующей иконке и нажать один раз ее левую кнопку, после чего серый фон иконки меняется на светло-серый. Необходимый для создания схемы значок (символ) компонента переносится из каталога на рабочее поле программы движением мыши при нажатой левой кнопке, после чего кнопка отпускается (для фиксирования символа). При размещении компонентов схемы на рабочем поле.[4]
Рисунок 5.2.1 – Каталоги библиотеки компонентов EWB
Выделенный компонент схемы (отображается красным цветом) можно повернуть (с помощью сочетания клавиш Ctrl+R, контекстного меню, кнопок на панели инструментов или пункта меню Circuit>Rotate) или зеркально отразить относительно вертикальной (горизонтальной) оси (команда меню Circuit>Flip Vertical (Horizontal), контекстное меню, кнопки на панели инструментов). При повороте большинство компонентов поворачиваются на 90 градусов против часовой стрелки при каждом выполнении команды.
С помощью двойного щелчка по значку компонента можно изменить его
свойства. В раскрывающемся диалоговом окне устанавливаются требуемые
параметры (цвет проводника, сопротивлениерезистора, тип транзистора ит.д.) и выбор подтверждается нажатием кнопки «Ok» или клавиши «Enter» на клавиа-
туре. Для большого числа компонентов можно выбрать параметры, соответствующие реальным элементам (диодам, транзисторам и т.п.) различных производителей.
Если в схеме используются компоненты одинакового номинала (например,
резисторы с одинаковым сопротивлением), то номинал такого компонента рекомендуется задать непосредственно в каталоге библиотеки, и затем переносить компоненты в нужном количестве на рабочее поле. Для изменения номинала компонента необходимо два раза щелкнуть мышью по символу его графического изображения и в раскрывающемся после этого окне внести изменения. При создании схем удобно также пользоваться динамическим меню, которое вызывается нажатием правой кнопки мыши. Меню содержит команды Help (помощь), Paste (вставить), Zoom In (увеличить), Zoom Out (уменьшить), Schematic Options (параметры схемы), а также команды Add <Название компонента>. Эта команда позволяет добавить на рабочее поле компоненты, не обращаясь к каталогам библиотеки. Количество команд Add <Название компонента> в списке меню определяется количеством типов компонент (резисторов знака заземления ит.д.), уже имеющихся на рабочем поле.
После размещения компонентов производится соединение их выводов проводниками. При этом необходимо учитывать, что к выводу компонента можно подключить только один проводник. Для выполнения подключения курсор мыши подводится к выводу компонента и после появлении площадки нажимается левая кнопка и появляющийся при этом проводник протягивается к выводу другого компонента до появления на нем такой же площадки, после чего кнопка мыши отпускается, и соединение готово. При необходимости подключения к этим выводам других проводников в библиотеке Basic выбирается точка (символ соединения) и переносится на ранее установленный проводник. Чтобы точка почернела (первоначально она имеет красный цвет),необходимо щелкнуть мышью по свободному месту рабочего поля. Если эта точка действительно имеет электрическое соединение с проводником, то она полностью окрашивается черным цветом. Если на ней виден след от пересекающего проводника, то электрического соединения нет и точку необходимо установить заново.После удачной установки к точке соединения можно подключить еще два проводника. Если соединение нужно разорвать, курсор подводится к одному из выводов компонентов или точке соединения и при появлении площадки нажимается левая кнопка, проводник отводится на свободное место рабочего поля, после чего кнопка отпускается.
