Разное

Для шифрования информации был использован код состоящий из 64: Для шифрования информации был использован код,состоящий из 64 различных знаков. какое…: Информатика

Содержание

Page not found — Броздецкий В.С. Рабочие матeриалы.

Unfortunately the page you’re looking doesn’t exist (anymore) or there was an error in the link you followed or typed. This way to the home page.

  • Arduino
  • 3D
    • Начальные навыки
    • интересное
    • Танки
    • Архив работ
  • Из опыта
    • Технологии в обучении
    • AverMedia
    • AverMedia2
  • ФГОС
    • «Сингапурская методика»
    • Интеллект-карта
    • Возрастные особенности
    • УУД?
    • УУД в основной школе
    • УУД информатика и ИКТ
    • УУД биология 5-6 класс
    • Система оценивания
    • Уровни усвоения материала
    • Файлы
  • Лекции Педсовета
    • Ссылки
    • Людмила Ясюкова
  • LearningApps
    • Человек
      • Обмен веществ
    • Зоология
      • Членистоногие
      • Хордовые
    • Ботаника
      • Цветок
      • Многообразие растений
    • Информатика и ИКТ
      • Количество информации
      • Логика
      • Паскаль
      • БД и СУБД
      • Занимательные задачи
      • Устройство
    • Игры
    • Общая биология
  • Биология
    • Cсылки по биологии
    • Интересно
      • Документы ООН
    • Планирование
    • ФГОС и биология
    • Для учителя
    • Система оценивания
    • К уроку
      • Входной контроль
    • Библиотечка
    • ЕГЭ и ГИА литература
    • Видео к уроку
      • Анатомия, физиология
      • Растения и животные
      • Общая биология
    • 5 классы
      • Контроль
    • Ботаника
      • Справочные материалы
      • Контроль
      • Итоговый контроль
      • Тесты
    • Зоология
      • Справочные материалы
      • Итоговый контроль
      • Test
    • Биология человека
      • Контроль
      • Test
    • Общая биология(темы к ЕГЭ)
    • Схемы к уроку
    • Фото
    • Словарик
  • Общая биология
    • Поурочное планирование
    • ЕГЭ — 2012
    • ЕГЭ — 2013
    • Спецификация 2013
    • ЕГЭ. Диагностика и тренировки
      • Часть В
    • ГИА. Тренировки и диагностика
    • Введение в биологию
    • Химия клетки
    • Цитология
      • ________Ответы
    • Онтогенез
    • Генетика
      • ________ Ответы
    • Экология
    • Эволюция
    • Анатомия
      • _______ Ответы
    • Зоология
      • _______Ответы
    • Ботаника
      • _______Ответы
    • Оформление задач
      • Пример решения
  • Информатика и ИКТ
    • 11 классы
      • Модели и моделирование
    • 10 класс
    • 9 класс
      • Работа в электронных таблицах
    • 8 класс
      • Работа в электронных таблицах
      • Технология
    • 7 класс
      • Работа в электронных таблицах
      • Проектная деятельность
    • 6 класс
    • 5 класс
      • Надомное обучение
    • Stereo
    • Файлы
    • Ссылки по Информатике
    • К уроку
    • Правила
    • Планирование
    • Система оценивания
    • Библиотечка
    • Задачи
      • Задачи на ввод-вывод
      • Задачи «на ветвление»
      • Задачи «на циклы»
      • Задачи «Массивы одномерные»
      • Задачи «Массивы двумерные»
      • Задачи на подпрограммы
      • Задачи на символьные переменные
      • Сортировка
      • Циклы
      • Интересные программы
    • Процедуры и функции
    • Рекурсии
      • Имитация работы цикла
    • Записи
    • Информация
    • Системы счисления
    • Логика
    • Методика
    • СПО в российских школах
    • Фотоархив
    • Олимпиада (Ярославль)
    • Подготовка к экзаменам
      • Задачи
      • Задания ЕГЭ
    • ЕГЭ_2015
      • Новая страница
    • Особенности ЕГЭ 2013
  • Презентации
    • Задачи В5
      • Практика
      • Практика
      • Практика
      • Практика
      • Практика
      • Практика
    • Архив
    • Библиотечка
    • 2012
    • z2_2016
  • НОУ
    • Проекты
    • Архив хороших проектов
    • Учителю
  • Портфолио
  • Фото и видео
    • Видео
      • Учебное кино
    • Бёрдинг
      • Результаты участия
  • Робототехника
    • Описание
      • Часть 2
      • Часть 3
      • Часть 4
      • Часть 5

Задачи Для записи письма был использован алфавит мощностью в 16 символов. Письмо состояло из 25 строк. Вкаждой строке вместе с пробелами было 64 символа

Теория:

N=2i

i=log2N

I=K*i

N
— полное количество символов в алфавите

i
— количество информации, которое несет
каждый символ

K
— размер текста

I
— размер информации, содержащейся в
тексте

Задачи

1.
Для записи письма был использован
алфавит мощностью в 16 символов.

Письмо
состояло из 25 строк. В каждой строке
вместе с пробелами было 64 символа.

Сколько
байт информации содержало письмо?

Решение:

N=16

i=log216=4
бит

K=25*64=1600

I=K*i=1600
* 4 бит
= 6400 бит
= 800 байт

Ответ:
800 байт

2.Письмо
состояло из 30 строк. В каждой строке
вместе с пробелами по 48 символов. Письмо
содержало 900 байт информации. Какова
мощность алфавита (количество символов),
которым было написано письмо?

Решение:

K=30*48=1440

I=900байт=7200
бит

i
=I/K=5 бит

N=25=32
символа

Ответ:
32

3.
Для шифрования информации был использован
код, состоящий из 64 различных знаков.
Какое количество байт содержит шифровка,
состоящая из 110 групп по 12 знаков в каждой
группе?

Решение:

N=64

K=110*12=1320

i=log264=6
бит

I=6*1320
бит=7920 бит=990 байт

Ответ:
990

4.Шифровка
состояла из 36 групп символов по 6 символов
в группе и содержала 81 байт информации.
С помощью скольких различных знаков
была закодирована шифровка?

Решение:

K=36*6=216

I=81
байт
= 648 бит

i=648/216=3
бита

N=23=8
символов

Ответ:
8

5.Черно-белое
изображение имеет 8 градаций яркости.
Размер изображения 10*15 см. Разрешение
300 точек на дюйм (1 дюйм = 2,5 см). Сколько
Кбайт памяти требуется для хранения
изображения в несжатом виде?

Решение:

N=8

i=log28=3
бит (на каждую точку)

Размер
изображения = 10*15 см = 4*6 дюйм = 24 дюйм2

На
дюйм – 300 точек, на дюйм2=3002точек=90000точек.

K=90000точек*24
дюйм2=2160000
точек

I=K*i=2160000*3бит=6480000
бит = 810000 байт = 810 Кбайт

Ответ:
810

6.
Цветное
изображение имеет 256 цветов. Размер
изображения 7,5*12,5 см. Для хранения
изображения требуется 432*105
бит памяти. Каково разрешение изображения
в точках на дюйм? (1дюйм=2,5см)

Решение:

N=256

i=log2256=8
бит

I=43200000
бит

7,5см*12,5см
= 3дюйм*5 дюйм=15 дюйм2

X
— точек на дюйм

X2
— точек на дюйм2

K=X2*15

I=15X2*8
бит

43200000
бит=15X2*8
бит

X2=360000

X=600
точек на дюйм

Ответ:
600

7.В
доме 160 квартир. Сколько бит должно
содержать двоичное слово, чтобы
закодировать в это доме двоичным кодом
все квартиры?

Решение:

Пусть
слово содержит i=7
бит, тогда всего можно закодировать
27=128 квартир.
Нельзя закодировать все 160.

Значит,
пусть слово содержит i=8
бит, тогда всего можно закодировать
28=256 квартир.
Этого достаточно чтобы закодировать
160 квартир.

Ответ:
8

8.Даны
два текста, содержащих одинаковое
количество символов. Первый текст
состоит из алфавита мощностью 16 символов,
а второй текст – из 256 символов. Во
сколько раз информации во втором тексте
больше, чем в первом?

Решение:

K1=K2

N1=16

N2+256

i1=log216=4

i2=log2256=8

I1=K1*i1

I2=K2*i2

I2/I1=
(K2*i2)/(
K1*i1)
=(K2*8)/(
K2*4)=8/4=2

Ответ:
в
2 раза

9.Телеграфистка
в течение пяти минут передавала
информационное сообщение со скоростью
20 байт в секунду. Сколько символов
содержало данное сообщение, если она
использовала алфавит из 32 символов?

Решение:

5минут=5*60с=300с

20
байт/сек=160 бит/с

I=160
бит/с * 300с = 48000 бит

N=32

i=log232=5
бит

K=I/i

K=48000/5=9600
символов

Ответ:
9600

10.Текст
занимает 3 страницы по 25 строк. В каждой
строке записано по 60 символов. Сколько
символов в используемом алфавите, если
все сообщение содержит 1125 байт?

Решение:

K=3*25*60=4500

I=1125
байт
= 9000 бит

i=I/K

i=9000
бит/4500=2
бит

N=2i

N=22=4
символа в алфавите

Ответ:
4

Практическая работа по теме Концепция информационной безопасности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Практическая
работа №1

Тема:
Концепция
информационной безопасности.

Цель
занятия:
изучение
общей концепции информационной безопасности, структуры и направления
обеспечения сохранности информации.

Теоретические
сведения

Кодирование – это процесс
преобразования одной последовательности знаков в другую.

Код (шифр) – это
совокупность условных обозначений и правил для представления информации.

Длиной кода (p) называется такое
количество позиций (разрядов), которое используется для кодирования знака.

Емкость кода (e) – это количество
вариантов, которое можно получить при данной кодовой комбинации: определенной длине
кода (p) и
соответствующей мощности алфавита (z).

e=zp

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример
1.
Для
шифрования информации был использован код, состоящий из 64 различных знаков.
Какое количество байт содержит шифровка, состоящая из 110 групп по 12 знаков в
каждой группе?

Решение:

N=64

K=110*12=1320

i=log264=6 бит

I=6*1320 бит=7920
бит=990 байт

Ответ:
990

Пример
2.
В
доме 160 квартир. Сколько бит должно содержать двоичное слово, чтобы
закодировать в это доме двоичным кодом все квартиры?

Решение:

Пусть
слово содержит i=7 бит, тогда всего можно закодировать 27=128 квартир. Нельзя
закодировать все 160.

Значит,
пусть слово содержит i=8 бит, тогда всего можно закодировать  28=256 квартир.
Этого достаточно чтобы закодировать 160 квартир.

Ответ:
8

Пример
3.
Даны
два текста, содержащих одинаковое количество символов. Первый текст состоит из
алфавита мощностью 16 символов, а второй текст – из 256 символов. Во сколько
раз информации во втором тексте больше, чем в первом?

Решение:

K1=K2

N1=16

N2+256

i1=log216=4

i2=log2256=8

I1=K1*i1

I2=K2*i2

I2/I1=
(K2*i2)/( K1*i1) =(K2*8)/(
K2*4)=8/4=2

Ответ:
в 2 раза

Задания
к практической работе

Задание
1.
Для
шифрования информации был использован код, состоящий из 8192 различных знаков.
Какое количество байт содержит шифровка, состоящая из 61 групп по 350 знаков в
каждой группе?

Задание
2.
Шифровка
состояла из 2048 групп символов по 16384 символов в группе и содержала 54525952
байт информации. С помощью скольких различных знаков была закодирована
шифровка?

Задание
3.
В
доме 595 квартир(ы). Сколько бит должно содержать двоичное слово, чтобы
закодировать в этом доме все квартиры?

Задание
4.
Даны
два текста, содержащих одинаковое количество символов. Первый текст состоит из
алфавита мощностью 32 символов, а второй текст – из 1024 символов. Во сколько
раз информации во втором тексте больше чем в первом?

Задание
5.
Информационное
сообщение передается в течение 20 минут со скоростью 80 байт в секунду. Сколько
символов содержало данное сообщение, если был использован алфавит из 256
символов?

Задание
6.
При
угадывании целого числа в некотором диапазоне было получено 20 бит информации.
Сколько чисел содержал этот диапазон?

Задание
7.
В
учениях принимают участие личный состав трех подразделений: Вымпел, СОБР и
ОМОН. Причем сотрудников СОБР в 5 раз больше сотрудников Вымпел, а сотрудников
ОМОН на 759 больше, чем сотрудников СОБР. Сообщение о том, что выбран
сотрудник, СОБР, содержало 4 бита информации. Сколько сотрудников ОМОН
принимало участие в учениях?


Задачи по теме измерение информации | Презентация к уроку по информатике и икт (10 класс):

Слайд 1

Задачи по измерению количества информации

Слайд 2

N=2 i i=log 2 N I=K*i N — полное количество символов в алфавите i — количество информации, которое несет каждый символ K — размер текста I — размер информации, содержащейся в тексте

Слайд 3

Задачи 1. Для записи письма был использован алфавит мощностью в 16 символов. Письмо состояло из 25 строк. В каждой строке вместе с пробелами было 64 символа. Сколько байт информации содержало письмо?

Слайд 4

Задачи 2.Письмо состояло из 30 строк. В каждой строке вместе с пробелами по 48 символов. Письмо содержало 900 байт информации. Какова мощность алфавита (количество символов), которым было написано письмо?

Слайд 5

Задачи 3. Для шифрования информации был использован код, состоящий из 64 различных знаков. Какое количество байт содержит шифровка, состоящая из 110 групп по 12 знаков в каждой группе?

Слайд 6

Задачи 4. Шифровка состояла из 36 групп символов по 6 символов в группе и содержала 81 байт информации. С помощью скольких различных знаков была закодирована шифровка?

Слайд 7

Задачи 5. Черно-белое изображение имеет 8 градаций яркости. Размер изображения 10*15 см. Разрешение 300 точек на дюйм (1 дюйм = 2,5 см). Сколько Кбайт памяти требуется для хранения изображения в несжатом виде?

Слайд 8

Задачи 6. Цветное изображение имеет 256 цветов. Размер изображения 7,5*12,5 см. Для хранения изображения требуется 432*10 5 бит памяти. Каково разрешение изображения в точках на дюйм? (1дюйм=2,5см)

Слайд 9

Задачи 7.В доме 160 квартир. Сколько бит должно содержать двоичное слово, чтобы закодировать в это доме двоичным кодом все квартиры?

Слайд 10

Задачи 8.Даны два текста, содержащих одинаковое количество символов. Первый текст состоит из алфавита мощностью 16 символов, а второй текст – из 256 символов. Во сколько раз информации во втором тексте больше, чем в первом?

Слайд 11

Задачи 9.Телеграфистка в течение пяти минут передавала информационное сообщение со скоростью 20 байт в секунду. Сколько символов содержало данное сообщение, если она использовала алфавит из 32 символов?

Слайд 12

Задачи 10.Текст занимает 3 страницы по 25 строк. В каждой строке записано по 60 символов. Сколько символов в используемом алфавите, если все сообщение содержит 1125 байт?

Слайд 13

p=K/N. i=log 2 (1/p) p — вероятность события N — общее число возможных исходов K — число возможных исходов интересующего нас события i – количество информации N / K = 2 i

Слайд 14

Задачи 1.В коробке 5 синих и 15 красных шариков. Какое количество информации несет сообщение, что из коробки достали синий шарик?

Слайд 15

Задачи 2.В коробке находятся кубики трех цветов: красного, желтого и зеленого. Причем желтых в два раза больше красных, а зеленых на 6 больше чем желтых. Сообщение о том, что из коробки случайно вытащили желтый кубик, содержало 2 бита информации. Сколько было зеленых кубиков?

Слайд 16

Задачи 3.Студенты группы изучают один из трех языков: английский, немецкий или французский. Причем 12 студентов не учат английский. Сообщение, что случайно выбранный студент Петров изучает английский, несет log 2 3 бит информации, а что Иванов изучает французский – 1 бит. Сколько студентов изучают немецкий язык?

Слайд 17

Задачи 4.В колоде содержится 32 карты. Из колоды случайным образом вытянули туза, потом его положили обратно и перетасовали колоду. После этого из колоды опять вытянули этого же туза. Какое количество бит информации в сумме содержат эти два сообщения?

Слайд 18

Задачи 5.В колоде содержится 32 карты. Из нее наугад взяли 2 карты. Какое количество информации несет сообщение о том, что выбраны туз и король одной масти? 6. В составе 16 вагонов, среди которых К – купейные, П – плацкартные и СВ – спальные. Сообщение о том, что ваш друг приезжает в СВ несет 3 бита информации. Определите, сколько в поезде вагонов СВ.

Слайд 19

Задачи 7.Ученики класса, состоящего из 21 человека, изучают немецкий или французский языки. Сообщение о том, что ученик A изучает немецкий язык, несет log 2 3 бит информации. Сколько человек изучают французский язык? 8.При угадывании целого числа в некотором диапазоне было получено 8 бит информации. Сколько чисел содержал этот диапазон?

«Северо-Кавказский государственный технический университет» методические указания

53

Министерство
образования и науки Российской Федерации

Федеральное
государственное автономное образовательное
учреждение высшего профессионального
образования

по
выполнению контрольной работы

по
дисциплине «Информатика»

для студентов
специальности

Ставрополь,

2012

М
етодические
указания к выполнению контрольной
работы по теме «Математические и
логические основы ЭВМ, пакеты прикладных
программ» по дисциплине «Информатика»
предназначены для студентов, изучающих
информатику первый семестр.

Данные
методические указания составлены в
соответствии с рабочим учебным планом
и программой дисциплины и предназначены
для студентов.

Составители: канд.
техн. н., доцент А. А. Плетухина, канд.
пед. н., доцент О. Л. Серветник, канд. пед.
н., доцент И. П. Хвостова, ст. препод. О.
В. Вельц

Рецензент: доктор.
физ.-мат. н., профессор В. И. Лебедев

СОДЕРЖАНИЕ

1 ФОРМУЛИРОВКА ЗАДАНИЯ И ЕГО ОБЪЕМ

4

ЗАДАНИЕ
1. Определение
количества информации в сообщении

7

ЗАДАНИЕ 2. Системы
счисления

17

ЗАДАНИЕ 3. Кодирование
символьной информации

19

ЗАДАНИЕ 4. Двоичная
арифметика

19

ЗАДАНИЕ
5. Преобразование логических выражений
с использованием законов алгебры
логики 31

20

ЗАДАНИЕ
6. Текстовый редактор
Microsoft
Word

22

ЗАДАНИЕ
7. Пакет
демонстрационной графики
PowerPoint

23

ЗАДАНИЕ
8. Табличный процессор Microsoft
Excel

24

2 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ
КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

63

3 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ
ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ,
ПРИМЕРНЫЙ КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН ЕЕ ВЫПОЛНЕНИЯ

65

4 ПОРЯДОК ЗАЩИТЫ И ОТВЕТСТВЕННОСТЬ
СТУДЕНТА ЗА ВЫПОЛНЕНИЕ КОНТРОЛЬНОЙ
РАБОТЫ

66

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

67

Приложение А

69

  1. Формулировка задания и его объем

Контрольная работа
выполняется по теме «Математические
основы ЭВМ и пакеты прикладных программ»
и содержит восемь
заданий по следующим темам:

ЗАДАНИЕ
1. Определение
количества информации в сообщении.

