149VI Международная научно-практическая конференция УДК 004.056.53
Ханмурзаев Ханмурза Эльмурзаевич KHanmurzaev KHanmurza Elmurzaevich
Студент Student
Дахкильгова Камила Багаудиновна Dakhkilgova Kamila Bagaudinovna
Доцент кафедры «Программирование и ИКТ» к.т.н.
Associate Professor of the Department of Programming and Information and Communication
Technologies Candidate of Technical Sciences Чеченский государственный университет Chechen State University
АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ ШИФРОВАНИЯ ANALYSIS OF MODERN ENCRYPTION METHODS
Аннотация. В данной статье рассмотрены современные методы шифрования, проведен некоторый сравнительный анализ алгоритмов, в результате которого сделан вывод о наиболее популярном и используемом в нашей стране методе шифрования, не уступающем зарубежным конкурентам.
Abstract: This article discusses modern encryption methods, some comparative analysis of algorithms is carried out, as a result of which a conclusion is made about the most popular and used encryption method in our country, which is not inferior to foreign competitors.
Ключевые слова. методы шифрования, защита информации, ассиметричное шифрование, симметричное шифрование , информационные технологии, кибербезопасность.
Key words: encryption methods, information security, asymmetric encryption, symmetric encryption, information technology, cybersecurity.
Сегодня человек все более привязан к информационному пространству, поскольку в нем общество хранит огромный объем персональной и конфиденциальной информации. Политика конкуренции диктует требование обладать уникальными данными, которые в свою очередь должны надежно защищаться. В силу этих и ряда других причин защите данных и сведений уделяется большое внимание.
Свою долгую и богатую историю имеет метод шифрования информации. Шифрование является самым востребованным и универсальным средством в защите конфиденциальных данных пользователя. Процесс шифрования представляет собой изменение структурной базы информационных данных, расшифровать которую будет возможно при наличии заранее подготовленного ключа шифрования. Ключ расшифровки известен лишь тому, кто составлял шифр, и получателю информации. Шифрование предоставляет защиту от самых популярных видов деятельности злоумышленников: кража информации; раскрытие засекреченных данных; подделка данных под оригинал.
Анализируя алгоритмы, применяемые при шифровании информации, следует принять во внимание следующие аспекты: степень защиты и уровень
Новые импульсы развития: вопросы научных исследований
сложности шифра; затраченное время на процесс шифрования; потраченные ресурсы и энергия для создания шифра.
Алгоритм, исходя из которого происходит шифрование, подлежит вскрытию в случаи подбора необходимого ключа. Вариации ключей для расшифровки составляют ключевое пространство, отсюда следует вывод, что уровень защиты, предоставляемый тем или иным шифром, зависит от длинны ключа.
Методы шифрования делятся на две категории - ассиметричные и симметричные методы. При симметричном шифровании используется одинаковый ключ, как для получателя, так и для отправителя. В случае со вторым вариантом, есть закрытый и открытый ключ, где первый - у отправителя, а ключ расшифровки (открытый) передается получателю.
Симметричное шифрование применятся в совокупности с рядом алгоритмов: AES, 3DES, CAST, Blowfish, ГОСТ, DES. Ассиметричное шифрование использует следующие алгоритмы: El-Gamal и RSA.
AES - разработанный в 1997 году, являющийся стандартным методом шифрования на территории США. Алгоритм действует на основе симметричного блочного шифра. Реструктуризация данных, которую осуществляет алгоритм AES состоит из следующих задач:
- Mix Columns - перемешивание информации внутри блока данных;
- Sub Byties - подстановка и подбор байтов при помощи таблицы подстановок;
- Shift Rows - смещение строк на различные уровни;
- Expand Key - обнаружение ключей для этапов расшифровки.
Алгоритм AES применяет ключи, длина который составляет от 128, до 256
бит, и взаимодействует с блоком информации, чья длина не превышает 128 бит.
В 1975 году компанией IBM был разработан алгоритм DES. Шифрование данных на основе этого алгоритма до 2001 года являлось стандартом системы шифрования в США. На основе симметричного метода шифрования, получатель и отправитель имеют лишь один ключ, для шифрования и расшифровки информации. По сравнению с предыдущим алгоритмом, DES работает лишь с ключами, длинной в 56 бит, что является его основным минусом.
Позднее, в 1978 году, с применением структуры DES, на основе этого шифра был создан 3DES. Кардинальным отличием является время, затрачиваемое на создание шифра, что в свою очередь повышало степень защиты данных.
CAST - алгоритм шифрования, применяемый не фиксирующие блоки данных. Обладают S-блоками с входом в 8-бит и выходом в 32-бит. Сложен в освоении и поэтому не взыскал особой популярности. Работает с ключами 128 и 256 бит.
Blowfish строится на двухэтапной структуре - шифровка и расшифровка информации, расширение ключа. Данный алгоритм шифрования чаще всего используется в случае шифровки больших объемов информации, сложная система преобразования исключает метод взлома блоков с применением перебора ключей. Однако алгоритм становится уязвим для расшифровки в
VI Международная научно-практическая конференция
случаях, когда ключ шифрования имеет высокую частоту изменений, а работа шифрования строится на небольших объемах данных.
Федеральный стандарт шифрования на территории РФ - это алгоритм ГОСТ, созданный на основе сети Фейстеля. Применяет ключ длинной в 128 бит, гибкий и универсальный в плане настройки алгоритма. Это позволяет либо ускорить работу и понизить уровень защиты данных, либо сделать наоборот.
Методы ассиметричного шифрования базируются на двух основных алгоритмах - El-Gamal и RSA. Алгоритм шифрования El-Gamal служит инструментом для создания единого ключа шифрования, для шифровки информации и для проектирования цифровых подписей. Так же может служить инструментом идентификации.
Алгоритм RSA является наглядным примером ассиметричного шифрования с применением двух видов ключей - закрытого и открытого. Сообщение, зашифрованное отправителем с помощью данного алгоритма, может прочесть лишь получатель. Удобно в использовании модели взаимодействия большего числа адресатов.
Мы разобрали перечень современных методов шифрования, и составили небольшой сравнительный анализ алгоритмов по отношению друг к другу. Следует отметить, что применимый на территории России алгоритм шифрования ГОСТ, созданный ещё в СССР, является достаточно надежным и работает с ключами шифрования 256 бит. По степени защиты он мало чем уступает своим зарубежным конкурентам.
Библиографический список:
1. Сергиенко Е.Н. Математические методы кодирования и шифрования [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Сергиенко Е.Н.— Электрон. текстовые данные.— Белгород: Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, ЭБС АСВ, 2017.— 101 c.— Режим доступа: http : //www.iprbookshop .ru/92262.html
2. Шнайер Б. Прикладная криптография. Протоколы, алгоритмы, исходные тексты на языке Си. — М.: Триумф, 2003. — 806 с.
3. Жуков А.Е. Системы блочного шифрования [Электронный ресурс]: учебное пособие по курсу «Криптографические методы защиты информации»/ Жуков А.Е.— Электрон. текстовые данные.— Москва: Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана, 2013.— 80 c.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/31633.html
4. Голиков А.М. Кодирование и шифрование информации в системах связи. Часть 1. Кодирование [Электронный ресурс]: учебное пособие для специалитета: 210601.65 Радиоэлектронные системы и комплексы. Курс лекций, компьютерный практикум, задание на самостоятельную работу/ Голиков А.М.— Электрон. текстовые данные.— Томск: Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, 2016.— 327 c.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/72112.html
