Презентация криптография и шифрование. Криптографические методы защиты информации. классические виды шифрования

Литература

1. Аршинов М.Н. Садовский Л.Е. Коды и математика. - М.: Наука, 1983. – 216 с.

2. Бабаш А.В., Шанкин Г.П. История криптографии. Ч.1.– М.: Гелиос АРВ, 2002.– 240 с.

3. Бабаш А.В., Шанкин Г.П. Криптография. / Под редакцией В.П.Шерстюка, Э.А. Применко.

– М.: СОЛОН-Р, 2007. – 512 с.

4. Баричев С.Г., Гончаров В.В., Серов Р.Е. Основы современной криптографии. – М.: Горячая линия -Телеком, 2001. – 120 с.

5. Введение в криптографию / Под общ. ред. В.В. Ященко. - М.: МЦНМО: “ЧеРо”, 1999. – 317 с.

6. Вернер М. Основы кодирования. Учебник для ВУЗов. – М.: Техносфера, 2006. – 288 с.

7. Герасименко В.А., Малюк А.А. Основы защиты информации. - М.: МИФИ, 1997. – 537 с.

8. Грибунин В.Г., Оков И.Н., Туринцев И.В. Цифровая стеганография. – М.: СОЛОН-Пресс, 2002. – 272 с.

9. Домашев А.В. и др. Программирование алгоритмов защиты информации. Учебное пособие. – М.: Издательство “Нолидж”, 2002. – 416 с.

10. Жельников В. Криптография от папируса до компьютера. - М. : ABF, 1997. - 336 с.

11. Коутинхо С. Введение в теорию чисел. Алгоритм RSA. – М.: Постмаркет, 2001. – 328 с.

12. Конахович Г.Ф. Компьютерная стеганография: теория и практика. – М.: МК-Пресс, 2006.

– 221 с.

13. Молдовян А.А., Молдовян Н.А., Советов Б.Я. Криптография. - Серия “Учебники для вузов. Специальная литература”. - СПб.: Издательство “Лань”, 2000. – 224 с.

14. Нечаев В.И. Элементы криптографии (Основы теории защиты информации): Учеб.пособие для ун-тов и пед. вузов/ Под ред. В.А. Садовничего - М.: Высш. шк., 1999 – 109 с.

15. Новиков Ф.А. Дискретная математика для программистов - СПб: Питер, 2001.- 304 с.

16. Питерсон У., Уэлдон Э. Коды, исправляющие ошибки: Пер. с англ. - М.: Мир, 1986. - 594 с.

17. Романец Ю.В., Тимофеев П.А., Шаньгин В.Ф. Защита информации в компьютерных системах и сетях / Под ред. В.Ф. Шаньгина. - М.: Радио и связь, 1999. - 328 с.

18. Саломаа А. Криптография с открытым ключом. - М.: Мир, 1996 - 304 с.

19. Смарт Н. Криптография. – М.: Техносфера, 2006. – 528 с.

«… история криптографии… - это история человечества»

В.Г. Белинский

«Мы допрашиваем прошедшее, чтобы оно объяснило нам наше настоящее и намекнуло о нашем будущем»

Способы защиты тайных посланий

Физическая

Криптографическая

Стеганографическая

Физическая защита

Защита материального носителя Выбор труднодоступного для перехвата канала связи

Специальный курьер

Кабельные линии связи

Специальные виды радиопередач

и т.п.

Стеганография

Описывается в трудах древнегреческого историка Геродота

На голове раба, которая брилась наголо, записывалось нужное сообщение. Когда волосы раба достаточно отрастали, его отправляли к адресату, который снова брил голову раба и считывал полученное сообщение.

Запись симпатическими чернилами на предметах одежды, носовых платках и так далее.

Книга перемен

В древнем Китае был широко развит символизм.

В основе книги перемен лежат 8 триграмм, каждая из которых состоит из трех параллельных черт, сплошных (сила света – Янь ) и прерывистых (сила тьмы - Инь ), обозначающих небо, землю, огонь, воду, воздух, гору, гром.