Задание 2. Системы счисления. Задание 3. Кодирование символьной информации. Задание 4. Двоичная арифметика.

ЗАДАНИЕ
5. Преобразование логических выражений
с использованием законов алгебры
логики.

ЗАДАНИЕ
6. Текстовый процессор
Microsoft Word.

ЗАДАНИЕ
7. PowerPoint.

ЗАДАНИЕ
8. Табличный
процессор Microsoft
Excel.

Прежде чем приступить
к выполнению контрольной работы, студент
должен получить у преподавателя номер
варианта.

Задание 1 Определение количества информации в сообщении

Данное задание
включает три задачи. Для решения:

– первой задачи
используйте условие, что все события
равновероятны;

– второй задачи
используйте условие, что события не
равновероятны;

– третьей задачи
– алфавитный подход.

Таблица
1.2 – Варианты задания 1

вар.

Задачи

1

2

1

1. При угадывании
целого числа в диапазоне от 1 до N
было получено 9 бит информации. Чему
равно N?

2. В корзине лежат
8 черных шаров и 24 белых. Сколько
информации несет сообщение о том, что
достали черный шар?

3. Информационный
объем одного символа некоторого
сообщения равен 5 битам. Каковы пределы
(максимальное и минимальное значение)
мощности алфавита, с помощью которого
составлено это сообщение)?

2

1. Сообщение о
том, что Ваш друг живет на 10 этаже,
несет 4 бита информации. Сколько этажей
в доме?

2. В коробке лежат
64 цветных карандаша. Сообщение о том,
что достали белый карандаш, несет 4
бита информации. Сколько белых
карандашей было в корзине?

3. Сообщение,
записанное буквами из 128-символьного
алфавита, содержит 30 символов. Какой
объем информации оно несет?

3

1. Сообщение о
том, что Вова живет во втором подъезде,
несет 3 бита информации. Сколько
подъездов в доме?

2. В группе 30
человек. За контрольную работу по
информатике получено 15 пятерок, 6
четверок, 8 троек и 1 двойка. Какое
количество информации в сообщении о
том, что Андреев получил пятерку?

3. Сообщение,
составленное с помощью 32-символьного
алфавита, содержит 80 символов. Другое
сообщение составлено с использованием
64 символьного алфавита и содержит 70
символов. Сравните объемы информации,
содержащейся в сообщении.

4

1. При угадывании
целого числа в некотором диапазоне
было получено 8 бит информации. Сколько
чисел содержит этот диапазон?

2. Известно, что
в ящике лежат 20 шаров. Из них 10 – синих,
5 – зеленых, 4 – желтых и 1 – красный.
Какое количество информации несут
сообщения о том, что из ящика случайным
образом достали черный шар, белый
шар, желтый шар, красный шар?

3. Информационное
сообщение объемом 4 Кбайта содержит
4096 символов. Сколько символов
содержит алфавит, при помощи которого
было записано это сообщение?

Продолжение
таблицы 1.2

5

1. В школьной
библиотеке 16 стеллажей с книгами. На
каждом стеллаже 8 полок. Библиотекарь
сообщил Саше, что нужная ему книга
находится на пятом стеллаже на третьей
сверху полке. Какое количество
информации библиотекарь передал
Саше?

2. За четверть
ученик получил 100 оценок. Сообщение
о том, что он получил пятерку, несет
2 бита информации. Сколько пятерок
ученик получил за четверть?

3. Сколько
килобайтов составляет сообщение
из 512 символов 16-символьного алфавита?

6

1. Загадано слово
из 10 букв, вы просите открыть пятую
букву. Вам ее открыли. Сколько информации
Вы получили?

2. В ящике лежат
перчатки (белые и черные). Среди них
– 2 пары черных. Сообщение о том, что
из ящика достали пару черных перчаток,
несет 4 бита информации. Сколько пар
белых перчаток было в ящике?

3. Информационный
объем одного символа некоторого
сообщения равен 6 битам. Сколько
символов входит в алфавит, с помощью
которого было составлено это сообщение?

7

1. В коробке лежат
6 разноцветных фломастеров. Какое
количество информации содержит
сообщение, что из коробки достали
синий фломастер?

2. Для ремонта
школы использовали белую, синюю и
коричневую краски. Израсходовали
одинаковое количество банок белой и
синей краски. Сообщение о том, что
закончилась банка белой краски, несет
2 бита информации. Синей краски
израсходовали 8 банок. Сколько банок
коричневой краски израсходовали на
ремонт школы?

3. Сообщение
записано с помощью алфавита, содержащего
8 символов. Какое количество
информации несет одна буква этого
алфавита?

8

1. Какое количество
информации несет сообщение: «Встреча
назначена на май»?

2. В корзине лежат
белые и черные шары. Среди них 18 черных
шаров. Сообщение о том, что из корзины
достали белый шар, несет 2 бита
информации. Сколько всего в корзине
шаров?

3. Мощность
некоторого алфавита равна 64 символам.
Каким будет объем информации в тексте,
состоящем из 100 символов.

9

1. В стае летело
16 уток. Сколько информации несет
сообщение о том, что одна утка была
подстреляна охотником?

2. На остановке
останавливаются троллейбусы. Сообщение
о том, что к остановке подошел троллейбус
с номером N1 несет 4 бита
информации. Вероятность появления
на остановке троллейбуса с номером
N2 в два раза меньше, чем
вероятность появления троллейбуса
с номером N1. Сколько
информации несет сообщение о появлении
на остановке троллейбуса с номером
N2?

3. Сколько символов
содержит сообщение, записанное с
помощью 256-сомвольного алфавита, если
объем его составил

часть Мбайта?

10

1. На экзамен
приготовлено 32 билета. Какое количество
информации Вы получите, вытянув 6
билет?

2. На светофоре
для автомобилей зеленый свет горит
3 минуты, красный свет – 2 минуты, а
желтый свет – 1 минуту. Сколько
информации несет сообщение о том, что
загорится зеленый свет; красный свет;
желтый свет?

3. Объем сообщения,
содержащего 2048 символов, составил

 часть
Мбайта. Каков размер алфавита, с
помощью которого записано сообщение?

Продолжение
таблицы 1.2

11

1. Вам сообщили:
«Я ухожу в отпуск в июле». Какое
количество информации Вы получили?

2. В ящике лежат
фигурки разной формы: треугольные и
круглые. Треугольных фигурок в ящике
15. Сообщение о том, что из ящика достали
фигуру круглой формы, несет 2 бита
информации. Сколько всего фигурок
было в ящике?

3. Для записи
текста использовался 256-символьный
алфавит. Каждая страница содержит 30
строк по 70 символов в строке. Какой
объем информации содержит 5 страниц
текста?

12

1. Ваш друг
сообщил: «Я живу на втором этаже в
третьем подъезде 2-этажного дома. В
доме 4 подъезда. На каждом этаже 4
квартиры». Какое количество информации
Вы получили?

2. В ведерке у
рыбака караси и щуки. Щук в ведерке
3. Зрительное сообщение о том, что из
ведра достали карася, несет 1 бит
информации. Сколько всего рыб поймал
рыбак?

3. Сообщение
занимает 3 страницы по 25 строк. В каждой
строке записано по 60 символов. Сколько
символов в использованном алфавите,
если все сообщение содержит 1125 байтов?

13

1. Какое количество
информации несет сообщение: «Встречаемся
17 октября»?

2. На автомобильной
мойке находятся: 2 автомобиля «Жигули»,
2 микроавтобуса «Газель», 3 автомобиля
«Волга», 1 автомобиль «Нива». Какое
количество информации несут сообщения
о том, что случайным образом для мойки
будет выбран автомобиль «Жигули»;
микроавтобус «Газель»; автомобиль
«Волга»; автомобиль «Нива»?

3. Для записи
сообщения использовался 64-символьный
алфавит. Каждая страница содержит 30
строк. Все сообщение содержит
8775 байтов информации и занимает 6
страниц. Сколько символов в строке?

14

1. Была получена
телеграмма: «Встречайте, вагон 7».
Известно, что в составе поезда 16
вагонов. Какое количество информации
было получено?

2. На столе в вазе
стоит букет цветов: 11 геоцинтов, 19
нарциссов и остальные тюльпаны.
Сообщение о том, что из букета будет
выбран тюльпан несет 4 бита информации.
Сколько всего цветов было в букете?

3. Сообщение
занимает 2 страницы и содержит

Кбайта информации. На каждой странице
записано 256 символов. Какова мощность
использованного алфавита?

15

1. В коробке лежат
16 кубиков. Все кубики разного цвета.
Сколько информации несет сообщение
о том, что из коробки достали красный
кубик?

2. На даче был
собран урожай фруктов: 10 кг груш, 10 кг
слив, 20 кг яблок. Какое количество
информации несут сообщения о том, что

сварят
варенье из груш; из слив; из яблок?

3. Мощность
алфавита равна 8 символам. В сообщении
20 символов. Какой его информационный
объем?

16

1. На железнодорожном
вокзале 8 путей отправления поездов.
Вам сообщили, что Ваш поезд прибывает
на четвертый путь. Сколько информации
Вы получили?

2. За один семестр
студент должен пройти 2 тестирования.
Максимальное количество баллов,
которое может набрать студент за
каждое тестирование, составляет 100
баллов. Сообщение о том, что он прошел
первое тестирование, несет 2 бита
информации. А сообщение о том, что он
прошел второе тестирование, несет 1
бит информации. Сколько баллов набрал
студент в сумме за два тестирования?

3. Информационный
объем сообщения равен 4096 бит. Оно
содержит 1024 символа. Какова мощность
алфавита, с помощью которого составлено
это сообщение?

Продолжение
таблицы 1.2

17

1. Сколько
информации содержит сообщение,
уменьшающее неопределенность знаний
в 8 раз?

2. В экзаменационном
билете три вопроса. Максимальная
оценка первого и второго вопросов
составляет 30 баллов, а третьего –
40 баллов. Какое суммарное количество
информации несет сообщение о том, что
студент полностью ответит на
экзаменационный билет?

3. Какова мощность
алфавита, с помощью которого записано
сообщение, содержащее 4096 символов,
если его объем составляет 1,5 Кбайт?

18

1. Группа школьников
пришла в бассейн, в котором 4 дорожки
для плавания. Тренер сообщил, что
группа будет плавать на дорожке номер
3. Сколько информации получили школьники
из этого сообщения.

2. В группе учатся
32 студента. Сообщение о том, что
отвечать к доске вызовут мальчика,
несет 2 бита. Сколько в группе учатся
девочек и мальчиков?

3. Сколько символов
содержит сообщение, записанное с
помощью 16-символьного алфавита, если
его объем составляет

часть Мбайта?

19

1. Вы подошли к
светофору, когда горел желтый свет.
После этого загорелся зеленый. Какое
количество информации Вы при этом
получили.

2. Сообщение о
том, что группа студентов на зимних
каникулах поедет в горы отдыхать,
несет 4 бита. Вероятность же поездки
в Петербург в два раза выше, чем поездки
в горы. Сколько информации несет
сообщение о поездке в Петербург?

3. Сообщение
занимает 4 страницы по 30 строк. В каждой
строке по 50 символов. Все сообщение
содержит информации в 4500 байт. Какова
мощность используемого алфавита?

20

1. Какой объем
информации содержит сообщение,
уменьшающее неопределенность в 4
раза?

2. В пенале у
студентки лежат 2 ручки, 5 карандашей
и фломастеры. Сообщение о том, что
студентка будет пользоваться только
фломастером несет 3 бита. Сколько
фломастеров в пенале?

3. Для записи
текста использовался 128-символьный
алфавит. Каждая страница содержит 25
строк по 50 символов в строке. Какой
объем информации содержит 7 страниц
текста?

21

1. На столе лежит
колода, состоящая из 36 карт, какое
количество информации вы получили,
вынув одну из них?

2. В корзине лежат
5 яблок и 15 груш. Какое количество
информации несет сообщение, что из
коробки достали грушу?

3. Для записи
письма был использован алфавит
мощностью в 16 символов. Письмо
состояло из 25 строк. В каждой строке
вместе с пробелами было 64 символа.
Сколько байт информации содержало
письмо?

22

1. Сообщение о
том, что офис вашей фирмы находится
на 8 этаже, несет 3 бита информации.
Сколько этажей в здании?

2. В партии из 64
деталей есть бракованные. Сообщение
о том, что достали бракованную деталь,
несет 4 бита информации. Сколько
бракованных деталей в партии?

3. Письмо состояло
из 30 строк. В каждой строке вместе с
пробелами по 48 символов. Письмо
содержало 900 байт информации. Какова
мощность алфавита, которым было
написано письмо?

Продолжение
таблицы 1.2

23

1. Сообщение о
том, что Света приедет в 8 вагоне
поезда, несет 3 бита информации.
Сколько вагонов в поезде?

2. В соревнованиях
участвовали 12 человек. Призовые места
заняли 3 человека, 7 человек получили
грамоты, 2 человека не получили ничего.
Какое количество информации в сообщении
о том, что Петров получил грамоту?

3. Для шифрования
информации был использован код,
состоящий из 64 различных знаков. Какое
количество байт содержит шифровка,
состоящая из 110 групп по 12 знаков в
каждой группе?

24

1.При угадывании
целого числа в некотором диапазоне
было получено 6 бит информации. Сколько
чисел содержит этот диапазон?

2. Известно, что
в вазе лежат 25 конфет. Из них 10 –
шоколадных, 6 – карамелек, 5 – ирисок
и 4 леденца. Какое количество информации
несут сообщения о том, что из вазы
случайным образом достали шоколадную
конфету, карамельку или ириску?

3. Шифровка
состояла из 36 групп символов по 6
символов в группе и содержала 81 байт
информации. С помощью скольких
различных знаков была закодирована
шифровка

25

1. В помещении
находится 8 девочек в платьях разного
цвета. Какое количество информации
содержит сообщение, что из комнаты
вышла девочка в желтом платье?

2. Для озеленения
территории школы использовали берёзы,
ели и клёны. Было посажено одинаковое
количество берёз и елей. Сообщение о
том, что закончились берёзы, несет 2
бита информации. Елей было использовано
в количестве 8 штук. Сколько клёнов
использовали для озеленения школы?

3. Информационный
объем одного символа некоторого
сообщения равен 8 битам. Сколько
символов входит в алфавит, с помощью
которого было составлено это сообщение?

26

1. Какое количество
информации несет сообщение: «Встреча
назначена на вторник»?

2. В аквариуме
плавают гуппи и барбусы. Среди них 18
гуппи. Сообщение о том, что из аквариума
выловили барбуса, несет 2 бита
информации. Сколько всего в аквариуме
рыбок?

3. Мощность
некоторого алфавита равна 23 символам.
Каким будет объем информации в тексте,
состоящем из 100 символов.

27

1. На клумбе росло
32 тюльпана. Сколько информации несет
сообщение о том, что один тюльпан был
сорван?

2. В отеле имеется
два вида номеров: люкс и полулюкс.
Среди них 36 номеров люкс. Сообщение
о том, что отдыхающего поселили в
полулюкс, несет 4 бита информации.
Сколько всего номеров в отеле?

3. Для записи
текста использовался 56-символьный
алфавит. Каждая страница содержит 30
строк по 70 символов в строке. Какой
объем информации содержит 10 страниц
текста?

28

1. При угадывании
целого числа в диапазоне от 1 до N было
получено 7 бит информации. Найти число
N.

2. В корзине лежат
48 клубков шерсти двух цветов: красного
и белого. Сообщение о том, что из
корзины достали белый клубок, содержит
2 бита информации. Сколько красных
клубков в корзине?

3. Алфавит племени
Мульти содержит 16 символов, у племени
Пульти мощность алфавита 8 символов.
Аборигены Мульти составили сообщение
из 200 символов, а Пульти – из 400 символов.
Чье сообщение содержит большее
количество информации?

Продолжение
таблицы 1.2

29

1. В классе 32
ученика. Какое количество информации
содержится в сообщении о том, что к
доске пойдёт Коля Сидоров.

2. На фабрике
было собрано: 5 кухонных гарнитуров,
5 спальных гарнитуров, 10 гостиных
гарнитуров. Какое количество информации
несут сообщения о том, что купили
кухонный гарнитур, спальный гарнитур,
гостиный гарнитур?

3. Книга, набранная
с помощью компьютера (мощность
компьютерного алфавита равна 256),
содержит 150 страниц; на каждой странице
– 40 строк, в каждой строке – 60 символов.
Каков объем информации в книге?

30

1. Группа школьников
пришла на стадион, на котором 8 беговых
дорожек. Тренер сообщил, что группа
будет бегать на дорожке номер 5. Сколько
информации получили школьники из
этого сообщения.

2. В классе учатся
32 школьника. Сообщение о том, что
дежурным сегодня будет мальчик, несет
2 бита. Сколько в классе учится девочек
и мальчиков?

3. Резюме состояло
из 30 строк. В каждой строке вместе с
пробелами по 48 символов. Резюме
содержало 900 байт информации. Какова
мощность алфавита (количество
символов), которым было написано
письмо?

31

1.
В соревнованиях по бегу участвуют 12
спортсменов из разных городов. Какое
количество информации мы получим,
узнав, что победит Иванов?

2.
В соревнованиях по бегу участвуют 2
спортсмена из города А, 3 спортсмена
из города В, 4 спортсмена из города С,
1 спортсмен из города D. Какое количество
информации мы получим, узнав, что
победит спортсмен из города А; из
города В; из города С; из города D?

3.
Информационное сообщение объемом
1,5 Кбайта содержит 3072 символа.
Сколько символов содержит алфавит,
при помощи которого было записано
это сообщение?

32

1.
В классе учатся 25 учеников, из них 15
девочек. Происходит отбор школьников
в мужскую и женскую команды соответственно
для участия их в соревнованиях по
баскетболу. Отбор мальчиков в команду
несет 1 бит информации, а отбор девочек
– 3 бита информации. Сколько мальчиков
и девочек было отобрано в команды?

2.
В соревнованиях по плаванию участвуют
3 спортсмена из города А, 1 спортсмен
из города В, 2 спортсмена из города С.
Участие спортсменов из города D несет
4 бита информации. Какое количество
информации мы получим, узнав, что
победит спортсмен из города А; из
города В; из города С; из города D?

3.
Сколько символов содержит сообщение,
записанное с помощью 16-ти символьного
алфавита, если объем его составил

часть
Мбайта?

33

1.
Вы играете в игру «Спортлото» «6 из
36». Какое суммарное количество
информации вы получите, последовательно
вычеркнув 6 произвольных цифр?

2.
В классе учатся N мальчиков. Происходит
отбор школьников в мужскую и женскую
команды соответственно для участия
их в соревнованиях по прыжкам в высоту,
прыжкам в длину и бегу на короткую
дистанцию. Известно, что вероятность
отбора мальчиков в команду по прыжкам
в высоту составила 0,2; вероятность
отбора мальчиков в команду по прыжкам
в длину – 0,3; вероятность отбора
мальчиков в команду по бегу – 0,4.
Сколько мальчиков отобрали в команду
по прыжкам в высоту, прыжкам в длину
и бегу на короткую дистанцию? Известно,
что каждый мальчик был участником
только одной команды.