Если необходимо подключить вывод к имеющемуся на схеме проводнику, то
проводник от вывода компонента курсором подводится к указанному проводнику и после появления точки соединения кнопка мыши отпускается. Следует отметить, что прокладка соединительных проводников производится автоматически, причем препятствия – компоненты и другие проводники – огибаются по ортогональным направлениям (по горизонтали или вертикали). Точка соединения может быть использована не только для подключения проводников, но и для введения надписей (например, указания величины тока в проводнике, его функционального назначения и т.п.).Для этого необходимо дважды щелкнуть по точке и в раскрывшемся окне ввести необходимую надпись. При обозначении компонентов необходимо придерживаться рекомендаций и правил, предусмотренных ЕСКД (единой системой конструкторской документации). Подключение к схеме контрольно-измерительных приборов производится аналогично.[4]
5.3 Описание основных используемых элементов
Как уже говорилось, в электронной системе Electronic Workbench имеется четырнадцать разделов библиотеки компонентов, которые могут быть использованы при моделировании.
Ниже приводится краткая справка по используемым элементам . После названия в скобках приведены параметры компонента, которые могут быть изменены пользователем.[4]
Logic Gates – логические цифровые микросхемы.
Рисунок 5.3.1 – Логический элементы И, логические элементы И-НЕ (количество входов)
Рисунок 5.3.2 – Логические элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ- НЕ (количество входов)
Рисунок 5.3.3 – Логические элементы ИЛИ, ИЛИ-НЕ (количество входов)
Digital – цифровые микросхемы.
Рисунок 5.3.4 – JK-триггеры с прямым или инверсным тактов входом и выходами предустановки (тип)
Рисунок 5.3.6 – RS триггер
Рисунок 5.3.6 – D -триггеры без предустановки и со входами предустановки (тип)
Indicators – индикаторные устройства.
Рисунок 5.3.7 – Светоиндикатор (цвет свечения)
5.4 Проектирование ГПСРРЧ
Целью квалификационной работы являлось проектирование устройства криптоанализа на основе функции кросс-кореляции. За основу была взята базовая корреляционная атака Зигенталера, изучив метод, были сделаны выводы, что построив данное устройство на аппаратном уровне, оно не дает нам ожидаемых результатов. Это возможно сделать только математическим путем.
Именно поэтому было решено
проверить возможно ли
Генератор псевдослучайных равномерно
распределенных случайных чисел (ГПСРРЧ, англ. Pseudoran
Современная информатика
Генераторы псевдослучайных чисел
При использовании метода статистических испытаний, при моделировании работы вероятностных преобразователей и вероятностных операционных узлов на
ЭВМ для получения случайных первичных потоков часто используются рекуррентные преобразования.
Сравнение различных методов формирования псевдослучайных чисел с равномерным законом распределения мгновенных значений позволили выбрать метод, предложенный Д.Х. Лемером и заключающийся в решении рекуррентного соотношения
где - некоторое начальное значение;
- множитель;
- приращение;
-модуль.
При выборе необходимо соблюдать определенные правила:
- значение
должно вычисляться точно без ошибок
в округ-
лении ;
- если
- степень двойки, то
следует выбирать из соот-
ношения
=5, если m - степень десятки, то из соотношения
= = 21, причем
, в то же время:
Приращение с не должно быть чётно и кратно 5.
Алгоритм, основанный на вычислениях по формуле Лемера, достаточно просто реализуется на ПК, однако он мало пригоден для реализации автономного ГПСРРЧ, так как требует наличия АЛУ. Кроме того, выполнение операции умножения многоразрядных чисел снижает быстродействие. Поэтому для построения ГПСРРЧ вероятностных преобразователей используется метод формирования псевдослучайных чисел с равномерным распределением, основанный на использовании линейных последовательностей максимальной длины, в соответствии с которым последовательности максимальной длины формируются N-разрядным регистром сдвига с цепью обратной связи через сумматоры по mod.2, при этом период последовательности составляет . Основные свойства последовательности:
- число символов "1" в последовательности всегда на единицу
больше, чем число символов "0";
- серии следующих друг
за другом одинаковых символов
появляют-
ся в последовательности с такой же частотой,
как и в случайной
последовательности равновероятных двоичных
символов;
- любой двоичный набор из
смежных элементов встречается
в последовательности с равной вероятностью