Криптография - это наука о том, как обеспечить секретность сообщения

Криптология - это раздел математики, изучающий математические основы криптографических методов

Периоды криптографии: 1. Первый период (приблизительно с 3-го тысячелетия до н. э.) характеризуется господством моноалфавитных шифров (основной принцип - замена алфавита исходного текста другим алфавитом через замену букв другими буквами или символами)

ШИФР ЦЕЗАРЯ (шифр сдвига, сдвиг Цезаря) A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C Пример шифра Цезаря (шифрование с использованием ключа К=3) : Зашифруем слово « FAMILI » Получаем: IDPLOL (сдвиг на 3)

Пример шифрование с использованием ключа К=3 в русском алфавите. Исходный алфавит: А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я Шифрованный: Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В Оригинальный текст: Ученикам, чтобы преуспеть, надо догонять тех, кто впереди, и не ждать тех, кто позади. Шифрованный текст получается путём замены каждой буквы оригинального текста соответствующей буквой шифрованного алфавита: Ццъзрлнгп ъхсдю тузцфтзхя ргжс жсёсрхя хзш нхс етзузжл л рз йжгхя хзш нхс тскгжл

2. Второй период (хронологические рамки - с IX века на Ближнем Востоке (Ал-Кинди) и с XV века в Европе (Леон Баттиста Альберти) - до начала XX века) ознаменовался введением в обиход полиалфавитных шифров

Например, в процессе шифрования используется таблица Виженера, которая устроена следующим образом: в первой строке выписывается весь алфавит, в каждой следующей осуществляется циклический сдвиг на одну букву. Так получается квадратная таблица, число строк которой и равно числу букв алфавита.

3. Третий период (с начала и до середины XX века) характеризуется внедрением электромеханических устройств в работу шифровальщиков. При этом продолжалось использование полиалфавитных шифров.

К примеру, немецкая машина « Энигма », использовалась для шифрования засекреченной информации во время второй мировой войны. Вторая мировая война послужила своеобразным катализатором развития компьютерных систем - через криптографию.

Wehrmacht Enigma (« Энигма ») Шифровальная машина Третьего рейха. Код, созданный при помощи « Энигмы », считается одним из сильнейших из использованных во Второй мировой. Turing Bombe («Бомба Тьюринга») Разработанный под руководством Алана Тьюринга дешифратор. Его использование позволило союзникам расколоть казавшийся монолитным код « Энигмы ».

4. Четвёртый период - с середины до 70-х годов XX века - период перехода к математической криптографии. В работе Шеннона появляются строгие математические определения количества информации, передачи данных, энтропии, функций шифрования. Обязательным этапом создания шифра считается изучение его уязвимости к различным известным атакам - линейному и дифференциальному криптоанализу. Однако до 1975 года криптография оставалась «классической» или же, более корректно, криптографией с секретным ключом.

5. Современный период развития криптографии (с конца 1970-х годов по настоящее время) отличается зарождением и развитием нового направления - криптография с открытым ключом.

Криптоанализ - это наука о том, как вскрыть шифрованное сообщение, то есть как извлечь открытый текст не зная ключа.

Взаимосвязь алгебры и критологии

Опр. 1. Шифрование - это обратимое преобразование открытого текста в шифртекст. Оно определяется двумя взаимно обратными отображениями, Ek: T →C и Dk: C→T, где T - множество открытых текстов, C - множество всех шифртекстов, k –– ключ, выбираемый из пространства ключей K. Если обозначить через E множество { Ek: k∈K } всех отображений зашифрования, а через D множество { Dk: k∈K } всех отображений дешифрования, то для любых t ∈T, k∈K выполняется равенство Dk (Ek (t)) =t . Тогда совокупность (T, C, K, E, D) называется шифром, или шифр-системой. Простейшими и старейшими классами шифров являются шифры перестановки и шифрзамены. В этих шифрах C =T =, где A - алфавит текста, n - длина сообщения.