3.
Два сообщения содержат одинаковое
количество символов. Количество
информации в первом тексте в 1,5 раза
больше, чем во втором. Сколько символов
содержат алфавиты, с помощью которых
записаны сообщения, если известно,
что число символов в каждом алфавите
не превышает 10 и на каждый символ
приходится целое число битов?

Продолжение
таблицы1.2

34

1.
Репертуар драматического театра на
следующий месяц составляет 20 спектаклей,
причем один спектакль – премьерный.
Какое количество информации мы
получим, посмотрев премьерный
спектакль?

2. Подготовительную
группу детского сада посещают 32
ребёнка. Сообщение о том, что сегодня
по причине болезни будет отсутствовать
девочка, несет 2 бита. Сколько посещают
группу девочек и сколько мальчиков?

3.
Сколько килобайтов составляет
сообщение, содержащее 12288 битов?

35

1.
Туристическая фирма продает туры в
следующие города: Москва, Санкт-Петербург,
Киев, Минск, Самарканд. Какое количество
информации мы получим, купив тур в
Москву?

2.
В шахматном турнире участвуют Иванов
и Петров. Какова вероятность того,
что победит Петров и какое количество
информации будет при этом получено?

3.
Два сообщения содержат одинаковое
количество информации. Количество
символов в первом тексте в 2,5 раза
меньше, чем во втором. Сколько символов
содержат алфавиты, с помощью которых
записаны сообщения, если известно,
что размер каждого алфавита не
превышает 32 символов и на каждый
символ приходится целое число битов?

Шифрование

Шифрование представляет собой один из способов сокрытия информации, применяемый для хранения важной информации в ненадежных источниках или передачи ее по незащищенным каналам связи.

Шифрование как процесс своей историей уходит глубоко в века. Так, подстановочные шифры существуют уже около 2500 лет. Самым ранним примером является шифр Атбаш. Он возник примерно в 600 году до н.э. и заключался в использовании еврейского алфавита в обратном порядке. Юлий Цезарь использовал подстановочный шифр, который так и назывался — шифр Цезаря. Этот шифр заключался в замещении каждой буквы другой буквой, расположенной в алфавите на три буквы дальше от шифруемой. Таким образом, буква A преобразовывалась в D, B в E, а Z — в C. Несомненно, шифрование является важнейшим средством обеспечения безопасности, однако не следует забывать и том, что само по себе шифрование не является решением всех проблем. Механизмы шифрования могут и должны являться составной частью комплексной программы по обеспечению безопасности (ИБ). Согласно классическим канонам ИБ, с помощью шифрования обеспечиваются три состояния безопасности информации:

. Конфиденциальность. Шифрование используется для сокрытия информации от неавторизованных пользователей при передаче или при хранении. . Целостность. Шифрование используется для предотвращения изменения информации при передаче или хранении.
. Идентифицируемость. Шифрование используется для аутентификации источника информации и предотвращения отказа отправителя информации от того факта, что данные были отправлены именно им.
Известно, что любая система шифрования может быть взломана. Речь идет лишь о том, что для получения доступа к защищенной шифрованием информации может потребоваться неприемлемо большое количество времени и ресурсов. Что это значит, и как это выглядит в реальной жизни? Представьте себе такую ситуацию, что злоумышленнику каким-то образом удалось перехватить зашифрованную информацию. Дальнейшие действия взломщика могут быть сведены к двум (возможен и третий вариант взлома, который сводится к эксплуатации уязвимостей рабочей среды) вариантам взлома. Это: . Атака грубой силой, или Brute Force (подразумевает подбор всех возможных вариантов ключей).
. Или же взломщик попытается найти уязвимые места в алгоритме.
Учитывая тот факт, что применяемые в настоящее время алгоритмы шифрования уже проверены «огнем и временем», совершенно очевидно, что взломщик будет использовать Brute Force. Взлом конфиденциальной информации, зашифрованной стойким алгоритмом и достаточно длинным ключом (хотя бы 512 бит), потребует со стороны взломщика использования нескольких суперкомпьютеров или распределительной сети из одной-двух сотен машин, а это уйма времени и денег… Но если деньги есть, то почему бы и нет! Так, в 1997 г. организация Electronic Frontier Foundation (EFF) анонсировала компьютерную систему, которая сможет найти ключ DES за четыре дня. Создание такой системы обошлось компании в 250.000 долларов. С помощью современного оборудования можно определить ключ DES посредством атаки «грубой силы» за 35 минут…

Алгоритмы и стандарты

В зависимости от структуры используемых ключей все методы шифрования подразделяются на:
. симметричное шифрование: посторонним лицам может быть известен алгоритм шифрования, но неизвестна небольшая порция секретной информации — ключа, одинакового для отправителя и получателя сообщения;
. асимметричное шифрование: посторонним лицам может быть известен алгоритм шифрования и, возможно открытого ключа, но неизвестен алгоритм закрытого ключа, известного только получателю.
Известны и другие виды шифрования — например, такие, как тайнопись. Алгоритмы тайнописи по известным причинам не являются публичными: посторонним лицам неизвестен сам алгоритм шифрования; закон преобразования знают только отправитель и получатель сообщения. Одним из ярких примеров таких систем можно считать одноразовые блокноты. Именно одноразовые блокноты (One-time Pad — OTP) являются единственной теоретически невзламываемой системой шифрования. Одноразовый блокнот представляет собой список чисел в случайном порядке, используемый для кодирования сообщения (см. табл. 1). Как видно из названия системы, OTP может использоваться только один раз. Если числа в OTP являются действительно случайными, OTP имеет большую длину, чем сообщение, и используется только один раз, то шифрованый текст не предоставляет какого-либо механизма для восстановления исходного ключа (т.е. самого OTP) и, следовательно, сообщений.

Таблица 1

Сообщение S E N D H E L P
Буквы, замененные соответствующими числами 19 5 14 4 8 5 12 16
Одноразовый блокнот 7 9 5 2 12 1 0 6
Добавление открытого текста в ОТР 26 14 19 6 20 6 12 22
Шифрованый текст Z N S F T F L V

Одноразовые блокноты широко используются в информационных средах с очень высоким уровнем безопасности (но только для коротких сообщений). Так, в Советском Союзе OTP использовался для связи разведчиков с Москвой.

Симметричное шифрование

Симметричное шифрование также называется шифрованием на секретном ключе, так как для шифрования и дешифрования данных используется один и тот же ключ. Ключ алгоритма должен сохраняться в секрете обеими сторонами и выбирается ими до начала обмена сообщениями. Говоря простым языком, в данном случае под ключом можно подразумевать пароль, который, разумеется, должен держаться в тайне.

Популярными алгоритмами симметричного шифрования являются:
. ГОСТ 28147-89
. DES и TripleDES (3DES)
. AES (Rijndael)
. Blowfish

Основными параметрами алгоритмов симметричного шифрования можно считать:
. стойкость
. длину ключа
. число раундов
. длину обрабатываемого блока
. сложность аппаратной/программной реализации
Итак, начнем.

Data Encryption Standard (DES). Алгоритм Data Encryption Standard (DES) был разработан компанией IBM в начале 1970-х гг. Национальный институт стандартов и технологий США (NIST) принял на вооружение алгоритм (публикация FIPS 46) для DES в 1977 году. Дальнейшей модификации алгоритм подвергался в 1983, 1988, 1993 и 1999 гг. До недавнего времени DES был «стандартом США», поскольку правительство этой страны рекомендовало применять его для реализации различных систем шифрования данных. Однако, несмотря на то, что изначально DES планировалось использовать не более 10-15 лет, попытки его замены начались только в 1997 г. DES использует ключ длиной 56 бит. По сегодняшним меркам такая длина ключа неприемлема. Используются 7 бит из байта, восьмой бит каждого байта используется для контроля четности. DES является блочным алгоритмом шифрования, обрабатывающим единовременно один 64-битный блок открытого текста. В алгоритме DES выполняются 16 циклов шифрования с различным подключом в каждом из циклов. Ключ подвергается действию своего собственного алгоритма для образования 16 подключей:

Рис. 1. Схема работы DES

Рассмотрим работу алгоритма поподробней. Входной блок данных, состоящий из 64 бит, преобразуется в выходной блок идентичной длины. Ключ шифрования должен быть известен как отправляющей так и принимающей сторонам. В алгоритме широко используются перестановки битов текста. Вводится функция f, которая работает с 32-разрядными словами исходного текста (R) и использует в качестве параметра 48-разрядный ключ (J). Схема работы функции f показана на рис. 1. Сначала 32 входных разряда расширяются до 48, при этом некоторые разряды повторяются. Для полученного 48- разрядного кода и ключа выполняется операция исключающее ИЛИ (XOR). Результирующий 48-разрядный код преобразуется в 32-разрядный с помощью S- матриц. Исходный 48-разрядный код делится на 8 групп по 6 разрядов. Первый и последний разряд в группе используется в качестве адреса строки, а средние 4 разряда — в качестве адреса столбца. В результате каждые 6 бит кода преобразуются в 4 бита, а весь 48-разрядный код — в 32-разрядный (для этого нужно 8 S-матриц). Существуют разработки, позволяющие выполнять шифрование в рамках стандарта DES аппаратным образом, что обеспечивает довольно высокое быстродействие.

Для того, чтобы все-таки разобраться во всех тонкостях алгоритма DES, будет вполне уместно привести описание т.н. сети Фейштеля, которая и стоит в основе DES. В 1973 году Хорст Фейштель (Horst Feistel) в журнале Scientific American опубликовал статью «Cryptography and Computer Privacy», в которой раскрыл некоторые важные аспекты шифрования, а также ввел конструкцию, названную впоследствии сетью Фейштеля. Эта схема была использована в проекте Lucifer фирмы IBM, над которым работали Фейштель и Дон Копперсмит (Don Coppersmith). Этот проект был скорее экспериментальным, но стал базисом для Data Encryption Standard (DES). Итеративная структура алгоритма позволяла упростить его реализацию в аппаратных средах. Архитектура сети Фейштеля описывается так:

. блок открытого текста делится на 2 равные части (

. в каждом раунде вычисляется ( — номер раунда)

где f — некоторая функция, а Ki — 1 — ключ i-го раунда. Результатом выполнения n раундов является . Но обычно в n-ом раунде перестановка Ln и Rn не производится, что позволяет использовать ту же процедуру и для расшифровки, просто инвертировав порядок использования раундовой ключевой информации:

Небольшим изменением можно добиться и полной идентичности процедур шифрования и дешифрования. Одно из преимуществ такой модели —
обратимость алгоритма независимо от используемой функции f, которая может быть сколь угодно сложной.

Рис. 2. Схема шифрования и дешифрования соответственно

Уместно заметить, что следующие блочные шифры как раз таки используют классическую или модифицированную сеть Фейштеля в своей основе: Blowfish, Camellia, CAST, DES, FEAL, ГОСТ 28147-89, KASUMI, LOKI97, Lucifer, MacGuffin, MARS, MAGENTA, MISTY1, RC2, RC5, RC6, Skipjack, TEA, Triple DES, Twofish, XTEA.

TDES. Очевидная нестойкость DES стала причиной поисков некой альтернативы. В 1992 году исследования показали, что DES можно использовать трижды для обеспечения более мощного шифрования. Так появился тройной DES (TDES). Тройной DES используется либо с двумя, либо с тремя ключами. Используемый при этом ключ обеспечивает большую мощность тройного DES в сравнении с обычным DES.

Продолжение следует

Олег Бойцев, security-expert, [email protected]

Компьютерная газета. Статья была опубликована в номере 24 за 2007 год в рубрике безопасность

Кнудсен, Ларс

Ларс Рамкильд Кнудсен (21 февраля 1962) — датский математик и исследователь в области криптографии, профессор кафедры математики в Датском техническом университете. Его исследования включают в себя разработку и анализ блочных шифров, хеш-функции и коды аутентичности сообщений (MACs).

Кнудсен — один из основателей криптоанализа невозможных дифференциалов и интегрального криптоанализа. Ларс является одним из разработчиков Grøstl.

Биография

Ларс Кнудсен родился 21 февраля 1962 года в Дании. Его карьера началась с нескольких ранних работ в банковской сфере. Однако, в 1984 году Ларс поступил в Датский Университет Орхуса (англ. Aarhus University). Изучал математику и информатику, по совету своего научного руководителя Айвана Бьерре Дамгарда (англ. Ivan Bjerre Damgard). По словам Ларса, именно благодаря своему научному руководителю, он сделал выбор в пользу изучения дифференциального криптоанализа.

В 1992 году получил степень магистра, а уже в 1994 — степень доктора философии. С 1997 по 2001 год работал в Бергенском университете, Норвегия. Был дважды избран директором Международной ассоциации криптографических исследований (IACR) с января 2001 года по декабрь 2003 года и с января 2004 года по декабрь 2006 года. C 2003 по 2010 год был помощником редактора журнала о криптологии, являющемся официальным журналом IACR. Выступал на конференциях и семинарах IACR. Его доклады присутствуют на 7 научных конференциях. В данный момент Кнудсен — профессор, заведующий кафедрой математики в Техническом университете Дании. Возглавляет группу криптоаналитиков университета и является одним из разработчиков шифров, криптографических протоколов IEEE по криминалистике и безопасности. Один из руководителей исследовательского центра FICS (Foundations in Cryptology and Security).

Ларс Кнудсен принимал активное участие в конкурсе на новый криптостандарт AES. На нём он был единственным криптоаналитоком, который представлял сразу два проекта DEAL (Норвегия, Канада) и Serpent (Великобритания, Израиль, Норвегия). Казус с тем обстоятельством, что Кнудсен везде фигурирует как представитель Норвегии, объясняется чрезвычайной мобильностью датского ученого, за несколько последних лет перед конкурсом уже успевшего поработать во Франции, Швейцарии и Бельгии. На момент проведения конкурса AES Ларс преподавал криптологию в университет Бергена, Норвегия.

Известно также, что его число Эрдёша равно 3.

Научные исследования

Во всём мире Ларс Кнудсен известен благодаря знаменитым атакам на шифры SAFER и SQUARE, его работам по криптоанализу невозможных дифференциалов и интегрального криптоанализа. Кнудсен впервые предложил использовать усечённые дифференциалы для атак на 6-раундовый DES. В дальнейшем этот метод был использован и для атак на Skipjack и SAFER с усечённым числом раундов. Также Ларс разработал шифры DEAL и Serpent (последний вместе с англичанином Россом Андерсоном и израильтянином Эли Бихамом). Ещё одной разработкой Кнудсена является Grøstl, хеш-функция, один из пяти финалистов конкурса NIST SHA-3.

Интегральный криптоанализ

Интегральный криптоанализ — это вид криптоанализа частично применимый для атак на блочные шифры, основанные на подстановочно-перестановочных сетях. Он был сформулирован Ларсом Кнудсеном в процессе поиска атаки на шифр SQUARE, поэтому в литературе его часто называют Square-атакой. Метод был расширен и применён на сходные с Square шифры CRYPTON, Rijndael, и SHARK. Модификации Square-атаки также были применены к шифрам Hierocrypt-L1, IDEA, Camellia, Skipjack, MISTY1, MISTY2, SAFER++, KHAZAD и FOX (сейчас называемый IDEA NXT).

Интегральный криптоанализ построен на принципе рассмотрения набора открытых текстов, в которых одна часть остаётся константой, а вторая варьируется всеми возможными способами. Например, атака может использовать набор из 256 открытых текстов, в которых все кроме 8 бит варьируются. Очевидно, что XOR этого набора равен нулю. XOR соответствующего набора шифротекстов даёт нам информацию о работе алгоритма шифрования. Такой метод использования большого набора открытых текстов вместо пары, как в дифференциальном криптоанализе, и дал название «интегральный».

Криптоанализ невозможных дифференциалов

Криптоанализ невозможных дифференциалов является разновидностью дифференциального криптоанализа, применённого к блочным шифрам. В обыкновенном дифференциальном криптоанализе рассматривается разница, имеющая некоторую конечную вероятность, в криптоанализе невозможных дифференциалов — разница, имеющая вероятность 0, то есть «невозможная».

Эта методика была впервые описана Ларсом Кнудсеном в заявке на конкурс AES по шифру DEAL. Название методике дали Эли Бихам, Алекс Бирюков и Ади Шамир на конференции CRYPTO’98.

Этот метод нашёл широкое применение и был использован в атаках на шифры IDEA, Khufu и Khafre, E2, разновидности Serpent, MARS, Twofish, Rijndael, CRYPTON, Zodiac (cipher), Hierocrypt-3, TEA, XTEA, Mini-AES, ARIA, Camellia, и SHACAL-2.

Атака на шифр SAFER

SAFER K-64 является итеративно блочным шифром. Алгоритм работает с 64-битовым блоком и 64-битовым ключом. Кнудсен обнаружил слабое место в распределении ключей. Их генерация в алгоритме была совсем не трудной. Первым подключом является сам ключ пользователя. Следующие подключи генерируются процедурой K i + 1 = ( K i <<< 3 i ) + c i + 1 {displaystyle K_{i+1}=left({K_{i}<<<3i} ight)+c_{i+1}} .{16}} набранных сообщений, которая практически возможна с сегодняшней скоростью обработки.

Исследование 3gpp-MAC

В своей работе Кнудсен исследовал фальсификацию и атаку на ключ восстановления на аутентификационной схеме 3gpp-MAC, предложенной в 3gpp спецификацию. Он предложил три основных класса атак. Атаки в первом классе используют большое количество «выбранных MACs», во втором классе используют большое количество «известных MACs», а в третьем классе требуется большое количество проверок MAC, но очень мало «известных MACs» и совсем не требуют «выбранных MACs». Первый класс предоставляет как фальсификацию, так и атаку на ключ восстановления, в то время как, второй и третий классы только атаку на ключ. Принимаются во внимание, как простые ключи(single-key), так и двойные ключи(two-key). Атака фальсификации имеет отношение к обоим видам ключей, в то время как, атака на ключ восстановления относится только ко второму варианты(two-key).

Анализ хеш-функции CRUSH

Структура хеш-функции CRUSH показана на рисунке. Функция состоит их буфера данных (data buffer), компоненты биекционного выбора (Bijection Selection Component) логических (булевых) функций и биективной функции B (эффективного блочного шифра, для которого текст берется из буфера данных). Кнудсен показал, что CRUSH или более общий метод повторного деления на два (Iterated Halving) не удовлетворяют требованиям хороших хеш-функций или с точки зрения безопасности или выполнения. Он показал, как генерировать коллизии и вторые прообразы для использования Повторного деления на два (Iterated Halving). Возможность создания таких коллизий основана на функции B. Сложность этих атак является чрезвычайно малой и составляет всего лишь десяток расшифровок функции B, независимо от размера. Атаки применяются, когда используется любой блочный шифр, включая AES с 192-битовыми и AES c 256-битовыми ключами.

