CC BY
59
Макаревич Олег Борисович
Технологический институт Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южный федеральный университет» в г. Таганроге.
E-mail: [email protected].
347928, г. Таганрог, ул. Чехова, 2.
Тел.: 8 (8634) 371-905.
Кафедра безопасности информационных технологий; заведующий кафедрой; профес-.
Makarevich Oleg Borisovich
Taganrog Institute of Technology - Federal State-Owned Educational Establishment of Higher Vocational Education “Southern Federal University”.
E-mail: [email protected].
2, Chekhova str., Taganrog, 347928, Russia.
Phone: 8 (8634) 371-905.
Department of IT-Security; Head of Department; professor.
Федоров Владимир Михайлович
Технологический институт Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южный федеральный университет» . .
E-mail: [email protected].
347928, . , . , 2.
Тел.: 8 (8634) 371-905.
Кафедра безопасности информационных технологий; доцент.
Fedorov Vladimir Mikhailovich
Taganrog Institute of Technology - Federal State-Owned Educational Establishment of Higher Vocational Education “Southern Federal University”.
E-mail: [email protected].
2, Chekhova str., Taganrog, 347928, Russia.
Phone: 8 (8634) 371-905.
Department of IT-Security; associate professor.
УДК 004.056.053
А.Ф. Чипига
ПОДХОД К РЕШЕНИЮ ПРОБЛЕМЫ СОХРАНЕНИЯ ДАННЫХ ПРИ РАСКРЫТИИ КЛЮЧА ДЕШИФРОВАНИЯ НА ПРИЕМЕ
Раскрыт подход к решению проблемы сохранения данных при компрометации ключа на приеме в одноключевых системах за счет использования физического уровня эталонной модели взаимосвязи открытых систем.
Блочные шифры; размножение ошибок; математическая модель ионосферы; электромагнитная доступность; помехоустойчивость.
A.F. Chipiga
THE APPROACH TO THE DATA RETENTION PROBLEM WITH DECRYPTION KEY DISCLOSING AT THE RECEIVING SIDE
The approach to the data retention problem with compromised key at the receiving side of the one key system in OSI Physical Layer was exposed.
Block ciphers; error propagation; mathematic ionosphere model; electromagnetic accessibility; noise immunity.
Существующая статистика взлома противником зашифрованных данных свидетельствует о том, что в большинстве случаев это происходит за счет определения противодействующей стороной ключа дешифрования [1].
Для зашифрования информации с использованием блочных шифров выработан и одобрен NIST ряд специальных режимов обработки различных объемов данных. Основными или базовыми режимами являются Electronic Code Book (ECB), Cipher Block Chaining (CBC), Output Feedback (OFB), Cipher Feedback (CFB). Новые более эффективные решения шифрования базируются на перечисленных вы,
степень защиты от той или иной криптоаналитической угрозы [2].
Во всех режимах происходит размножение ошибок при дешифровании принятого с ошибкой блока криптограммы. Принципы рассеивания и перемешивания, положенные в основу при построении произвольных блочных шифров, обуславли-
, , от режима, как минимум, приведет к искажению порядка n/2 бит очередного дешифрованного блока сообщения, где n - длина блока [3].
В режимах ECB и OFB искажение при передаче одного 64-битового блока i , i - ,
соответствующего блока M открыто го текста, но не влияет на следующие блоки.
В режимах CBC и CFB искажение при передаче одного блока шифротекста Сi приводит к искажению на приеме не более двух блоков открытого текста Mi и Mi+I.
Поэтому проблема размножения ошибок при передаче шифрованной информации по каналам с ошибками в настоящее время рассматривается как негативный фактор и требует применения либо мер повышения достоверности, либо каналов с малыми значениями вероятности ошибочного приема Риш. Однако тот факт, что искажения в канале приводят к искажению дешифрованного текста и существенно затрудняют работу криптоаналитика, может быть использован для решения проблемы сохранения данных в секрете даже в том случае, если на приёмной стороне противнику будет известен ключ дешифрования, и усложнить работу .
