Шифрование методом перестановки

Этот метод заключается в том, что символы шифруемого текста переставляются по определенным правилам внутри шиф­руемого блока символов. Самая простая перестановка — написать исходный текст за­дом наперед и одновременно разбить шифрограмму на пятерки букв. Например, из фразы

ПУСТЬ БУДЕТ ТАК, КАК МЫ ХОТЕЛИ

Получится такой шифротекст:

ИЛЕТО ХЫМКА ККАТТ ЕДУБЬ ТСУП.

В последней группе (пятерке) не хватает одной буквы. Зна­чит, прежде чем шифровать исходное выражение, следует его дополнить не значащей буквой (например, О) до числа, кратно­го пяти:

ПУСТЬ-БУДЕТ-ТАККА-КМЫХО-ТЕЛИО.

Тогда шифрограмма, несмотря на столь незначительное из­менение, будет выглядеть по-другому:

ОИЛЕТ ОХЫМК АККАТ ТЕДУБ ЬТСУП

Кажется, ничего сложного, но при расшифровке проявятся серьезные неудобства.

Криптографические стандарты DES и ГОСТ 28147—89

Широко известны алгоритмы блочного шифрования, приня­тые в качестве государственных стандартов шифрования данных в США и России.

В 1973 г. Национальное бюро стандартов США начало разра­ботку программы по созданию стандарта шифрования данных на ЭВМ. Был объявлен конкурс среди фирм-разработчиков США, который выиграла фирма IBM, представившая в 1974 г. алго­ритм шифрования, известный под названием DES (Data Encryption Standart).

Алгоритм обеспечивает высокую стойкость, однако недавние результаты показали, что современная технология позволяет соз­дать вычислительное устройство стоимостью около 1 млн долларов США, способное вскрыть секретный ключ с помощью пол­ного перебора в среднем за 3,5 часа.

Из-за небольшого размера ключа было принято решение ис­пользовать DES-алгоритм для закрытия коммерческой (несек­ретной) информации. Практическая реализация перебора всех ключей в данных условиях экономически нецелесообразна, так как затраты на реализацию перебора не соответствуют ценности информации, закрываемой шифром.

DES-алгоритм явился первым примером широкого произ­водства и внедрения технических средств в области защиты ин­формации. Национальное Бюро Стандартов США организовало проверку аппаратных реализаций DES-алгоритма на специаль­ном тестирующем стенде. Только после положительных резуль­татов проверки производитель получает от Национального Бюро Стандартов сертификат на право реализации своего продукта.

Достигнута высокая скорость шифрования. По некоторым сообщениям, имеется микросхема, реализующая DES-алгоритм со скоростью 45 Мбит/с. Велика доступность этих изделий: стоимость некоторых аппаратных реализаций ниже 100 долл. США.

Основные области применения DES-алгоритма:

• хранение данных в ЭВМ (шифрование файлов, паролей);

• аутентификация сообщений (имея сообщение и кон­трольную группу, несложно убедиться в подлинности со­общения);

• электронная система платежей (при операциях с широкой клиентурой и между банками);

• электронный обмен коммерческой информацией (обмен данными между покупателем, продавцом и банкиром за­щищен от изменений и перехвата).

В 1989 г. в СССР был разработан блочный шифр для исполь­зования в качестве государственного стандарта шифрования данных. Разработка была принята и зарегистрирована как ГОСТ 28147—89. И хотя масштабы применения этого алгоритма шиф­рования до сих пор уточняются, начало его внедрению, в частности, в банковской системе, уже положено. Алгоритм несколь­ко медлителен, но обладает весьма высокой стойкостью.

Блок-схема алгоритма ГОСТ отличается от блок-схемы DES-алгоритма лишь отсутствием начальной перестановки и числом циклов шифрования (32 в ГОСТе против 16 в DES-алгоритме).

Алгоритм расшифрования отличается от алгоритма зашиф­рования тем, что последовательность ключевых векторов ис­пользуется в обратном порядке.