Наиболее известные работы

  • 1996 год — вместе с Бартом Пренелем (англ. Bart Preneel) предложил способ создания хеш-функций, основанных на блочных шифрах. В работе Кнудсен продемонстрировал новую атаку LOKIDBH, которая разбила последний подкласс широкого класса эффективных хеш-функций, ранее предложенных в литературе.
  • Рассмотрел нелинейные приближения в линейном криптоанализе и получил обобщение криптоаналитических методов Мацуи. Это позволило достичь большей гибкости в криптоатаках. Достижения были продемонстрированы на примере атаки на LOKI91.
  • Подробно исследовал шифр SAFER на устойчивость. Разработал атаку, которая привела к значительной модификации алгоритма шифрования и появлению SAFER-SK (в шутку друзья Ларса расшифровывали SK как Stop Knudsen, хотя в действительности это означает Strengthened Key schedule).
  • 1997 год — в статье «The Block Cipher Square» предложил атаку на 128-битный шифр SQUARE, которая положила начало новой ветви криптоанализа — интегральному криптоанализу. Подробно исследовал шифр IDEA с урезанным количеством раундов. Опубликовал работу, посвящённую слабостям этого алгоритма.
  • 1998 год — в команде разработчиков (Росс Андерсон, Эли Бихам) предложил симметричный блочный алгоритм шифрования Serpent, который стал одним из финалистов второго этапа конкурса AES. Разработал алгоритм шифрования DEAL, основанный на DES.
  • 1999 год — вёл исследования по быстрому аппаратному шифрованию.
  • 2000 год — совместно с Вилли Мейером (англ. Willi Meier) опубликовал подробный анализ очередного кандидата AES — RC6.
  • 2001 год — инициировал исследования в области онлайн шифров и Hash-CBC конструкций. Занимался исследованием устойчивости алгоритма Skipjack.
  • 2002 год — выступил с докладом «Достижения в области криптографии» на EUROCRYPT 2002, а также занимался цифровыми подписями и кодами, исправляющими ошибки. Исследовал безопасность шифров Фейстеля с шестью раундами и менее.
  • 2003—2004 годы — исследовал 3gpp-MAC и RMAC, а также выступал на конференциях ESORICS и AES.
  • 2005 год — опубликовал концепцию криптографической хеш-функции SMASH, а также разработал атаки на MD2 и RMAC.
  • 2007 год — опубликовал подробный анализ хеш-функции CRUSH.
  • 2009 год — выступил на EUROCRYPT с докладом о рандомизации для усиления защищённости цифровых подписей, а также на CRYPTO с докладом о криптоанализе C2.

Всего Ларс Кнудсен опубликовал более 70 работ по очень широкому спектру тем, таких как R-MAC схема, хеш-функции SHA-1 и MD2, множество блочных шифров — DES, DFC, IDEA, ICE, LOKI, MISTY1, RC2, RC5, RC6, SC2000, Skipjack, SQUARE и SAFER. Выступал на конференциях также с докладами по помехоустойчивым кодам. Участвовал в разработках систем навигации роботов.

Коллеги

В данный момент Ларс Кнудсен возглавляет секцию криптографии в Датском Техническом Университете. По состоянию на май 2014 года, в эту рабочую группу входят (доктора философии):

  • Андрей Богданов (англ. Andrey Bogdanov) — профессор,
  • Кристиан Рехбергер (англ. Christian Rechberger) — профессор,
  • Эльмар Тишхаузер (англ. Elmar Tischhauser) — профессор,

а также несколько постдоков и аспирантов.

Дизайн протокола

— как я могу зашифровать более 64 бит с помощью стандарта шифрования данных?

В дополнение к режиму работы , как упоминалось в ответе poncho, вам, вероятно, (в зависимости от режима работы) потребуется режим заполнения, то есть функция, которая преобразует битовые строки произвольной длины (или обычно только байтовые строки произвольной длины) в строки, длина которых кратна размеру блока.

Такая функция заполнения легко обратима и обычно ничего не добавляет к безопасности шифра, она просто добавляет несколько байтов перед шифрованием и (наоборот) удаляет их снова после дешифрования.

Популярным режимом заполнения является режим, определенный в PKCS # 7 (RFC 2315, раздел 10.3, примечание 2):

  • Добавить достаточно байтов, чтобы получить полный размер блока, по крайней мере, один (то есть максимум полный блок).
  • Каждый добавленный байт имеет одно и то же значение — количество добавленных байтов.
  • При отмене заполнения проверьте последний байт и убедитесь, что до него было столько же байтов с тем же значением.

Для вашего 67-битного значения нам понадобится специальный режим заполнения для последовательностей битов, не выровненных по байтам.Возможный способ — это добавить бит 1 , затем последовательность из 0 бит, затем двоичное кодирование всего размера заполнения (в последних нескольких битах заполнения). (Нечто подобное делает SHA-1, но в последних битах указывается длина сообщения, а не размер заполнения.)

В любом случае вам придется зашифровать два полных блока (т. Е. 2 ​​· 64 = 128 $ битов) открытого текста, в результате чего, вероятно, получится 3 · 64 = 196 $ бит зашифрованного текста (включая вектор инициализации, необходимый для большинства режимов работы).

Некоторые режимы, такие как CTR, OFB и CFB, позволяют шифровать также битовые строки короче целых блоков. У вас по-прежнему будут накладные расходы на вектор инициализации, то есть у вас будет 64 + 67 = 131 $ бит зашифрованного текста.

(Обратите внимание, что обычно вы также должны использовать аутентификацию, чтобы избежать атак с выбранным зашифрованным текстом, поэтому вы должны добавить к этому размер некоторого тега аутентификации.)

% PDF-1.7
%
728 0 объект
>
эндобдж

xref
728 145
0000000016 00000 н.
0000005091 00000 н.
0000005329 00000 н.
0000005365 00000 н.
0000005432 00000 н.
0000005647 00000 н.
0000005753 00000 н.
0000005844 00000 н.
0000005909 00000 н.
0000006019 00000 п.
0000006053 00000 н.
0000006532 00000 н.
0000006704 00000 н.
0000007227 00000 н.
0000007615 00000 н.
0000008051 00000 н.
0000008391 00000 п.
0000008815 00000 н.
0000009325 00000 н.
0000009813 00000 н.
0000009889 00000 н.
0000010689 00000 п.
0000011235 00000 п.
0000011438 00000 п.
0000011734 00000 п.
0000011803 00000 п.
0000011981 00000 п.
0000012778 00000 п.
0000013550 00000 п.
0000014344 00000 п.
0000014772 00000 п.
0000015436 00000 п.
0000016220 00000 н.
0000017033 00000 п.
0000017375 00000 п.
0000017775 00000 п.
0000017972 00000 п.
0000018135 00000 п.
0000018877 00000 п.
0000019346 00000 п.
0000024662 00000 п.
0000030480 00000 п.
0000035163 00000 п.
0000041107 00000 п.
0000046277 00000 п.
0000049649 00000 п.
0000050199 00000 п.
0000050781 00000 п.
0000050867 00000 п.
0000050925 00000 п.
0000051073 00000 п.
0000051241 00000 п.
0000051348 00000 п.
0000051499 00000 п.
0000051600 00000 п.
0000051774 00000 п.
0000051977 00000 п.
0000052084 00000 п.
0000052201 00000 п.
0000052323 00000 п.
0000052556 00000 п.
0000052654 00000 п.
0000052869 00000 п.
0000053047 00000 п.
0000053258 00000 п.
0000053457 00000 п.
0000053599 00000 п.
0000053732 00000 п.
0000053923 00000 п.
0000054041 00000 п.
0000054256 00000 п.
0000054405 00000 п.
0000054590 00000 п.
0000054741 00000 п.
0000054934 00000 п.
0000055069 00000 п.
0000055198 00000 п.
0000055499 00000 п.
0000055638 00000 п.
0000055770 00000 п.
0000055948 00000 п.
0000056067 00000 п.
0000056204 00000 п.
0000056391 00000 п.
0000056510 00000 п.
0000056627 00000 н.
0000056811 00000 п.
0000056942 00000 п.
0000057069 00000 п.
0000057280 00000 п.
0000057403 00000 п.
0000057508 00000 п.
0000057628 00000 п.
0000057766 00000 п.
0000057920 00000 н.
0000058086 00000 п.
0000058202 00000 п.
0000058328 00000 п.
0000058448 00000 п.
0000058584 00000 п.
0000058746 00000 п.
0000058880 00000 п.
0000059088 00000 н.
0000059270 00000 п.
0000059412 00000 п.
0000059581 00000 п.
0000059669 00000 п.
0000059814 00000 п.
0000059902 00000 п.
0000060050 00000 п.
0000060190 00000 п.
0000060328 00000 п.
0000060476 00000 п.
0000060698 00000 п.
0000060845 00000 п.
0000060940 00000 п.
0000061076 00000 п.
0000061204 00000 п.
0000061314 00000 п.
0000061430 00000 п.
0000061531 00000 п.
0000061648 00000 п.
0000061784 00000 п.
0000061930 00000 п.
0000062048 00000 п.
0000062190 00000 п.
0000062316 00000 п.
0000062484 00000 п.
0000062590 00000 н.
0000062782 00000 п.
0000063004 00000 п.
0000063138 00000 п.
0000063282 00000 п.
0000063407 00000 п.
0000063548 00000 п.
0000063758 00000 п.
0000063846 00000 п.
0000064007 00000 п.
0000064095 00000 п.
0000064264 00000 н.
0000064352 00000 п.
0000064465 00000 п.
0000064578 00000 п.
0000064694 00000 п.
0000003196 00000 п.
трейлер
] >>
startxref
0
%% EOF

872 0 объект
> поток
x ڤ V [стр.% 7.Вернуться к началу

Полный жизненный цикл ключей

Жизненный цикл ключа шифрования, определенный NIST как имеющий предоперационный, рабочий, постоперационный этапы и этапы удаления, требует, помимо прочего, чтобы для каждого ключа был определен рабочий период шифрования. Криптопериод — это «промежуток времени, в течение которого разрешается использование определенного ключа», а в разделе 5.3 Руководства NIST криптопериод определяется (например, с симметричным ключом) путем объединения расчетного времени, в течение которого будет выполняться шифрование применяется к данным (O Rriginator Usage Period (OUP) ), и время, когда они будут расшифрованы для использования (R ecipient Usage Period (RUP) ).

Итак, например:

  • предположим, что база данных зашифрована и в нее добавляются элементы на следующие 6 месяцев. Потом:
  • Уже 2 года базу просматривают и авторизованные пользователи. Потом:
    • RUP составляет 2 года (и полностью совпадает с OUP)
  • Следовательно, период шифрования будет равен 2 годам, и ключ шифрования должен быть активен в течение этого времени.

Но, поскольку организация может разумно желать шифровать и дешифровать одни и те же данные в течение многих лет, при факторинге периода криптографии могут играть роль другие факторы:

Вы можете ограничить:

  • «количество информации, защищенной данным ключом»
  • «степень раскрытия, если один ключ скомпрометирован»
  • «время, доступное для попыток проникновения в физический, процедурный и логический доступ»
  • «период, в течение которого информация может быть скомпрометирована в результате непреднамеренного раскрытия»
  • «время, доступное для ресурсоемких криптоаналитических атак»

Это можно свести к нескольким ключевым вопросам:

  • Как долго будут использоваться данные
  • Как используются данные
  • Сколько там данных
  • Насколько конфиденциальны данные
  • Какой ущерб будет нанесен при раскрытии данных или потере ключей

Общее правило: по мере увеличения секретности защищаемых данных время жизни ключа шифрования уменьшается.

Учитывая это, ваш ключ шифрования может иметь активный срок службы короче, чем доступ авторизованного пользователя к данным. Это означает, что вам нужно будет заархивировать деактивированные ключи и использовать их только для дешифрования. После того, как данные были расшифрованы старым ключом, они будут зашифрованы новым ключом, и со временем старый ключ больше не будет использоваться для шифрования / дешифрования данных и может быть удален. (см. рисунок ниже)

См. Ниже для более полного понимания полного жизненного цикла ключей.

Создание ключа (генерация и предварительная активация)

Ключ шифрования создается и сохраняется на сервере управления ключами. Диспетчер ключей создает ключ шифрования с помощью криптографически безопасного генератора случайных битов и сохраняет ключ вместе со всеми его атрибутами в базе данных хранилища ключей. Атрибуты, хранящиеся с ключом, включают его имя, дату активации, размер, экземпляр, возможность удаления ключа, а также его перенос, зеркальное отображение, доступ к ключу и другие атрибуты.Ключ может быть активирован при его создании или настроен на автоматическую или ручную активацию позже. Диспетчер ключей шифрования должен отслеживать текущие и прошлые экземпляры (или версии) ключа шифрования. У вас должна быть возможность выбрать, можно ли удалить ключ, зеркально отобразить его в блоке переключения при отказе, а также какие пользователи или группы могут получить к нему доступ. Ваш менеджер ключей должен позволять администратору изменять многие атрибуты ключа в любое время.

Использование ключа и ролловер (активация через постактивацию)

Диспетчер ключей должен позволять авторизованным системам и пользователям извлекать активированный ключ для процессов шифрования или дешифрования.Он также должен легко управлять текущими и прошлыми экземплярами ключа шифрования. Например, если новый ключ генерируется, а старый деактивируется (или накатывается) каждый год, то диспетчер ключей должен сохранять предыдущие версии ключа, но выдавать только текущий экземпляр и активировать предыдущие версии для процессов дешифрования. Предыдущие версии все еще можно получить, чтобы расшифровать данные, зашифрованные с помощью таких версий ключа. Ключевой менеджер также будет обновлять ключ либо по заранее установленному расписанию, либо позволяет администратору вручную проверять ключ.

Отзыв ключа

Администратор должен иметь возможность использовать диспетчер ключей для отзыва ключа, чтобы он больше не использовался для запросов на шифрование и дешифрование. При необходимости отозванный ключ может быть повторно активирован администратором, чтобы в некоторых случаях ключ можно было использовать для расшифровки данных, ранее зашифрованных с его помощью, например, старых резервных копий. Но даже это можно ограничить.

Резервное копирование (Escrow)

NIST (раздел 8.3.1) требует, чтобы архив был сохранен для деактивированных ключей.Архив должен «защищать заархивированный материал от несанкционированного [раскрытия,] изменения, удаления и вставки». Ключи шифрования должны быть «восстанавливаемыми … после окончания криптопериода» и «система должна быть спроектирована так, чтобы позволять реконструкцию» ключей, если их необходимо повторно активировать для использования при расшифровке данных, которые были однажды зашифрованы.

Удаление ключа (разрушение)

Если ключ больше не используется или был каким-то образом скомпрометирован, администратор может полностью удалить ключ из базы данных хранилища ключей диспетчера ключей шифрования.Вернуться к началу

Раздельные роли в управлении ключами

Разделение обязанностей

В «Рекомендации по управлению ключами — Часть 2» NIST определяет разделение обязанностей как:

Принцип безопасности, который распределяет важные функции между разными сотрудниками в попытке гарантировать, что ни один человек не имеет достаточно информации или прав доступа для совершения вредоносного мошенничества.

Практика разделения обязанностей снижает вероятность мошенничества или должностных преступлений, разделяя соответствующие обязанности по критическим задачам между разными лицами в организации.Это обычное дело в финансовых и бухгалтерских процедурах большинства организаций. Например, человек, который печатает чеки в компании, не будет подписывать чеки. Точно так же человек, подписывающий чеки, не сверяет банковские выписки. Компания должна обеспечить, чтобы критически важные для бизнеса обязанности были разделены на четыре типа функций: авторизация, хранение, ведение документации и согласование. В идеальной системе никто не должен выполнять более одного типа функций.

Что касается практики информационной безопасности, реализация разделения обязанностей имеет решающее значение в области управления ключами шифрования. Чтобы предотвратить нежелательный доступ к защищенным данным, важно, чтобы человек, который управляет ключами шифрования, не имел возможности доступа к защищенным данным, и наоборот. Сделать это в контексте информационных технологий не сложнее, чем в контексте финансов, но в сложных компьютерных системах часто упускается из виду или неправильно понимается.

Двойное управление

Опять же, NIST в Рекомендации по управлению ключами — Часть 2 определяет двойное управление:
Процесс, который использует два или более отдельных объекта (обычно лиц), действующих совместно для защиты конфиденциальных функций или информации.Ни одна организация не может получить доступ к материалам, например, криптографическим ключам, или использовать их.

В то время как разделение обязанностей подразумевает распределение различных частей процесса между разными людьми, двойное управление требует, чтобы как минимум два или более человека контролировали один процесс.

В практике защиты данных часто встречаются требования для двойного контроля функций управления ключами шифрования. Поскольку система управления ключами может хранить ключи шифрования для нескольких приложений и бизнес-объектов, защита ключей шифрования является критически важной.

Разделение знаний

Концепция Split Knowledge применяется к любому доступу или обработке незащищенного криптографического материала, такого как ключи шифрования или парольные фразы, используемые для создания ключей шифрования, и требует, чтобы никто не знал полного значения ключа шифрования. Если для создания ключей шифрования используются парольные фразы, никто не должен знать парольную фразу полностью. Напротив, два или более человека должны знать только часть парольной фразы, и все они должны присутствовать, чтобы создать или воссоздать ключ шифрования.Вернуться к началу

Домены для защиты ключей шифрования

Физическая безопасность

Многие, говоря о защите диспетчера ключей, естественно обращаются к защите самого диспетчера ключей с помощью аппаратного модуля безопасности (HSM). Хотя это необходимая тема (и мы ее обсудим), мы должны сначала поговорить о защите физической среды, в которой находится ваш ключевой менеджер.

В специальной публикации NIST 800-14 предлагается следующее определение физической безопасности:

«Меры контроля физической и экологической безопасности» должны быть «внедрены для защиты ресурсов системы жилья объекта, самих ресурсов системы и средств, используемых для поддержки их работы.”

План физической безопасности организации должен включать такие вещи, как:

  • Средства контроля физического доступа: ограничивают доступ к критически важным системам, включая места подключения проводов к системе, как можно меньшему количеству людей.
  • Порты: FIPS 140-2 отмечает, что в случае отправки ключей шифрования с открытым текстом физические порты должны быть выделены только для этой цели, а все другие виды использования исключены для криптографических модулей уровня 3 и 4.
  • Пожарная безопасность: убедитесь, что во всех физических средах, в которых находится система, есть адекватные и современные системы пожаротушения.
  • Структурная целостность: гарантирует, что все физические среды, в которых находится система, соответствуют текущим землетрясениям, наводнениям и снеговой нагрузке в соответствии с нормативными требованиями кровли.
  • Отказ коммунальных служб: системы, такие как электричество, кондиционер и отопление, могут работать со сбоями. Убедитесь, что каждый из них работает должным образом, и при необходимости установите резервные копии.
  • Перехват данных: убедитесь, что вся передача конфиденциальных данных должным образом зашифрована с помощью открытых / закрытых ключей.
  • Управление мобильными устройствами: все устройства, которые могут получить удаленный доступ к системе, должны быть каталогизированы и управляться в базе данных разрешений.