Проблема может быть решена при использовании следующего предлагаемого способа функционирования системы обмена данными между корреспондентами:
1.
.
2. .
3. ,
на приёме большое значение вероятности ошибочного приёма Риш, такое, что без
применения специальных мер повышения достоверности гарантированно в блоке зашифрованного текста разрядностью п бит содержались бы ошибочные разряды.
4. Применение специальных мер повышения достоверности, понижающих значение Риш до допустимого значения, позволяющего дешифровать принятые зашифрованные блоки данных. Канал связи и меры повышения достоверности должны быть такими, что противник, пытающийся получить передаваемую ин-
, , мер повышения достоверности явно обнаруживал бы себя.
5. Дешифрование «очищенного» от ошибок приема блока криптограммы.
Предложенный способ функционирования в значительной мере позволит решить две проблемы. Во-первых, выявить противника, во-вторых, даже при наличии ключа дешифрования исключить похищение противником дешифрованной информации. Максимальная эффективность предложенного алгоритма будет достигаться в режимах СВС и СБВ, в которых искажение при передаче одного блока шифротекста гарантированно приводит к искажению двух блоков открытого
.
, , он вынужден работать с шифротекстом, содержащим ошибки. Покажем вариант решения проблемы на примере систем спутниковой связи (ССС).
В настоящее время защита информации в системах спутниковой связи (ССС) ( ), ( ) -
( ).
этой целью используются традиционные методы шифрования, кодирования и т. д. Поиск дополнительных резервов защиты информации приводит к очевидному выводу о целесообразности использования и первого (физического) уровня модели .
физическом уровне ЭМВОС никем не предлагались. Для ССС решение этой задачи представляется возможным в силу следующих причин.
Основным достоинством ССС является высокое качество передачи информации, а основным недостатком - высокая электромагнитная доступность (ЭМД) радиоизлучения ССС для приемника несанкционированного пользователя. Указанные достоинство и недостаток обусловлены одной причиной: хорошими условиями распространения радиоволн для традиционно используемых в ССС несущих частот 1...10 ГГц. Если понизить частоту до 30... 100 МГц, то существенно возрастет поглощение, рефракция, фазовая дисперсия и рассеяние волны в ионосфере, что приведет к значительному (на порядки) снижению как показателей качества передачи информации в ССС, так и ее ЭМД [4].
Есть основания полагать, что на частотах выше 60.70 МГц превалирующее влияние на снижение этих показателей будет оказывать рассеяние радиоволн на
. -ции в каналах с ионосферным рассеянием можно использовать различные методы ( ) ( -). , -женных несущих частот с одновременным внедрением методов разнесенного приема сигналов можно рассматривать как новый способ защиты информации ССС от несанкционированного использования, позволяющего обеспечить высокое качество передачи информации при низкой ЭМД радиоизлучения ССС. Отсюда следует вывод о наличии крупной научно-технической проблемы уменьшения электромагнитной доступности излучения (повышения скрытности) систем спутниковой связи для несанкционированных пользователей без снижения качества
передачи информации за счет одновременного понижения несущей частоты до / = 60...70 МГци внедрения пространственно-р^несенного приема на несколько антенн [5].
Предлагаемые меры одновременно приводят к уменьшению электромагнитной доступности (повышению скрытности) излучения систем спутниковой связи от несанкционированных пользователей на 3-4 порядка (без снижения качества передачи информации) за счет понижения несущих частот до / = 60...70 МГц и внедрения разнесенного приема сигналов на несколько антенн [6].
,
данных при раскрытии ключа дешифрования на приеме.
Концептуальные подходы к решению проблемы сводятся к применению физического уровня ЭМВОС, а пути и методы решения сводятся к следующему.
