ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КРИПТОГРАФИЧЕСКОГО АППАРАТА ДЛЯ ЗАЩИТЫ УПРАВЛЯЮЩЕЙ ИНФОРМАЦИИ

Мартынов Андрей Александрович, Николаев Дмитрий Борисович
Саровский физико-технический институт.


Широкое внедрение автоматизированных комплексов привело к необходимости защиты, циркулируемой в них информации. Особенно это касается автоматизированных комплексов, обслуживающих особо опасные производства, которыми являются АЭС. Надежную защиту информации можно осуществить только с применением криптографических методов (систем) преобразования информации.

Криптографические системы имеют различные характеристики, законы и алгоритмы преобразования, в соответствии, с которыми осуществляются процессы шифрования сообщений и дешифрования криптограмм. Законы преобразования, применяемые в криптографических системах, во многом определяют их свойства. Базовыми преобразованиями, получившими распространение практически во всех системах, являются подстановка и перестановка элементов преобразуемого сообщения.

В случае простой подстановки происходит замена одного символа на другой из одного и того же алфавита и сообщение S=s1s2s3s4s5..., где s1, s2,...- последовательные символы алфавита, преобразуется в Е=f(s1)f(s2)f(s3)f(s4)f(s5)... . Функция f(s) имеет обратную функцию для проведения обратного преобразования. Ключ является просто перестановкой алфавита (если символы выбранного алфавита заменяются на символы этого же алфавита).

В случае подстановки с фиксированным периодом передаваемое сообщение делится на группы символов с определенным периодом d. К каждой группе применяется одна и та же перестановка. Эта перестановка является ключом. Таким образом, для d=5, в качестве перестановки выберем 35124, тогда S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9... преобразуется в S2 S4 S0 S1 S3 S7 S9 S5 S6 S8 ... . Последовательное применение двух и более перестановок называется составной перестановкой. Если периоды этих перестановок d1, ..., d3, то в результате получится перестановка периода d, где d - наименьшее общее кратное от d1, ..., d3.

На базе рассмотренных преобразований построено большое количество криптографических систем: шифр Скитала, шифр Атбаш, шифр Цезаря, шифр Гронсфельда, шифрующие диски, полибианский квадрат, законы перестановки эпохи Возрождения, таблицы Трисемуса, решетки Кардано, шифр Вижинера и его варианты, двуграммная, трехграммная и n-граммная подстановки, матричная система шифрования, шифр Плэйфер, перемешивание алфавита с помощью многократной подстановки, шифр с автоключом, дробные шифры и коды.