Теперь займемся защитой самого криптографического модуля. Федеральные стандарты обработки информации (FIPS) определили четыре уровня повышения безопасности в FIPS 140-2, которые могут быть применены к модулю, каждый из которых соответствует соответствующему уровню угрозы:

  • Уровень 1: «В криптографическом модуле уровня безопасности 1 не требуются специальные механизмы физической безопасности, помимо базовых требований для компонентов производственного уровня.… Уровень безопасности 1 позволяет программному обеспечению и программным компонентам криптографического модуля выполняться в вычислительной системе общего назначения с использованием неоцененной операционной системы ».
  • Уровень 2: «усиливает механизмы физической безопасности криптографического модуля уровня безопасности 1, добавляя требование о защите от несанкционированного доступа, которое включает использование защитных покрытий или пломб, а также защищенных от взлома замков на съемных крышках или дверях. модуля ».
  • Уровень 3: «пытается помешать злоумышленнику получить доступ к [Критическим параметрам безопасности (CSP)], хранящимся в криптографическом модуле…. Механизмы физической безопасности могут включать использование прочных корпусов и схемы обнаружения / реагирования на несанкционированный доступ, которая обнуляет все CSP открытого текста при открытии съемных крышек / дверей криптографического модуля ».
  • Уровень 4: «обеспечивает наивысший уровень безопасности, определенный в этом стандарте. На этом уровне безопасности механизмы физической безопасности обеспечивают полную защиту криптографического модуля с целью обнаружения и реагирования на все несанкционированные попытки физического доступа.Проникновение в оболочку криптографического модуля с любого направления имеет очень высокую вероятность быть обнаруженным, что приводит к немедленному обнулению всех CSP открытого текста ».
Как проверяется диспетчер ключей шифрования

Каждый доступный продукт для защиты данных заявляет о превосходной функциональности или защите данных. Но при защите конфиденциальных данных организации должны иметь уверенность в том, что заявленные требования безопасности продукта действительны.Это, безусловно, верно, когда речь идет о диспетчере ключей шифрования. Чтобы решить эту проблему, NIST разработал систему для проверки криптографических модулей и обеспечения их соответствия стандартам FIPS 140-2. Вот шаги, которые должен предпринять поставщик диспетчера ключей шифрования, чтобы продемонстрировать полное соответствие:

  1. Сначала они заключат договор с аккредитованной лабораторией, которая успешно прошла Национальную программу добровольной аккредитации лабораторий (NVLAP), на проведение «адекватного тестирования и проверки криптографического модуля и лежащих в его основе криптографических алгоритмов на соответствие установленным стандартам» для поиска «слабых мест» например, плохой дизайн или слабые алгоритмы.”
  2. Затем аккредитованная лаборатория проведет Программу валидации криптографических алгоритмов (CAVP). В рамках этого тестирования они предоставят «валидационное тестирование одобренных FIPS и рекомендованных NIST криптографических алгоритмов и их отдельных компонентов».
  3. После того, как это тестирование будет завершено и диспетчер ключей будет соответствовать всем стандартам, лаборатория перейдет к тестированию программы проверки криптографических модулей (CMVP). «Лаборатории используют Производные требования к тестированию (DTR), Руководство по внедрению (IG) и применимое программное руководство CMVP для тестирования криптографических модулей на соответствие применимым стандартам.”
  4. Наконец, как только было показано, что диспетчер ключей шифрования соответствует всем стандартам FIPS 140-2, независимая лаборатория выдает сертификат проверки FIPS 140-2, а криптографический модуль помещается в список поставщиков FIPS 140-1 и FIPS 140-2. .
Безопасность логического доступа

Следующая область, на которой вы можете защитить свои ключи шифрования, — это логическое разделение различных криптографических компонентов, содержащих ключи, от остальной части более крупной сети.Необходимо учитывать три основных момента:

  • Интерфейсы: В разделе 4.2 FIPS 140-2 приводятся следующие критерии необходимости разделения логических интерфейсов:
    • Уровни 1 и 2: «логические интерфейсы, используемые для ввода и вывода криптографических ключей с открытым текстом, компонентов криптографических ключей, данных аутентификации и CSP, могут использоваться физически и логически совместно с другими портами и интерфейсами криптографического интерфейса». модуль ».
    • Уровень 3 и 4: «логические интерфейсы, используемые для ввода и вывода компонентов криптографического ключа открытого текста, данных аутентификации и CSP, должны быть логически отделены от всех других интерфейсов с использованием доверенного пути.”
  • DEK из зашифрованных данных: В средах уровня 1, где диспетчер ключей шифрования не находится в физически отделенном HSM, следует логически отделить DEK от зашифрованных данных. Это эффективно предотвращает использование DEK (ов) для расшифровки данных в случае, если неавторизованные пользователи получат доступ к конфиденциальному материалу.
  • KEK из DEK: В диспетчере ключей шифрования KEK должны быть логически отделены от DEK.Это гарантирует, что хотя DEK базы данных будут скомпрометированы, они будут выведены из строя, поскольку KEK находится в логически отдельном месте от DEK.
Пользовательский / ролевой доступ

Как только физическая безопасность и логическая безопасность рассмотрены, последний компонент — это роли и привилегии пользователей. Основная концепция, провозглашенная NIST, — это концепция минимальных привилегий: где вы ограничиваете «права доступа уполномоченного персонала (например, привилегии выполнения программы, привилегии изменения файлов) до минимума, необходимого для выполнения их работы.”

NIST дает руководство в Разделах 5.3.5 Рекомендации по управлению ключами — Часть 2, по средствам управления доступом и привилегиям, необходимым для правильного управления доступом пользователей к системе управления ключами.

  • Задокументируйте и укажите, какие роли в организации будут иметь право доступа к KMS и на каком уровне.
  • Какие функции будет выполнять роль (например, создание, обработка, распространение, хранение, удаление).
  • Какие средства аутентификации будут использоваться (т.е. пароли, личные идентификационные номера, биометрические данные и срок их действия).

Помимо ограничения доступа к серверу управления ключами, вы также должны ограничить доступ к самим ключам в зависимости от пользователя и группы. Доступ пользователей и групп может быть определен на системном уровне или на уровне каждого ключа. При создании ключа вы можете определить ограничения на доступ пользователей и групп. В качестве примера: на сервере управления ключами имеется ключ шифрования AES, используемый для защиты личных данных сотрудника.Он ограничен, поэтому только члены группы отдела кадров могут использовать этот ключ. Таким образом, любой человек с «человеческими ресурсами», определенным как их индивидуальная или групповая роль, может успешно запросить этот ключ, все остальные будут отвергнуты.

Высокая доступность и непрерывность бизнеса

Когда у вас есть физическая безопасность, логическая безопасность и роли пользователей, вы также должны учитывать непрерывность бизнеса. В начало

Платформы для размещения ключевого менеджера

HSM

Аппаратный модуль безопасности (HSM) уже обсуждался в разделе «Физическая безопасность», в основном называемый «криптографическим модулем».Но, вкратце, HSM обычно представляет собой сервер с разными уровнями защиты или «упрочнения», который предотвращает взлом или потерю. Их можно резюмировать как:

  • Контроль вскрытия: нанесение защитного покрытия или пломб на винты или замки на все съемные крышки или двери
  • Защита от несанкционированного доступа: с добавлением «схемы обнаружения / реагирования на несанкционированный доступ», которая стирает все конфиденциальные данные, такие как DEK и KEK.
  • Защита от несанкционированного доступа: полное упрочнение модуля с помощью винтов и замков с защитой от несанкционированного вскрытия, а также высочайшая чувствительность к «схемам обнаружения / реагирования на несанкционированный доступ», которые стирают все конфиденциальные данные.
Размещенный HSM

Поскольку многие организации переводят некоторые или все свои операции в облако, возникает необходимость в переносе средств защиты.Хорошая новость: многие поставщики услуг по управлению ключами заключили партнерские отношения с поставщиками облачного хостинга для установки традиционных HSM в облачных средах. Те же уровни «упрочнения» все равно будут применяться, поскольку это традиционный HSM во внеплощадочной среде.

Виртуальный

Виртуальные экземпляры диспетчера ключей шифрования предлагают гораздо большую гибкость, чем их аналоги HSM. Во многих случаях диспетчер виртуальных ключей можно загрузить у поставщика за считанные минуты и развернуть в виртуальной среде.С другой стороны, доставка HSM на объект может занять несколько дней или недель, а затем потребуется физическая установка. Кроме того, виртуальные экземпляры можно установить в любом месте, которое поддерживает виртуальную платформу, на которой работает диспетчер ключей, например VMware.

Обратной стороной, конечно же, является то, что по своей природе виртуальный без установленных физических компонентов программное обеспечение диспетчера виртуальных ключей может быть только совместимо с FIPS 140-2, но не пройти валидацию. Итак, если для вашего бизнеса или нормативных требований требуется проверка FIPS 140-2, то HSM — ваш единственный вариант.

При этом логической безопасности, которую обеспечивают менеджеры виртуальных ключей, соответствующие стандарту FIPS 140-2, обычно более чем достаточно для большинства потребностей организации.

AWS, Microsoft Azure и другие: выделенный или «как услуга»

Облачные провайдеры, такие как Amazon Web Services (AWS), Microsoft Azure (Azure) и другие, предлагают рыночные предложения для управления ключами шифрования, а также собственное управление ключами как услугу (KMaaS). AWS и KMaaS Azure обычно являются мультитенантными, что означает, что в одном экземпляре управления ключами присутствует более одного ключа (ов) пользователя.Это может вызвать беспокойство у организаций, которым требуются специализированные сервисы для снижения проблем безопасности со стороны других пользователей, обращающихся к тем же самым хранилищам данных.

Для решения этой проблемы большинство облачных провайдеров также предлагают специализированные услуги. На своих торговых площадках есть также независимые поставщики, которые предоставляют специализированные услуги, которые обычно бывают двух видов: с оплатой за использование и «принесите свою собственную лицензию». Townsend Security поддерживает обе платформы и обе модели лицензирования: Alliance Key Manager для AWS и Alliance Key Manager для Azure.И AWS, и экземпляры Azure являются выделенными диспетчерами ключей в виртуальном экземпляре IaaS, а также обладают гибкостью, будучи одним и тем же диспетчером ключей, развернутым в качестве экземпляра HSM, Cloud HSM и VMware, чтобы ваша среда могла масштабироваться за пределы AWS и Azure. , если нужно. В начало

Управление ключами шифрования в соответствии с требованиями

PCI DSS

Стандарт безопасности данных индустрии платежных карт (PCI DSS) — это широко распространенный набор правил, предназначенных для защиты транзакций с кредитными, дебетовыми и наличными картами, а также данных держателей карт.PCI DSS требует, чтобы продавцы защищали конфиденциальную информацию о держателях карт от потери и использовали передовые методы обеспечения безопасности для обнаружения и защиты от нарушений безопасности.

В разделе 3.5 стандарта стандарта PCI DSS организации, которые обрабатывают, хранят или передают данные о держателях карт, должны «задокументировать и внедрить процедуры для защиты ключей, используемых для защиты хранимых данных о держателях карт, от разглашения и неправомерного использования». Это включает:

  • поддержание «документированного описания криптографической архитектуры», используемого для защиты данных
  • , ограничивающий «доступ к криптографическим ключам минимальному количеству необходимых хранителей»
  • всегда хранит ключи шифрования «в одной (или нескольких) из следующих форм:»
    • зашифровать ключ шифрования данных с ключом шифрования ключа
    • в защищенном криптографическом устройстве

Аналогично, Раздел 3.6 требует, чтобы вы «полностью документировали и реализовали все процессы и процедуры управления ключами для криптографических ключей, используемых для шифрования данных держателей карт». Это включает в себя:

  • создание криптостойких ключей шифрования
  • безопасная раздача ключей
  • безопасное хранение ключей
  • установка криптопериодов для всех ключей
  • удаление и уничтожение ключей
HIPAA HITECH

Закон о переносимости и подотчетности медицинского страхования (HIPAA) и Закон о медицинских информационных технологиях для экономического и клинического здоровья (HITECH) стремятся к более широкому внедрению и значительному использованию информационных технологий в области здравоохранения.В обоих также изложены руководящие принципы и правила обеспечения надлежащей безопасности данных в отношении защищенной электронной информации о здоровье (ePHI). Соблюдение правил безопасности HIPAA и правил конфиденциальности HIPAA для ePHI требует использования технологий безопасности и передового опыта для демонстрации решительных усилий по соблюдению этого федерального постановления.

SOX

Закон Сарбейнса-Оксли (SOX) был принят для защиты инвесторов от возможности мошенничества со стороны корпораций в области бухгалтерского учета.Закон Сарбейнса-Оксли (SOX) требует проведения строгих реформ для улучшения раскрытия финансовой информации корпорациями и предотвращения мошенничества в бухгалтерском учете. Разделы 302, 304 и 404 Закона Сарбейнса-Оксли предписывают организациям создавать, поддерживать и ежегодно отчитываться о безопасности данных и внутреннем контроле, которые используются для защиты своих конфиденциальных данных от неправомерного использования и мошенничества.

Альянс облачной безопасности

Хотя Cloud Security Alliance не является государственным учреждением, которое может взимать штрафы за несоблюдение их стандартов, это некоммерческая организация, состоящая из поставщиков облачных услуг, пользователей и экспертов по безопасности, чья миссия — «Продвигать использование передовой опыт обеспечения безопасности в облачных вычислениях и обучение использованию облачных вычислений для обеспечения безопасности всех других форм вычислений.«В настоящее время у них более 80 000 членов, и их число продолжает расти. Таким образом, соответствие их стандартам отвечает интересам многих компаний по всему миру.

В рамках этой миссии организация опубликовала документ «Руководство по безопасности для критически важных областей облачных вычислений», чтобы помочь поставщикам и клиентам создавать более безопасные приложения в облачных средах. Опубликованное руководство сейчас в его третьем издании и доступно на веб-сайте организации. Руководство предоставляет рекомендации по управлению ключами шифрования в разделе «Домен 11 — Шифрование и управление ключами».

Домен 11 — Шифрование и управление ключами

Вот три основных момента, которые CSA подчеркивает для управления ключами шифрования:

  • Безопасность хранилищ ключей. Хранилища ключей должны быть защищены сами по себе, как и любые другие конфиденциальные данные. Они должны быть защищены при хранении, транспортировке и резервном копировании. Неправильное хранение ключей может привести к компрометации всех зашифрованных данных.
  • Доступ к хранилищам ключей. Доступ к хранилищам ключей должен быть ограничен объектами, которым конкретно нужны отдельные ключи.Также должны быть политики, управляющие хранилищами ключей, которые используют разделение ролей для помощи в управлении доступом; сущность, которая использует данный ключ, не должна быть сущностью, которая хранит этот ключ.
  • Резервное копирование ключей и возможность восстановления. Потеря ключей неизбежно означает потерю данных, которые эти ключи защищают. Хотя это эффективный способ уничтожения данных, случайная потеря ключей, защищающих критически важные данные, будет иметь разрушительные последствия для бизнеса, поэтому необходимо внедрять безопасные решения для резервного копирования и восстановления.

Вот список их требований к шифрованию и управлению ключами:

  • «Чтобы поддерживать передовой опыт … организации следует управлять своими ключами на собственном предприятии или в надежной службе».
  • «Ключи, используемые в существующей технологии шифрования … должны управляться централизованной внутренней по отношению к предприятию технологией хранения ключей».
  • «Управляйте ключами, используемыми криптографическими процессами, используя привязку криптографических операций.”
  • «Привязка криптографических операций и управления ключами к корпоративным системам идентификации предоставит организации наиболее гибкую интеграцию».
GDPR ЕС

Новый Общий регламент Европейского Союза по защите данных (EU GDPR) был принят Советом ЕС и Парламентом и заменяет ранее действовавшую Директиву о защите данных (Директива 94/46 / EC). В Положении 83 говорится:

В целях обеспечения безопасности и предотвращения обработки в нарушение настоящего Регламента контролер или процессор должен оценить риски, присущие обработке, и принять меры по снижению этих рисков, такие как шифрование.

Статья 32 также призывает к «псевдонимизации и шифрованию личных данных». Если организация делает это, статья 34 гласит, что строгие законы о раскрытии информации о нарушениях данных статьи 33 не будут применяться, если:

контролер реализовал соответствующие технические и организационные меры защиты, и эти меры были применены к персональным данным, затронутым утечкой персональных данных, в частности к тем, которые делают персональные данные непонятными для любого лица, не имеющего разрешения на доступ к ним, например как шифрование.Вернуться к началу

Бонусный контент

Краткая история — необходимость управления ключами шифрования

Шифрование существует уже тысячелетия. Некоторые из самых ранних упоминаний о нем взяты из Арташастры, трактата об имперском управлении Индии, написанного во II веке до нашей эры. В нем описывается передача сообщений государственным шпионам «секретным письмом». Позже, и, возможно, наиболее известной формой древнего шифрования, Юлий Цезарь отправлял сообщения своим генералам фронта в коде.Известный как шифр Цезаря, это:

«подстановочный шифр, в котором каждая буква в открытом тексте« сдвигается »на определенное количество разрядов вниз по алфавиту. Например, при сдвиге 1 A будет заменено на B, B станет C и так далее ».

К несчастью для Цезаря и к счастью для его противников, когда шифр известен, все сообщения могут быть легко прочитаны. Таким образом, делая шифр бесполезным. Должен быть способ получше.

Перенесемся в эпоху электроники.В 1921 году Эдвард Хеберн запатентовал Hebern Electric Super Code Cipher Machine. Он первым закодировал сообщение секретным ключом, встроенным в съемный ротор. В недавно рассекреченных документах АНБ показало, что машина зашифровывала сообщение, заставляя оператора вводить сообщение, и зашифрованный текст появлялся на световой доске, по одной букве за раз.

Но поскольку ключ шифрования был ограничен использованием одного ротора, состоящего из 26 точек схемы, он был в конечном итоге взломан криптоанализом, в частности частотами букв.

Настоящим скачком вперед стала Enigma Machine времен Второй мировой войны, разработанная немцами в 1920-х годах. В нем использовалось три ротора, и он считался небьющимся, поскольку немцы во время войны меняли роторы один раз в день, «давая на выбор 159 миллионов миллионов миллионов возможных настроек», — оценивает Блетчли Парк.

Но машина Enigma была взломана поляками в 1932 году с помощью математических методов. Позже эта ранняя работа была использована для чтения зашифрованных сообщений во время Второй мировой войны, в частности, Аланом Тьюрингом (в Блетчли-парке) и использованием новейших на тот момент компьютеров для обработки данных.

Безопасная отправка сообщений прошла долгий путь от простых подстановочных шифров. Ключи теперь использовались, но их можно было взломать с помощью грубой силы новейших компьютеров. Введите: Стандарт шифрования данных.

Впервые опубликованный как стандарт FIPS 46 в 1977 году, в 1987 году правительство США в соответствии с Законом о компьютерной безопасности обязало Национальный институт стандартов и технологий (NIST) выпустить стандарт шифрования данных (DES), в котором он «определяет два Криптографические алгоритмы, одобренные FIPS.Также требовалось, чтобы «ключ DES состоял из 64 двоичных цифр (« 0 »или« 1 »), из которых 56 битов генерируются случайным образом и используются непосредственно алгоритмом. Остальные 8 бит, которые не используются алгоритмом, могут использоваться для обнаружения ошибок ».

DES в то время считался очень безопасным. Но не прошло и десятилетия, как компьютеры стали экспоненциально быстрее, ключи DES быстро стали уязвимы для атак методом грубой силы.

Было предложено два варианта решения проблемы примерно в одно и то же время.Первым, представленным в 1997 году, был алгоритм тройного шифрования данных (TDEA) или, как его чаще называют, стандарт тройного шифрования данных (3DES). Как NIST описывает криптографическую технику:

[3DES] шифрует каждый блок три раза с помощью алгоритма DES, используя два или три различных 56-битных ключа. Этот подход дает эффективную длину ключа 112 или 168 бит

Но 3DES, использующий только 112 бит, все еще уязвим для атак, таких как атаки с выбранным открытым текстом.Кроме того, поскольку 3DES представляет собой многоэтапный процесс шифрования с использованием двух или трех ключей шифрования, требовался более надежный и эффективный метод.

