5. Понятие о криптографических методах защиты информации. Модель Шеннона.

Криптогра́фия (от др.-греч. κρυπτός — скрытый и γράφω — пишу) — наука о методах обеспечения конфиденциальности (невозможности прочтения информации посторонним) и аутентичности (целостности и подлинности авторства, а также невозможности отказа от авторства) информации.

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.

Криптостойкостью называется характеристика шифра, определяющая его стойкость к дешифрованию без знания ключа (т.е. криптоанализу).

Примеры методов шифрования:

• Алгоритмы замены или подстановки — символы исходного текста заменяются на символы другого (или того же) алфавита в соответствии с заранее определенной схемой, которая и будет ключом данного шифра.

• Алгоритмы перестановки — символы оригинального текста меняются местами по определенному принципу, являющемуся секретным ключом.

• Алгоритмы гаммирования — символы исходного текста складываются с символами некой случайной последовательности.

• Алгоритмы, основанные на сложных математических преобразованиях исходного текста по некоторой формуле. Многие из них используют нерешенные математические задачи. Например, широко используемый в Интернете алгоритм шифрования RSA основан на свойствах простых чисел.

• Комбинированные методы. Последовательное шифрование исходного текста с помощью двух и более методов.

Теория коммуникации.

Объектами, описываемыми в этой теории, являются сообщение, отправитель и получатель. В 1949 году Шеннон и Уивер предложили математическую модель, описывающую линейную передачу сообщений. Основные объекты коммуникации: источник информации, передатчик, канал передачи, приемник и конечную цель, расположенные в линейной последовательности (линейная модель).

Информация, которая передается, называется сообщением. Сообщение из источника черезпередатчик передается в канал связи, откуда, в свою очередь, поступает к получателю.

Также Шеннон ввел понятия шума (это стали связывать с понятием энтропии и негэнтропии) и избыточности.

Энтропия (шум) связана с теми внешними факторами, которые искажают сообщение, нарушают его целостность и возможность восприятия приемником.

Всякий зашумленный канал связи характеризуется своей предельной скоростью передачи информации (называемой пределом Шеннона). При скоростях передачи выше этого предела неизбежны ошибки в передаваемой информации. Негэнтропия (отрицательная энтропия) связана с теми случаями, когда неполное или искаженное сообщение все же получено приемником благодаря его способности распознать сообщение, несмотря на искажения и недостающую информацию.

Понятие же избыточности, повторения элементов сообщения для предотвращения коммуникативной неудачи, то есть, средства против энтропии, чаще всего демонстрируют именно на примере естественных человеческих языков. Примером также можно считать телеграмму, когда опускается половина слов, но текст при этом остается понятным.