1. -сионосферного распространения радиоволн (поглощения, рассеяния, дисперсии и т.д.).
2. Разработка основ теории построения структурно-физических моделей трансионосферных радиоканалов (с общими или частотно-селективными замираниями и дисперсионными искажениями) на базе комплексного применения методов статистической теории связи (построения многолучевых моделей каналов свя-
) ( , ).
3. - -
странственно-временных трансионосферных радиоканалов (с учетом пространст-
- ).
4.
одновременном проявлении замираний (общих или селективных по частоте и про), .
5. Прогнозирование показателей качества (помехоустойчивости и электро-
) -
.
6. -
женных частотах и оценки их электромагнитной доступности.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Ярочкин В.И. Информационная безопасность : учебник для вузов / В.И. Ярочкин. - М. : Академический Проспект ; фонд «Мир», 2003. - 640 с.
2. . . -
/ . . , . . . - . : , 2002. - 656 .
3. . . : / . . , . . ,
АС. Кузьмин, А.В. Черемушкин. - 2-е изд., испр. и доп. - М. : Гелиос АРВ, 2002. - 480 с.
4. . . -
волн в системах космической связи / А.В. Сенокосова, М3. Солчатов, А.В. Стрекалов, А.Ф. Чипига // Инфокоммуникационные технологии. - 2006. - Т. 4. - № 1. - С. 77-82.
5. . .
/ . . , . . // -
дования. - 2007. - Т. 45. - № 1. - С. 59-66.
6. . .
связи / А.Ф. Чипига, А.В. Сенокосова // Космические исследования. - 2009. - Т. 47. - № 5. -С.428 - 433.
Чипига Александр Федорович
Северо-Кавказский государственный технический университет
E-mail: [email protected].
355003, Ставрополь, ул. Морозова, 105, кв. 15.
Тел.: 8 (9624) 44-10-70.
Заведующий кафедрой информационной безопасности.
Chipiga Alexander Fedorovich
North Caucasus State Technical University.
E-mail: [email protected].
App. 15, 105, Morozova str., Stavropol, Russia.
Phone: 8 (9624) 44-10-70.
head of Information Security department
УДК 681.3
И.А. Калмыков, A.A. Чипига, А.В. Барильская, О.А. Кихтенко
КРИПТОГРАФИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА ДАННЫХ В ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ НА БАЗЕ НЕПОЗИЦИОННЫХ ПОЛИНОМИАЛЬНЫХ
СИСТЕМ
Рассмотрен алгоритм нелинейного шифрования потока данных с операцией возведения в степень элементов расширенных полей Галуа GF(pv). Представлена структура устройства для вычисления индекса элемента поля Галуа.
Нелинейное шифрование; расширенные поля Галуа; элементы полей Галуа; полиномиальная система классов вычетов; индекс.
I.A. Kalmikov, A. A. Chipiga, A.V. Baril’skaya, O.A.Kikhtenko
CRYPTOGRAPHIC PROTECTION OF DATA IN INFORMATION TECHNOLOGY ON BASE NEPOZICIONNYH POLYNOMIAL SYSTEMS
Algorithm for non-linear encryption of a data flow with elements of extended Galois GF (pv) fields involution operation. Device structure for Galois field element index calculation is offered.
Non-linear encryption; extended Galois GF (qv ) ; elements of extended Galois GF(qv ) polynomial system of residue classes; index.
В стратегии развития Российского государства в качестве одного из приоритетов определена национальная безопасность, одним из важнейших элементов последней является информационная безопасность. Именно поэтому разработка безопасных и эффективных информационных систем является одним из приоритетных направлений развития РФ. Решая задачи создания новых технологий ин-
, , , скорость обработки и передачи больших объемов информации, а с другой - ограничения доступа к ней, обеспечивая требуемый уровень защиты информации.
Проведенный анализ работ [1,2] показал, что современные системы криптографической защиты информации не позволяют в полной мере решить данную