В 1997 году NIST начал процесс поиска замены DES. NIST пригласил специалистов по криптографии и безопасности данных со всего мира для участия в процессе обсуждения и отбора. Для изучения были приняты пять алгоритмов шифрования. В результате консенсуса был выбран алгоритм шифрования, предложенный бельгийскими криптографами Джоан Дэеман и Винсент Риджмен.До выбора Дэман и Риджмен использовали имя Rijndael (производное от их имен) для алгоритма. После принятия алгоритм шифрования получил название Advanced Encryption Standard (AES), которое сегодня широко используется.

В 2000 году NIST официально принял алгоритм шифрования AES и опубликовал его в качестве федерального стандарта под обозначением FIPS-197. Шифрование AES использует один ключ как часть процесса шифрования. Ключ может иметь длину 128 бит (16 байтов), 192 бит (24 байта) или 256 бит (32 байта).Учитывая, что самому быстрому компьютеру потребуются миллиарды лет для обработки каждой перестановки 256-битного ключа, AES считается чрезвычайно безопасным стандартом шифрования.

Это подводит нас к сегодняшнему дню. AES — это очень сложный стандарт шифрования с ключом шифрования, способный выдержать натиск самых быстрых компьютеров. Это всего лишь уязвимость? Ключи шифрования попали в чужие руки. Вот почему после того, как вы развернете шифрование, лучшим средством защиты будет надежная стратегия управления ключами шифрования.

% PDF-1.6
%
1 0 obj
>
эндобдж
8 0 объект
>
эндобдж
2 0 obj
>
эндобдж
3 0 obj
>
эндобдж
4 0 объект
>
эндобдж
5 0 obj
>
эндобдж
6 0 obj
>
эндобдж
7 0 объект
>
транслировать
application / pdfiText 1.4.1 (от lowagie.com)

конечный поток
эндобдж
9 0 объект
>
эндобдж
10 0 obj
>
эндобдж
11 0 объект
>
эндобдж
12 0 объект
>
эндобдж
13 0 объект
>
эндобдж
14 0 объект
>
эндобдж
15 0 объект
>
эндобдж
16 0 объект
>
эндобдж
17 0 объект
>
эндобдж
18 0 объект
>
эндобдж
19 0 объект
2530
эндобдж
20 0 объект
>
эндобдж
21 0 объект
>
эндобдж
22 0 объект
>
эндобдж
23 0 объект
>
эндобдж
24 0 объект
>
эндобдж
25 0 объект
>
эндобдж
26 0 объект
>
эндобдж
27 0 объект
>
эндобдж
28 0 объект
>
эндобдж
29 0 объект
>
эндобдж
30 0 объект
>
эндобдж
31 0 объект
>
эндобдж
32 0 объект
>
эндобдж
33 0 объект
>
эндобдж
34 0 объект
>
эндобдж
35 0 объект
>
эндобдж
36 0 объект
>
эндобдж
37 0 объект
>
эндобдж
38 0 объект
>
эндобдж
39 0 объект
>
эндобдж
40 0 объект
>
эндобдж
41 0 объект
>
эндобдж
42 0 объект
>
эндобдж
43 0 объект
>
эндобдж
44 0 объект
>
эндобдж
45 0 объект
>
эндобдж
46 0 объект
>
эндобдж
47 0 объект
>
эндобдж
48 0 объект
>
эндобдж
49 0 объект
>
эндобдж
50 0 объект
>
эндобдж
51 0 объект
>
эндобдж
52 0 объект
>
эндобдж
53 0 объект
>
эндобдж
54 0 объект
>
эндобдж
55 0 объект
>
эндобдж
56 0 объект
>
эндобдж
57 0 объект
>
эндобдж
58 0 объект
>
эндобдж
59 0 объект
>
эндобдж
60 0 объект
>
эндобдж
61 0 объект
>
эндобдж
62 0 объект
>
эндобдж
63 0 объект
>
эндобдж
64 0 объект
>
эндобдж
65 0 объект
>
эндобдж
66 0 объект
>
эндобдж
67 0 объект
>
эндобдж
68 0 объект
>
эндобдж
69 0 объект
>
эндобдж
70 0 объект
>
эндобдж
71 0 объект
>
эндобдж
72 0 объект
>
эндобдж
73 0 объект
>
эндобдж
74 0 объект
>
эндобдж
75 0 объект
>
эндобдж
76 0 объект
>
эндобдж
77 0 объект
>
эндобдж
78 0 объект
>
эндобдж
79 0 объект
>
эндобдж
80 0 объект
>
эндобдж
81 0 объект
>
эндобдж
82 0 объект
>
эндобдж
83 0 объект
>
эндобдж
84 0 объект
>
эндобдж
85 0 объект
>
эндобдж
86 0 объект
>
эндобдж
87 0 объект
>
эндобдж
88 0 объект
>
эндобдж
89 0 объект
>
эндобдж
90 0 объект
>
эндобдж
91 0 объект
>
эндобдж
92 0 объект
>
эндобдж
93 0 объект
>
эндобдж
94 0 объект
>
эндобдж
95 0 объект
>
эндобдж
96 0 объект
>
эндобдж
97 0 объект
>
эндобдж
98 0 объект
>
эндобдж
99 0 объект
>
эндобдж
100 0 объект
>
эндобдж
101 0 объект
>
эндобдж
102 0 объект
>
эндобдж
103 0 объект
>
эндобдж
104 0 объект
>
эндобдж
105 0 объект
>
эндобдж
106 0 объект
>
эндобдж
107 0 объект
>
эндобдж
108 0 объект
>
эндобдж
109 0 объект
>
эндобдж
110 0 объект
>
эндобдж
111 0 объект
>
эндобдж
112 0 объект
>
эндобдж
113 0 объект
>
эндобдж
114 0 объект
>
эндобдж
115 0 объект
>
эндобдж
116 0 объект
>
эндобдж
117 0 объект
>
эндобдж
118 0 объект
>
эндобдж
119 0 объект
>
эндобдж
120 0 объект
>
эндобдж
121 0 объект
>
эндобдж
122 0 объект
>
эндобдж
123 0 объект
>
эндобдж
124 0 объект
>
эндобдж
125 0 объект
>
эндобдж
126 0 объект
>
эндобдж
127 0 объект
>
эндобдж
128 0 объект
>
эндобдж
129 0 объект
>
эндобдж
130 0 объект
>
эндобдж
131 0 объект
>
эндобдж
132 0 объект
>
эндобдж
133 0 объект
>
эндобдж
134 0 объект
>
эндобдж
135 0 объект
>
эндобдж
136 0 объект
>
эндобдж
137 0 объект
>
эндобдж
138 0 объект
>
эндобдж
139 0 объект
>
эндобдж
140 0 объект
>
эндобдж
141 0 объект
>
эндобдж
142 0 объект
>
эндобдж
143 0 объект
>
эндобдж
144 0 объект
>
эндобдж
145 0 объект
>
эндобдж
146 0 объект
>
эндобдж
147 0 объект
>
эндобдж
148 0 объект
>
эндобдж
149 0 объект
>
эндобдж
150 0 объект
>
эндобдж
151 0 объект
>
эндобдж
152 0 объект
>
эндобдж
153 0 объект
>
транслировать
HWmoH) a? ‘ˋAWUrSF5wҩNk {KsS`gI: {% JK! ~ W \} V * \ 嫋 (% ܊ bBpHlO (‘ # \ YOŀ | # jIhnU = w ̦೎ BM: Bʵ1qƖ.К D%; BxVz
7 \ UV1, N5D0V9 ߭ gsI6wlRd | @ W`Ε9n! ؉ X> IQ # @ ka F&S

-R |% j>
AY
8

Журналы, авторы, подписчики, издатели, оповещение

Наши журналы
Как крупный международный издатель
академических и исследовательских журналов Science Alert издает
и разрабатывает названия в партнерстве с самыми
престижные научные общества и издатели. Наша цель
заключается в том, чтобы максимально широко использовать качественные исследования.
аудитория.
Для авторов
Мы прилагаем все усилия, чтобы поддержать исследователей
которые публикуют в наших журналах. Есть масса информации
здесь, чтобы помочь вам публиковаться вместе с нами, а также ценные
услуги для авторов, которые уже публиковались у нас.
Подписчикам
2021 цены уже доступны.Ты
может получить личную / институциональную подписку перечисленных
журналы прямо из Science Alert. В качестве альтернативы вы
может пожелать связаться с выбранным вами агентством по подписке
Направляйте заказы, платежи и запросы в службу поддержки.
в службу поддержки клиентов журнала Science Alert.
Для обществ
Science Alert гордится своей
тесные и прозрачные отношения с обществом.В качестве
некоммерческий издатель, мы стремимся к самым широким
возможное распространение публикуемых нами материалов и
на предоставление услуг высочайшего качества нашим
издательские партнеры.
Справочный центр
Здесь вы найдете ответы на наиболее часто задаваемые вопросы (FAQ), которые мы получили по электронной почте или через контактную форму в Интернете.В зависимости от характера вопросов мы разделили часто задаваемые вопросы на разные категории.
База данных ASCI
Азиатский индекс научного цитирования (ASCI)
стремится предоставить авторитетный, надежный и
значимая информация по освещению наиболее важных
и влиятельные журналы для удовлетворения потребностей мировых
научное сообщество.База данных ASCI также предоставляет ссылку
к полнотекстовым статьям до более чем 25000 записей с
ссылка на цитированные ссылки.

Триада ЦРУ и примеры из реального мира

Что такое триада ЦРУ?

Информационная безопасность основана на трех ключевых принципах: конфиденциальность, целостность и доступность (CIA). В зависимости от среды, приложения, контекста или варианта использования один из этих принципов может быть более важным, чем другие.Например, для финансового агентства конфиденциальность информации имеет первостепенное значение, поэтому оно, вероятно, зашифрует любой секретный документ, передаваемый в электронном виде, чтобы предотвратить чтение его содержимого посторонними лицами. С другой стороны, такие организации, как интернет-магазины, будут серьезно повреждены, если их сеть не будет работать в течение длительного периода, поэтому они могут сосредоточиться на стратегиях обеспечения высокой доступности, не опасаясь зашифрованных данных.

Конфиденциальность

Конфиденциальность касается предотвращения несанкционированного доступа к конфиденциальной информации.Доступ может быть преднамеренным, например, если злоумышленник проник в сеть и считывает информацию, или может быть непреднамеренным из-за небрежности или некомпетентности лиц, обращающихся с информацией. Двумя основными способами обеспечения конфиденциальности являются криптография и контроль доступа.

Криптография

Encryption помогает организации удовлетворить потребность в защите информации как от случайного раскрытия, так и от попыток внутренних и внешних атак.Эффективность криптографической системы в предотвращении несанкционированного дешифрования называется ее силой. Сильную криптографическую систему сложно взломать. Сила также выражается как фактор работы, который является оценкой количества времени и усилий, которые потребуются для выхода системы из строя.

Система считается слабой, если она допускает использование слабых ключей, имеет дефекты в конструкции или легко расшифровывается. Многие системы, доступные сегодня, более чем подходят для бизнеса и личного использования, но они не подходят для чувствительных военных или правительственных приложений.Криптография имеет симметричные и асимметричные алгоритмы.

Симметричные алгоритмы

Симметричные алгоритмы требуют, чтобы отправитель и получатель зашифрованного сообщения имели один и тот же ключ и алгоритмы обработки. Симметричные алгоритмы генерируют симметричный ключ (иногда называемый секретным ключом или закрытым ключом), который необходимо защитить; если ключ утерян или украден, безопасность системы будет поставлена ​​под угрозу. Вот некоторые из общих стандартов симметричных алгоритмов:

  • Стандарт шифрования данных (DES). DES используется с середины 1970-х годов. В течение многих лет он был основным стандартом, используемым в правительстве и промышленности, но теперь он считается небезопасным из-за небольшого размера ключа — он генерирует 64-битный ключ, но восемь из этих битов предназначены только для исправления ошибок и только 56 битов являются фактический ключ. Теперь AES является основным стандартом.
  • Triple-DES (3DES). 3DES — это технологическая модернизация DES. 3DES все еще используется, хотя AES является предпочтительным выбором для правительственных приложений.3DES значительно труднее взломать, чем многие другие системы, и он более безопасен, чем DES. Он увеличивает длину ключа до 168 бит (с использованием трех 56-битных ключей DES).
  • Расширенный стандарт шифрования (AES) . AES заменил DES в качестве стандарта, используемого правительственными учреждениями США. Он использует алгоритм Rijndael, названный в честь его разработчиков, Joan Daemen и Vincent Rijmen. AES поддерживает размеры ключей 128, 192 и 256 бит, по умолчанию 128 бит.
  • Шифр ​​Рона или код Рона (RC) .RC — это семейство шифрования, созданное лабораториями RSA и названное в честь его автора, Рона Ривеста. Текущие уровни — RC4, RC5 и RC6. RC5 использует размер ключа до 2048 бит; это считается сильной системой. RC4 популярен с беспроводным шифрованием и шифрованием WEP / WPA. Это потоковый шифр, который работает с ключами размером от 40 до 2048 бит и используется в SSL и TLS. Он также популярен среди коммунальных служб; они используют его для скачивания торрент-файлов. Многие поставщики ограничивают загрузку этих файлов, но использование RC4 для скрытия заголовка и потока затрудняет для поставщика услуг понимание того, что перемещаются торрент-файлы.
  • Blowfish и Twofish. Blowfish — это система шифрования, изобретенная командой под руководством Брюса Шнайера, которая выполняет 64-битный блочный шифр на очень высокой скорости. Это симметричный блочный шифр, который может использовать ключи переменной длины (от 32 бит до 448 бит). Twofish очень похож, но работает с 128-битными блоками. Его отличительная особенность — сложный ключевой график.
  • Международный алгоритм шифрования данных (IDEA). IDEA был разработан швейцарским консорциумом и использует 128-битный ключ.Этот продукт аналогичен по скорости и возможностям DES, но он более безопасен. IDEA используется в Pretty Good Privacy (PGP), общедоступной системе шифрования, которую многие люди используют для электронной почты.
  • Колодки одноразовые . Одноразовые планшеты — единственные действительно полностью безопасные криптографические реализации. Они настолько безопасны по двум причинам. Во-первых, они используют ключ размером с текстовое сообщение. Это означает, что в ключевом приложении нет шаблона, который мог бы использовать злоумышленник. Во-вторых, одноразовые клавиши клавиатуры используются только один раз, а затем отбрасываются.Таким образом, даже если бы вы могли взломать шифр одноразового блокнота, тот же самый ключ больше никогда не использовался бы, поэтому знание ключа было бы бесполезным.

Асимметричные алгоритмы

Асимметричные алгоритмы используют два ключа: открытый ключ и закрытый ключ. Отправитель использует открытый ключ для шифрования сообщения, а получатель использует закрытый ключ для его расшифровки. Открытый ключ может быть действительно открытым или секретным между двумя сторонами. Однако закрытый ключ остается закрытым; это знает только владелец (получатель).Если кто-то хочет отправить вам зашифрованное сообщение, он может использовать ваш открытый ключ, чтобы зашифровать сообщение, а затем отправить вам сообщение. Вы можете использовать свой закрытый ключ для расшифровки сообщения. Если оба ключа станут доступны третьему лицу, система шифрования не защитит конфиденциальность сообщения. Настоящая «магия» этих систем в том, что открытый ключ нельзя использовать для расшифровки сообщения. Если Боб отправляет Алисе сообщение, зашифрованное открытым ключом Алисы, не имеет значения, есть ли у всех на Земле открытый ключ Алисы, поскольку этот ключ не может расшифровать сообщение.Вот некоторые из общих стандартов асимметричных алгоритмов:

  • RSA . RSA названа в честь своих изобретателей Рона Ривеста, Ади Шамира и Леонарда Адлемана. Алгоритм RSA — это ранняя система шифрования с открытым ключом, которая использует большие целые числа в качестве основы для процесса. Он широко применяется и стал стандартом де-факто. RSA работает как с шифрованием, так и с цифровыми подписями. RSA используется во многих средах, включая Secure Sockets Layer (SSL), и его можно использовать для обмена ключами.
  • Диффи-Хеллман. Уитфилд Диффи и Мартин Хеллман считаются основоположниками концепции открытого / закрытого ключа. Их алгоритм Диффи-Хеллмана используется в основном для генерации общего секретного ключа в общедоступных сетях. Этот процесс не используется для шифрования или дешифрования сообщений; он используется просто для создания симметричного ключа между двумя сторонами.
  • Криптография с эллиптическими кривыми (EEC) . ECC обеспечивает функциональность, аналогичную RSA, но использует ключи меньшего размера для достижения того же уровня безопасности.Системы шифрования ECC основаны на идее использования точек на кривой в сочетании с бесконечно удаленной точкой и сложности решения задач дискретного логарифмирования.

Контроль доступа

Шифрование — один из способов обеспечения конфиденциальности; второй метод — контроль доступа. Существует несколько подходов к контролю доступа, которые помогают обеспечить конфиденциальность, каждый из которых имеет свои сильные и слабые стороны:

  • Обязательный контроль доступа (MAC) . В среде MAC все возможности доступа предопределены.Пользователи не могут обмениваться информацией, если администраторы не установили их права на нее. Следовательно, администраторы должны вносить любые изменения, которые необходимо внести в такие права. Этот процесс обеспечивает жесткую модель безопасности. Однако она также считается самой безопасной моделью кибербезопасности.
  • Дискреционный контроль доступа (DAC). В модели DAC пользователи могут динамически обмениваться информацией с другими пользователями. Этот метод позволяет создать более гибкую среду, но увеличивает риск несанкционированного раскрытия информации.Администраторам труднее обеспечить доступ к данным только соответствующих пользователей.
  • Управление доступом на основе ролей (RBAC). Управление доступом на основе ролей реализует управление доступом на основе должностной функции или ответственности. У каждого сотрудника есть одна или несколько ролей, которые позволяют получить доступ к определенной информации. Если человек переходит из одной роли в другую, доступ к предыдущей роли больше не будет доступен. Модели RBAC обеспечивают большую гибкость, чем модель MAC, и меньшую гибкость, чем модель DAC.Однако у них есть то преимущество, что они строго основаны на должностных функциях, а не на индивидуальных потребностях.
  • Управление доступом на основе правил (RBAC). Управление доступом на основе правил использует параметры предварительно настроенных политик безопасности для принятия решений о доступе. Эти правила могут быть установлены для:

    • Запретить всем, кроме тех, кто специально указан в списке (список разрешенного доступа)
    • Запретить только тех, кто специально указан в списке (настоящий список запрета доступа)

Записи в списке могут быть именами пользователей, IP-адресами, именами хостов или даже доменами.Модели на основе правил часто используются в сочетании с моделями на основе ролей для достижения наилучшего сочетания безопасности и гибкости.

  • Контроль доступа на основе атрибутов (ABAC). ABAC — это относительно новый метод управления доступом, определенный в NIST 800-162, Определение управления на основе атрибутов и соображения. Это методология логического контроля доступа, при которой авторизация для выполнения набора операций определяется путем оценки атрибутов, связанных с субъектом, объектом, запрошенными операциями, и, в некоторых случаях, условий окружающей среды в сравнении с политикой безопасности, правилами или отношениями, которые описывают допустимые операции. для заданного набора атрибутов.
  • Смарт-карты обычно используются для контроля доступа и безопасности. Сама карта обычно содержит небольшой объем памяти, который можно использовать для хранения разрешений и информации о доступе.
  • Маркер безопасности изначально был аппаратным устройством, необходимым для получения доступа, таким как беспроводная карта-ключ или брелок. Теперь есть и программные реализации токенов. Токены часто содержат цифровой сертификат, который используется для аутентификации пользователя.

Целостность

Integrity преследует три цели, которые помогают обеспечить безопасность данных:

  • Предотвращение изменения информации неавторизованными пользователями
  • Предотвращение несанкционированного или непреднамеренного изменения информации авторизованными пользователями
  • Сохранение внутренней и внешней согласованности:
    • Внутренняя согласованность — Обеспечивает внутреннюю согласованность данных.Например, в базе данных организации общее количество элементов, принадлежащих организации, должно равняться сумме тех же элементов, отображаемых в базе данных, которые хранятся в каждом элементе организации.
    • Внешняя согласованность — Гарантирует, что данные, хранящиеся в базе данных, соответствуют реальному миру. Например, общее количество предметов, физически находящихся на полке, должно совпадать с общим количеством предметов, указанным в базе данных.

Различные методы шифрования могут помочь обеспечить целостность, обеспечивая уверенность в том, что сообщение не было изменено во время передачи.Модификация может сделать сообщение непонятным или, что еще хуже, неточным. Представьте себе серьезные последствия, если не обнаружат изменений в медицинских записях или рецептах на лекарства. Если сообщение подделано, система шифрования должна иметь механизм, указывающий, что сообщение было повреждено или изменено.

Хеширование

Целостность также можно проверить с помощью алгоритма хеширования. По сути, создается хэш сообщения, который добавляется в конец сообщения.Принимающая сторона вычисляет хэш полученного сообщения и сравнивает его с полученным хешем. Если что-то изменилось в пути, хеши не совпадают.

Хеширование — приемлемая проверка целостности во многих ситуациях. Однако, если перехватывающая сторона желает изменить сообщение намеренно, а сообщение не зашифровано, хэш неэффективен. Перехватывающая сторона может видеть, например, что к сообщению прикреплен 160-битный хэш, который предполагает, что оно было сгенерировано с использованием SHA-1 (который обсуждается ниже).Затем перехватчик может просто изменить сообщение по своему усмотрению, удалить исходный хэш SHA-1 и пересчитать хеш из измененного сообщения.

Алгоритмы хеширования

Хэши, используемые для хранения данных, сильно отличаются от криптографических хэшей. В криптографии хеш-функция должна иметь три характеристики:

  1. Должно быть одностороннее. После того, как вы что-то хешируете, вы не можете это удалить.
  2. Вход переменной длины дает выход фиксированной длины .Независимо от того, хешируете ли вы два символа или два миллиона, размер хеша одинаков.
  3. Алгоритм должен иметь мало конфликтов или не иметь их. Хеширование двух разных входов не дает одинаковых выходных данных.

Вот алгоритмы хеширования и связанные с ними концепции, с которыми вы должны быть знакомы:

  • Алгоритм безопасного хеширования (SHA). Первоначально названный Keccak, SHA был разработан Гвидо Бертони, Джоан Дэемен, Микаэль Петерс и Жиль Ван Аше. SHA-1 — это односторонний хэш, который предоставляет 160-битное хеш-значение, которое может использоваться с протоколом шифрования.В 2016 году были обнаружены проблемы с SHA-1; теперь рекомендуется использовать SHA-2. SHA-2 может создавать хэши 224, 256, 334 и 512 бит. С SHA-2 нет известных проблем, поэтому он по-прежнему является наиболее широко используемым и рекомендуемым алгоритмом хеширования. SHA-3 был опубликован в 2012 году и широко применяется, но не используется. Это не из-за каких-либо проблем с SHA-3, а скорее из-за того, что SHA-2 отлично работает.
  • Алгоритм дайджеста сообщения (MD). MD — это еще один односторонний хэш, который создает хеш-значение, используемое для поддержания целостности.Есть несколько версий MD; наиболее распространены MD5, MD4 и MD2. MD5 — новейшая версия алгоритма; он производит 128-битный хэш. Хотя он более сложен, чем его предшественники MD, и обеспечивает большую безопасность, он не обладает высокой устойчивостью к столкновениям, поэтому его больше не рекомендуется использовать. SHA (2 или 3) — рекомендуемые альтернативы.
  • Дайджест сообщения оценки примитивов целостности RACE (RIPEMD). RIPEMD был основан на MD4. Были вопросы относительно его безопасности, и он был заменен на RIPEMD-160, который использует 160 бит.Также существуют версии, использующие 256 и 320 бит (RIPEMD-256 и RIPEMD-320 соответственно).
  • ГОСТ — это симметричный шифр, разработанный в бывшем Советском Союзе, который был модифицирован для работы в качестве хеш-функции. ГОСТ преобразует сообщение переменной длины в выходной файл фиксированной длины в 256 бит.
  • До выпуска Windows NT операционные системы Microsoft использовали протокол LANMAN для аутентификации. Функционируя только как протокол аутентификации, LANMAN использовал LM Hash и два ключа DES.Он был заменен NT LAN Manager (NTLM) с выпуском Windows NT.
  • Microsoft заменила протокол LANMAN на NTLM (NT LAN Manager) с выпуском Windows NT. NTLM использует алгоритмы хеширования MD4 / MD5. Существует несколько версий этого протокола (NTLMv1 и NTLMv2), и он до сих пор широко используется, несмотря на то, что Microsoft назвала Kerberos своим предпочтительным протоколом аутентификации. Хотя LANMAN и NTLM используют хеширование, они используются в первую очередь для аутентификации.
  • Обычный метод проверки целостности включает добавление к сообщению кода аутентификации сообщения (MAC). MAC вычисляется с использованием симметричного шифра в режиме цепочки блоков шифров (CBC), при этом создается только последний блок. По сути, вывод CBC используется как вывод алгоритма хеширования. Однако, в отличие от алгоритма хеширования, для шифра требуется симметричный ключ, которым обе стороны обмениваются заранее.
  • HMAC (код аутентификации сообщений на основе хэша) использует алгоритм хеширования вместе с симметричным ключом.Так, например, две стороны соглашаются использовать хеш MD5. После вычисления хеша с дайджестом выполняется исключительное ИЛИ (XOR), и это результирующее значение — HMAC.

Базовый уровень

Установление базового уровня (конфигурация, базовый уровень, базовый уровень системы, базовый уровень активности) является важной стратегией для безопасной работы в сети. По сути, вы находите базовый уровень, который считаете безопасным для данной системы, компьютера, приложения или службы. Конечно, абсолютная безопасность невозможна — цель достаточно безопасна, исходя из потребностей вашей организации в безопасности и склонности к риску.Любое изменение можно сравнить с базовым уровнем, чтобы убедиться, что изменение достаточно безопасно. После определения базовой линии следующим шагом является мониторинг системы, чтобы убедиться, что она не отклоняется от этой базовой линии. Этот процесс определяется как измерение целостности.

Наличие

Доступность гарантирует, что авторизованные пользователи системы имеют своевременный и непрерывный доступ к информации в системе и к сети. Вот методы достижения доступности:

  • Распределительное распределение. Распределенное распределение, широко известное как балансировка нагрузки, позволяет распределять нагрузку (запросы файлов, маршрутизация данных и т. Д.), Чтобы ни одно устройство не было перегружено чрезмерно.
  • Высокая доступность (HA). Высокая доступность относится к мерам, которые используются для поддержания работоспособности служб и информационных систем во время сбоя. Часто цель HA состоит в том, чтобы ключевые сервисы были доступны 99,999% времени (известная как доступность «пять девяток»). Стратегии высокой доступности включают избыточность и аварийное переключение, которые обсуждаются ниже.
  • Резервирование . Избыточность относится к системам, которые либо дублируются, либо переключаются на другие системы в случае сбоя. Отказоустойчивость относится к процессу восстановления системы или переключения на другие системы при обнаружении сбоя. В случае сервера сервер переключается на резервный сервер при обнаружении неисправности. Эта стратегия позволяет работать без перебоев до тех пор, пока основной сервер не будет восстановлен. В случае сети это означает, что обработка переключается на другой сетевой путь в случае сбоя сети на основном пути.
    Внедрение систем аварийного переключения может быть дорогостоящим. В большой корпоративной сети или среде электронной коммерции аварийное переключение может повлечь за собой переключение всей обработки на удаленное место до тех пор, пока ваш основной объект не заработает. Первичный и удаленный сайты будут синхронизировать данные, чтобы информация была как можно более актуальной.
    Многие операционные системы, такие как Linux, Windows Server и Novell Open Enterprise Server, имеют возможность кластеризации для обеспечения возможности переключения при отказе. Кластеризация включает в себя несколько систем, совместно соединенных вместе (что обеспечивает балансировку нагрузки) и объединенных в сеть таким образом, что в случае отказа одной из систем другие системы восполняют резерв и продолжают работать.Общая производительность кластера серверов может снизиться, но сеть или служба останутся в рабочем состоянии. Чтобы оценить красоту кластеризации, подумайте о том, что это технология, на которой построен Google. Кластеризация не только обеспечивает избыточность, но также предлагает возможность масштабирования по мере увеличения спроса.
    Большинство интернет-провайдеров и сетевых провайдеров имеют широкие возможности внутреннего аварийного переключения для обеспечения высокой доступности для клиентов. Бизнес-клиенты и сотрудники, которые не могут получить доступ к информации или услугам, обычно теряют доверие.
    За надежность и надежность, конечно же, приходится платить: системы аварийного переключения могут стать чрезмерно дорогими. Вам нужно будет внимательно изучить свои потребности, чтобы определить, требуется ли эта возможность вашей системе. Например, если ваша среда требует высокого уровня доступности, ваши серверы должны быть кластеризованы. Это позволит другим серверам в сети взять на себя нагрузку в случае отказа одного из серверов в кластере.
  • Отказоустойчивость. Отказоустойчивость — это способность системы поддерживать работу в случае отказа компонента.Отказоустойчивые системы могут продолжать работу, даже если критический компонент, например, дисковый накопитель, вышел из строя. Эта возможность включает в себя чрезмерную инженерию систем путем добавления избыточных компонентов и подсистем для снижения риска простоя. Например, отказоустойчивость может быть встроена в сервер, добавив второй источник питания, второй ЦП и другие ключевые компоненты. Большинство производителей (например, HP, Sun и IBM) предлагают отказоустойчивые серверы; у них обычно есть несколько процессоров, которые автоматически переключаются при сбое.
    Есть два ключевых компонента отказоустойчивости, которые нельзя упускать из виду: запасные части и электроэнергия. Всегда должны быть в наличии запасные части для ремонта любого критически важного для системы компонента в случае его выхода из строя. Стратегия резервирования «N + 1» означает, что у вас есть необходимое количество компонентов плюс один, который можно подключить к любой системе, если она понадобится. Поскольку компьютерные системы не могут работать без электроэнергии, крайне важно, чтобы отказоустойчивость была встроена в вашу электрическую инфраструктуру.Как минимум, источник бесперебойного питания (ИБП) с защитой от перенапряжения должен сопровождать каждый сервер и рабочую станцию. Этот ИБП должен быть рассчитан на нагрузку, которую он ожидает выдержать в случае сбоя питания (с учетом компьютера, монитора и любых других подключенных к нему устройств), и его следует периодически проверять в рамках планового профилактического обслуживания, чтобы убедиться, что аккумулятор исправен. Вам необходимо будет заменять батарею каждые несколько лет, чтобы ИБП оставался в рабочем состоянии.
    ИБП позволит вам продолжать работать при отсутствии питания только на короткое время.Для обеспечения отказоустойчивости в более длительных ситуациях вам понадобится резервный генератор. Резервные генераторы работают на бензине, пропане, природном газе или дизельном топливе и вырабатывают электроэнергию, необходимую для обеспечения стабильной мощности. Хотя некоторые резервные генераторы могут немедленно включиться в случае отключения электроэнергии, большинству требуется некоторое время, чтобы прогреться, прежде чем они смогут обеспечить стабильное питание. Таким образом, вы обнаружите, что вам по-прежнему необходимо внедрять ИБП в вашей организации.
  • Резервный массив независимых дисков (RAID). RAID — это технология, использующая несколько дисков для обеспечения отказоустойчивости. Существует несколько уровней RAID: RAID 0 (чередующиеся диски), RAID 1 (зеркальные диски), RAID 3 или 4 (чередующиеся диски с выделенной четностью), RAID 5 (чередующиеся диски с распределенной четностью), RAID 6 (чередующиеся диски с двойной четностью). ), RAID 1 + 0 (или 10) и RAID 0 + 1. Вы можете узнать о них больше в этом списке передовых методов защиты данных.
  • План аварийного восстановления (DR). План аварийного восстановления помогает организации эффективно реагировать на аварию.Бедствия включают сбои системы, сбои сети, сбои инфраструктуры и стихийные бедствия, такие как ураганы и землетрясения. План аварийного восстановления определяет методы максимально быстрого восстановления сервисов и защиты организации от неприемлемых потерь в случае аварии.
    В небольшой организации план аварийного восстановления может быть относительно простым и понятным. В более крупной организации это может включать несколько объектов, корпоративные стратегические планы и целые отделы.
    План аварийного восстановления должен предусматривать доступ к информации и ее хранение. Ваш план резервного копирования конфиденциальных данных является неотъемлемой частью этого процесса.

F.A.Q.

Каковы составляющие триады ЦРУ?

  • Конфиденциальность : Системы и данные доступны только авторизованным пользователям.
  • Целостность : Системы и данные точны и полны.
  • Доступность : Системы и данные доступны, когда они необходимы.

Почему триада ЦРУ важна для защиты данных?

Конечная цель безопасности данных — обеспечить конфиденциальность, целостность и доступность критически важных и конфиденциальных данных. Применение принципов триады ЦРУ помогает организациям создать эффективную программу безопасности для защиты своих ценных активов.

Как можно применить триаду ЦРУ к управлению рисками?

Во время оценки рисков организации измеряют риски, угрозы и уязвимости, которые могут поставить под угрозу конфиденциальность, целостность и доступность их систем и данных.Внедряя меры безопасности для снижения этих рисков, они удовлетворяют одному или нескольким основным принципам триады ЦРУ.

Как можно нарушить конфиденциальность данных?

Конфиденциальность требует предотвращения несанкционированного доступа к конфиденциальной информации. Доступ может быть преднамеренным, например, если злоумышленник проник в сеть и считывает информацию, или может быть непреднамеренным из-за небрежности или некомпетентности лиц, обращающихся с информацией.

Какие меры могут помочь сохранить конфиденциальность данных?

Один из лучших способов защиты конфиденциальности данных — зашифровать все конфиденциальные и регулируемые данные.Никто не может прочитать содержимое зашифрованного документа, если у него нет ключа дешифрования, поэтому шифрование защищает как от злонамеренного, так и от случайного нарушения конфиденциальности.

Как может быть нарушена целостность данных?

Целостность данных может быть нарушена как в результате человеческих ошибок, так и в результате кибератак, таких как разрушительное вредоносное ПО и программы-вымогатели.

Какие меры могут помочь сохранить целостность данных?

Для сохранения целостности данных необходимо:

  • Предотвратить изменение данных неавторизованными пользователями
  • Предотвращение несанкционированного или непреднамеренного изменения данных авторизованными пользователями
  • Обеспечение точности и согласованности данных с помощью таких процессов, как проверка ошибок и проверка данных

Ценным передовым методом обеспечения точности данных является мониторинг целостности файлов (FIM).FIM помогает организациям обнаруживать неправильные изменения в критических файлах в своих системах, проверяя все попытки доступа или изменения файлов и папок, содержащих конфиденциальную информацию, и проверяя, разрешены ли эти действия.

Как можно поставить под угрозу доступность данных?

Угрозы доступности включают сбои инфраструктуры, такие как проблемы с сетью или оборудованием; незапланированные простои программного обеспечения; перегрузка инфраструктуры; Отключения питания; и кибератаки, такие как DDoS-атаки или атаки программ-вымогателей.

Какие меры могут помочь сохранить доступность данных?

Важно обеспечить защиту от сбоев во всех системах, требующих непрерывной работоспособности. Варианты включают аппаратное резервирование, аварийное переключение, кластеризацию и регулярное резервное копирование, хранящееся в географически отдельном месте. Кроме того, крайне важно разработать и протестировать комплексный план аварийного восстановления.

Эксперт по продукту в Netwrix Corporation, писатель и докладчик.Райан специализируется на пропаганде кибербезопасности и продвижении важности прозрачности изменений в ИТ и доступа к данным. Как автор, Райан сосредотачивается на тенденциях в области ИТ-безопасности, исследованиях и отраслевых исследованиях.

ключей в криптографии


Введение

Мы получаем много запросов от людей о том, как использовать ключи в криптографии и как их представлять.
Эта страница представляет собой простое введение. Если вы больше ничего не забираете, помните, что
пароль не является ключом .

Содержание

Что такое ключ?

Определение ключа из ISO / IEC 10116 (2-е издание): 1997 — это

Последовательность символов, управляющая операцией криптографического преобразования.
(например, шифрование, дешифрование).

На практике ключ обычно представляет собой строку битов, используемых криптографическим алгоритмом.
для преобразования обычного текста в зашифрованный текст или наоборот. Ключ должен быть единственной частью
алгоритма, который необходимо сохранить в секрете.

Длина ключа

Длина ключа обычно выражается в битах , 8 бит на один байт .
Байты — более удобная форма для хранения и представления ключей, потому что большинство компьютерных систем
используйте байт как наименьшую единицу хранения (строгий термин для 8-битного байта — октет ).
Просто помните, что большинство алгоритмов шифрования работают с
битовых строк . Пользователь должен передать их в требуемом формате в функцию шифрования, которую они используют.Этот формат обычно представляет собой массив байтов, но может быть в шестнадцатеричном формате или в формате base64.

Теоретически, чем длиннее ключ, тем сложнее взломать зашифрованные данные.
Однако чем длиннее ключ, тем больше времени требуется для шифрования и
операции дешифрования, хотя на современных компьютерах это обычно не проблема.
Например, скорость может быть проблемой для смарт-карты.

Блочный шифр алгоритмы шифрования, такие как AES и Blowfish, работают, принимая
блок фиксированной длины бит открытого текста и
преобразование его в биты зашифрованного текста той же длины с помощью ключа.Blowfish использует переменную длину ключа от 8 до 448 бит. Это в
выбор между двумя сторонами, обменивающимися данными, для согласования используемой длины.
Большинство других методов шифрования блочного шифра имеют ключ фиксированной длины. Например, DES имеет
64-битный ключ (но использует только 56 из них), а Triple DES имеет 192-битный ключ (но использует только 168 из них).
IDEA использует 128-битный ключ.
У расширенного алгоритма шифрования (AES) есть выбор из трех длин ключа: 128, 192 или 256 бит.
Алгоритмы шифрования с открытым ключом, такие как RSA, обычно имеют длину ключа порядка 1000–2000 бит. 19 (это 18, за которыми следуют 18 отрицательных ответов). В среднем можно ожидать
найти правильный
ответьте вдвое меньше этого количества попыток. Если у вас есть компьютер, который может выполнять одно шифрование
операции каждую миллисекунду, потребуется около 292 миллионов лет, чтобы найти правильное значение.
Ускорьте свой компьютер в миллион раз, и на его решение уйдет около трех веков.
Эквивалентный метод грубой силы для 128-битного ключа теоретически потребует
«долгое время», вероятно, прошедшее ожидаемую жизнь во Вселенной.Но на практике набор суперкомпьютеров, работающих параллельно, может взломать 64-битный ключ в
относительно короткое время. Если злоумышленник имеет доступ к большому количеству зашифрованных сообщений
с тем же ключом,
есть и другие методы, которые можно использовать для сокращения времени получения ключа.

Будут ли другие люди пытаться взломать мой зашифрованный текст?

Ваши бизнес-конкуренты и люди, которых вы подозреваете, регистрируют зашифрованный номер вашей кредитной карты.
из Интернета обычно не имеют этих возможностей
в их распоряжении.Однако, если бы такая организация, как АНБ, захотела,
они вполне могут быть готовы вложить в это такие ресурсы.
Мы сомневаемся, что АНБ или кто-либо другой
этот вопрос обычно расшифровывает все ваши электронные письма PGP.
Вы не так уж и важны — см.
SatireWire’s
очень забавная статья
Хакеры умоляют скучных людей прекратить шифрование электронной почты.
Эксперты по безопасности сходятся во мнении, что у большинства из вас нет ничего достойного шифрования.
Однако «они» вполне могут отмечать электронные письма, которые отправляются в зашифрованном виде и
сохраняя их копии. Если другие инкриминирующие
о вас появляются доказательства, а затем они могут вернуться и попытаться их расшифровать.С другой стороны, они могут просто арестовать вас и заставить сказать им
ваш пароль: как долго вы готовы защищать свои тайные любовные письма, когда кто-то использует на вас винт с накатанной головкой?

Как не работают схемы шифрования?

Большинство схем шифрования взламываются не грубой силой
пробовать все возможные комбинации битов ключа, но с использованием других
знание того, как отправитель получил ключ. Это могло быть неисправно
генератор случайных чисел, который, как известно, используется системой, или знание того, что
пользователь получил ключ исключительно из пароля, состоящего только из букв от a до z, или просто использовал простой
Английские слова.Или, возможно, узнав, какие нажатия клавиш набирает на клавиатуре
пользователя с регистратором нажатия клавиш или путем подкупа (или пыток) кого-то, чтобы тот дал ему ключ,
или прочитав заметку, которую пользователь удобно оставил сбоку от компьютера
с написанным на нем паролем.
Ловушек много, и они неуловимы, и даже эксперты ошибаются.
Зачем тратить часы, пытаясь взломать дорогой замок безопасности, когда владелец
в доме осталось окно открытым?

Строго говоря, дело не в длине ключа, а в «энтропии» в методе.
используется для получения ключа.Примерно один бит
энтропия в нормальном символе ascii. Если вы получаете 128-битный ключ из пароля
или парольную фразу, вам понадобится очень длинная парольная фраза, чтобы получить достаточно
теоретическая энтропия в ключе, чтобы соответствовать безопасности основного ключа
длина: Брюс Шнайер считает, что вам нужна английская кодовая фраза из 98 символов.
для 128-битного ключа.
Большинство людей не могут беспокоиться о такой громоздкой кодовой фразе.

Использование AES со 128-битным ключом должно обеспечить адекватную безопасность для большинства целей.Чем дольше вы собираетесь хранить зашифрованные данные в секрете, тем длиннее ключ, который вам следует использовать,
исходя из принципа, что методы взлома со временем будут совершенствоваться.
Брюс Шнайер рекомендует 256-битный ключ для данных, которые вы собираетесь хранить в течение 20-30 лет.

Никто не будет критиковать вас за использование слишком длинного ключа при условии, что ваше программное обеспечение
по-прежнему работает адекватно.
Однако, по нашему мнению, самая большая опасность при использовании слишком большого ключа — это ложный
чувство безопасности, которое он обеспечивает разработчикам и пользователям.«О, в нашей системе есть n-миллионный уровень безопасности», — может показаться впечатляющим в рекламном ролике, но
тот факт, что ваш закрытый ключ не защищен должным образом или ваш
генератор случайных чисел не является случайным или вы использовали небезопасный алгоритм
может означать, что полная безопасность почти бесполезна.

Помните, что важна безопасность всей системы, включая процедуры, которым следуют пользователи.

Выбор алгоритма

Что бы вы ни использовали, используйте принятый алгоритм: AES, Blowfish, Triple DES,
ИДЕЯ и др.Не пытайтесь создать свой собственный алгоритм; ты не так хорош.
Единственный секрет должен заключаться в стоимости
ключ. Все остальное должно быть публично доступно для изучения. Любая система
который иначе известен как «змеиное масло».

Пароль, парольная фраза и ключ

Часто путают «пароль» и «ключ».

Пароль — это
обычно это серия символов ASCII, набранных с клавиатуры, например «hello123» или «мой секрет»
фраза-пароль «. Это облегчит пользователям запоминание.Они из
конечно, взломать намного проще, потому что их значительно меньше
комбинации на выбор.

Парольная фраза — это просто пароль, состоящий из нескольких слов в строке,
например «она продает морские ракушки», поэтому термины «пароль» и «контрольная фраза» эквивалентны для наших целей.
В принципе, парольная фраза помогает пользователю запомнить длинную комбинацию.
персонажей. На практике это повышает безопасность только в том случае, если парольная фраза является чем-то
известно только пользователю.Не используйте цитаты из известной литературы — их тоже читают хакеры.

Ключ , используемый алгоритмом шифрования, представляет собой -битную строку . 128-битный ключ будет
иметь ровно 128 бит, то есть 16 байт. Вы часто будете видеть написанные ключи
в шестнадцатеричном формате, где каждый символ представляет 4 бита, например
«FEDCBA98765432100123456789ABCDEF» представляет 16 байтов или 128 бит. Фактические биты в этом
пример

1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001 1000
0111 0110 0101 0100 0011 0010 0001 0000
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111
1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
 

Существует намного больше комбинаций из 128 бит, чем
комбинаций нескольких простых букв алфавита.Вот где безопасность.

Как мне получить ключ?

Как перейти от пароля к ключу — это один из способов обеспечить
хорошая, основная безопасность. Один из способов — использовать одностороннюю хэш-функцию .
например SHA-1 или MD5. Это принимает сообщение различной длины и создает
дайджест фиксированной длины. MD5 производит дайджест из 128 бит или 16 байт; SHA-1 производит
один из 160 бит или 20 байт.
(Спасибо Хорхе Фабрегасу за указание на то, что дайджест MD5 составляет 128 бит, а не 64.)

Одно и то же сообщение всегда будет давать одно и то же
переваривать, но это должно быть невозможно (строго вычислительно невыполнимо)
вывести сообщение из дайджеста. Ну, может, и нет. Помните, что хакеры знают
дайджест значения для всех простых паролей: например,
MD5 ('пароль') = 5f4dcc3b5aa765d61d8327deb882cf99 .

Чтобы повысить безопасность, мы должны смешать несколько случайных
байтов ( соль ) с сообщением и повторно хеширует его заданное количество раз, чтобы получить
битовая строка для использования в качестве ключа.Очевидно, что какой бы метод вы ни использовали, вам нужно будет уметь
для воспроизведения того же ключа с тем же паролем, когда вы приходите расшифровывать свое сообщение.

Пример 1

Мы используем алгоритм шифрования, который использует 128-битный ключ. Наш пользователь
ввел строку ascii «abc» в качестве пароля, который они хотят использовать для шифрования
их секретные данные. Данные могут включать детали тайных связей, которые поддерживает наш клиент.
с любовницей,
или важная деловая сделка, или история болезни пациента,
или кодовое слово, чтобы вызвать всемирную ядерную войну.Нас не волнует значение;
мы собираемся подать заявку
наш алгоритм шифрования, который требует 128-битного ключа для преобразования обычного текста в зашифрованный текст.
Наша проблема в том, как получить ключ.

Строка ascii «abc» состоит из трех байтов с шестнадцатеричными значениями 61, 62, 63.
Нам нужно 16 байтов для нашего ключа, у нас всего 3. Мы могли бы просто выполнить прямое преобразование
и используйте ключ

 61 62 63 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 

Очевидно, что это не дает нам большой безопасности, поскольку мы используем только 24 из 128
биты.Еще одна проблема — угадать «abc» всего за несколько секунд.

Если мы хэшируем это с помощью MD5, мы получим следующие 16 байтов:

 90 01 50 98 3C D2 4F B0 D6 96 3F 7D 28 E1 7F 72 

Если мы снова хэшируем эти байты, мы получим:

 AF 5D A9 F4 5A F7 A3 00 E3 AD ED 97 2F 8F F6 87 

и так далее. Несмотря на изначально плохой выбор пароля,
эти битовые строки могут использоваться в качестве ключей в нашем алгоритме шифрования.

Если бы нам нужен был только 64-битный ключ, мы могли бы просто использовать первые 8 байтов.Если бы нам понадобился
256-битный ключ, мы могли бы объединить (объединить) два хеш-дайджеста и использовать их.

Однако у этого простого метода есть ограничения. Правда, мы расширили наши простые
трехсимвольный пароль в более длинную битовую строку, но если злоумышленник знает метод
мы привыкли выводить ключ из пароля, он тоже может делать то же самое для всех возможных
комбинации букв. Ключевое пространство все еще так же мало, как мы начали.
Злоумышленник может просто подготовить таблицу поиска хешированных результатов для всех возможных комбинаций.
слов в словаре и используйте это.

Хороший разработчик должен исходить из того, что метод получения ключа известен злоумышленнику. Это недостаточно хорошо
просто чтобы надеяться, что это хорошо спрятано. Единственным секретом должен быть сам пароль.

Пример 2

Есть два стандартных метода, чтобы помешать злоумышленнику воспроизвести
наша функция деривации ключа . Первый — посол и второй —
растяжка где мы вводим
количество итераций . Соление включает в себя смешивание некоторых случайных данных с
пароль.Это значительно увеличивает возможное количество ключей, которые могут быть получены
с заданным паролем и не позволяет злоумышленнику составить словарь
предварительно вычисленных значений.
Счетчик итераций указывает, что функция должна повторяться заданное количество раз,
скажем, минимум 1000. Это заставляет злоумышленника выполнять много дополнительной работы, когда
пробовать альтернативы, но это не особенно обременительно для действующего пользователя.

Вы должны иметь возможность передавать соль и количество итераций
другой стороне, чтобы они могли воспроизвести тот же ключ из пароля.Эта информация
могут быть отправлены в открытом виде. Счетчик итераций может быть согласован и зафиксирован для всех сообщений,
но семя должно быть различным для каждого сообщения.

В этом примере мы начинаем с нашего пароля «abc», но выбираем случайный набор из 8 байтов.
использовать в качестве соли (S), скажем,

 78 57 8E 5A 5D 63 CB 06 

и укажите, что количество итераций (c) должно быть 1000. Мы объединяем
наш пароль и соль и вычислим хэш этого: —

P || S = 61 62 63 78 57 8E 5A 5D 63 CB 06
H (1) = MD5 (P || S) = 0E8BAAEB3CED73CBC9BF4964F321824A
 

Затем мы повторяем это, пока не выполним хеширование 1000 раз.

H (2) = MD5 (H (1)) = 1F0554E6F8810739258C9ABC60A782D5
H (3) = MD5 (H (2)) = ABA6FEDB4AD3EFAE8180364E617D9D79
...
H (1000) = MD5 (H (999)) = 8FD6158BFE81ADD961241D8E4169D411
 

Мы используем окончательный дайджест 8FD6158BFE81ADD961241D8E4169D411 в качестве ключа для шифрования данных.

В следующий раз, когда мы отправим сообщение, мы будем использовать тот же пароль, но другую соль, скажем,

 7D 60 43 5F 02 E9 E0 AE 

и укажите количество итераций, равное 2048. В этом случае, используя тот же метод, что и раньше,
получившийся ключ будет
CC584D1EE305FB7EF65926F62E88DFE3 .

Обратите внимание, что мы не оправдываем использование такой простой комбинации, как «abc», в качестве действительного пароля.Он просто используется, чтобы показать технику.

Этот алгоритм шифрования на основе пароля известен как PBKDF1 .
Код на Visual Basic basMD5pbe1.bas показывает, как выполнять вышеуказанные вычисления.
Спасибо Крису Серлу за указание на ошибку в более ранней версии.

Еще одна сложность возникает с системами, настроенными для восточных персонажей. Мы могли написать
книга по этой теме (и у многих есть). Проще говоря,
если ваш компьютер настроен для американского-английского языка, могут быть представлены все символы, которые вам нужно отобразить
одним 8-битным байтом.Таким образом, просто перейти от строки «abc» к трем байтам 0x61,
0x62 и 0x63, которые мы затем можем использовать для получения нашей ключевой битовой строки.
Когда мы начинаем использовать системы, созданные для восточных персонажей, все становится сложнее,
и преобразование строки пароля в байты становится беспорядочным.
См. Криптографию с международными наборами символов
и кроссплатформенное шифрование
для получения дополнительной информации по этой теме.

Просто помните, что в Visual Basic всегда использует тип Byte для выполнения ваших задач.
криптографические операции и всегда конвертировать ваш пароль String type в
сначала массив байт .

Алгоритмы шифрования на основе пароля

Документ RSA Laboratories
PKCS # 5: Спецификация криптографии на основе пароля, версия 2.0
описывает два безопасных алгоритма шифрования на основе пароля (PBE).
Этот код Visual Basic basPBKDF2.bas демонстрирует
использование алгоритма PBKDF2 с помощью встроенной функции в нашем
Пакет CryptoSys API.

Препятствие к взлому пароля методом перебора

Если у нас есть приложение, которое использует пароль, чтобы разрешить пользователям доступ к конфиденциальным
зашифрованные данные, есть вероятность, что кто-то может просто попробовать все
мыслимый пароль, пока они не добьются успеха.Есть автоматизированные программы
которые делают именно это.
Большинство пользователей, если они предоставлены сами себе, выберут
простые, легко запоминающиеся пароли, которые значительно сокращают возможное количество
комбинации.
Для некоторых интересных исследований по этой теме см.
В
Запоминаемость и безопасность паролей Росс Андерсон и другие
из Кембриджского университета.

Как разработчик, есть два простых метода, которые можно использовать для повышения безопасности:

  1. Три удара — и ты вне игры
  2. Введите задержку перед ответом

В первом методе вы разрешаете пользователю только три попытки входа в систему, а затем закрытие приложения или, по крайней мере,
экран доступа пользователя.Это легко реализовать в EXE-приложении на ПК, но сложнее
делать с веб-приложением, где каждая попытка входа в систему является отдельным событием до сервера
обеспокоен, и люди могут продолжать пытаться.

Во втором методе вы намеренно вводите короткую задержку, скажем, полсекунды,
перед подтверждением или отклонением попытки пользователя войти в систему. Пользователь вряд ли заметит
такая короткая задержка, но это серьезно помешает автоматической попытке взломщика попробовать
все вариации в короткие сроки.

О да, и не ограничивайте своих пользователей смехотворно короткими паролями.

Что такое кодировка base64?

«Кодирование» просто означает преобразование данных из одной формы в другую, а не
обязательно зашифрованный.
Просто помните, что Encoding — это не шифрование .

base64 Кодировка — это метод преобразования 8-битных символов в 7-битные
символов, чтобы их можно было передавать через Интернет. MIME использует это; PGP тоже.
Это также известно как кодировка radix 64 .Двоичные данные, закодированные в кодировке base64, выглядят так:

 / ты6мХЗУМха = 

Это представляет 8 байтов

 FE DC BA 98 76 54 32 10 

Строка base64 состоит из 64 символов A-Z, a-z, 0-9, ‘/’ и ‘+’ и может быть завершена.
до двух символов ‘=’ для заполнения.
Каждые четыре символа base64 представляют три байта. Действительная строка base64 всегда будет точным кратным
длиной четыре символа. На практике программы, декодирующие из base64, будут (должны) просто игнорировать символы, которые не являются
действительный; но если найден символ ‘=’, его следует рассматривать как указывающий на конец данных.

Шестнадцатеричное представление

Шестнадцатеричный означает число, выраженное в базе 16. По соглашению каждая цифра
может иметь значение от 0 до 15 и представлено символами 0-9 и A-F.
Неважно, написаны ли буквы в верхнем или нижнем регистре.
4-битное число, которое представляет шестнадцатеричная цифра, иногда называют
полубайт или полубайт («байт», «полубайт», понимаете?).

Шестнадцатеричное Десятичное Двоичное
0 0 0000
1
9026
3 3 0011
4 4 0100
5 5 0101
6 7 0111
8 8 1000
9 9 1001
A 10 1010 1010 1010
С 12 1100
D 13 1101
E 14 1110
F 15 1111

В языке программирования C шестнадцатеричные значения выражаются в виде
0x7ABF, где «0x» означает число, следующее за ним в шестнадцатеричном формате.В Visual Basic используется формат & H7ABF. На языке Ассемблер формат 7ABFH.
Все они означают одно и то же.
Обычное соглашение заключается в том, что биты
слева — наиболее значимые, а справа — наименее значимые.
Это означало бы, что 7ABF (или 0x7ABF в C или & H7ABF в Visual Basic) будет представлять
десятичное целое число 31423. ( Подсказка: используйте калькулятор, поставляемый с Windows, чтобы
сделайте эти преобразования — используйте его в режиме программиста.)

Попробуйте это в отладчике Visual Basic (VB6): —

? Шестигранный (31423)
? & H7ABF
 

Здесь показано, как преобразовать шестнадцатеричный и десятичный формат в Visual Basic.

Теперь попробуйте этот пример: —

? Шестнадцатеричный (65244)
? И HFEDC
 

Теперь, почему второе утверждение не дает нам того, чего мы ожидаем? Это из-за
бит знака — Visual Basic 6 использует «знаковую» арифметику, и мы хотим использовать «беззнаковую».
Это тема в другой раз.
(Решение см.
Двоичные и байтовые операции
в Visual Basic на нашей странице криптографии.)

Что такое прямой и прямой порядок байтов?

Другой вопрос, как на самом деле ваш компьютер хранит свои данные — с прямым порядком байтов
компьютеры, которые хранят свои данные со старшим байтом первым и с прямым порядком байтов
компьютеры, которые хранят свои данные с наименее значимыми
сначала байты.Системы на основе Unix часто имеют прямой порядок байтов. Компьютеры с Windows на базе Intel имеют обратный порядок байтов.
Однако для нас это будет интересно только в том случае, если мы будем копаться и смотреть, как
байты расположены внутри нашей компьютерной памяти и для практических целей служат только для того, чтобы запутать другой
грязная тема. Обычное соглашение — записывать битовые строки первым со старшим битом.

Прочая информация

Для получения информации о том, как использовать заполнение в криптографии, см.
Использование Padding в криптографии.

Свяжитесь с нами

Чтобы связаться с нами или оставить комментарий на этой странице, отправьте нам сообщение.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

2021 © Все права защищены. Карта сайта