Опр. 2. Роль ключа k в шифре перестановки играет произвольная перестановка k∈Sn из группы перестановок множества {1, ..., n }; таким образом, пространство ключей K=Sn , отображение шифрования определяется равенством: а отображение расшифрования определяется равенством:

Опр. 3. Роль ключа k в шифре замены, играет произвольная перестановка k ∈ Sn из группы перестановок алфавита A; таким образом, пространство ключей K = Sn , отображение шифрования определяется равенством: а отображение расшифрования определяется равенством:

Пример. 1. Если верить истории, то первый шифр перестановки использовали в Спарте. На цилиндр, который назывался сцитала, плотно, виток к витку наматывалась узкая пергаментная лента. Затем, вдоль оси цилиндра записывался текст. Кода ленту снимали с цилиндра, на ней оставалась цепочка букв, на первый взгляд, совершенно беспорядочная. Лента сматывалась и передавалась адресату, который читал сообщение, наматывая ленту на такую же сциталу. После этого текст опять становился понятным. Ключом к шифру является диаметр сциталы. Поэтому она не очень хорошо защищала доверенные тайны, ведь достаточно скоро, Аристотель придумал устройство « антисцитала », который предложил наматывать ленту на конус, сдвигая ее от вершины к основанию конуса. Там, где диаметр конического сечения совпадал с диаметром сциталы, на ленте проступали осмысленные слоги и слова, после чего изготовлялась сцитала соответствующего диаметра и буквы складывались в связный текст.

Пример 2. Первый шифр замены изобрел Юлий Цезарь. В качестве перестановки букв алфавита он использовал просто циклический сдвиг на три буквы. Обратная перестановка тоже, естественно, является циклическим сдвигом. В общем случае в этом шифре использовался сдвиг вида и ключом являлось число k . Так как ключевое пространство невелико, алгоритм шифрования Цезарь, видимо, не особо афишировал.

Пример 3. К классу шифров перестановки относятся шифры маршрутной перестановки. Идея у них такая. Сообщение записывается в таблицу по одному маршруту, например по горизонталям, а считывается по другому, например по вертикалям. Для увеличения ключевого пространства использовалась еще перестановка столбцов таблицы.

ШИФР С ЗАМЕНОЙ БУКВ ЦИФРАМИ A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Например:« LIFE » - «12 9 6 5»

ЦИФРОВАЯ ТАБЛИЦА Первая цифра в шифре – столбец, вторая – строка или наоборот. Так слово «MIND» можно зашифровать как «33 24 34 14».

КВАДРАТ ПОЛИБИЯ 1 МЕТОД. Вместо каждой буквы в слове используется соответствующая ей буква снизу (A = F, B = G и т.д.). Пример: CIPHER - HOUNIW. 2 МЕТОД. Указываются соответствующие каждой букве цифры из таблицы. Первой пишется цифра по горизонтали, второй - по вертикали. (A = 11, B = 21…). Пример: CIPHER = 31 42 53 32 51 24

Цветовая таблица А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 . , : ; ! ? Первый цвет в шифре – строка, вторая – столбец

Исходный текст: Целью изучения данной темы является знакомство студентов с теорией шифрования текстов, а также формирование навыков исследования математических объектов и методики их использования при обучении и организации научно-исследовательской работы школьников; вовлечение студентов в научно-исследовательскую деятельность. Зашифрованный текст:

Джулиан Ассанж Р. 1971 На своем портале WikiLeaks публично продемонстрировал всем желающим изнанку многих государственных структур. Коррупция, военные преступления, сверхсекретные тайны - вообще все, до чего дотянулся деятельный либертарианец, стало достоянием общественности. Помимо этого, Ассанж - создатель адской криптосистемы под названием «Отрицаемое шифрование» (Deniable encryption). Это способ компоновки зашифрованной информации, который обеспечивает возможность правдоподобного отрицания ее наличия.

Брэм Коэн Р. 1975 Американский программист, родом из солнечной Калифорнии. На радость всему миру придумал протокол BitTorrent , которым небезуспешно пользуются и по сей день.

Фильмы Зодиак 2007 Г. Напряженный триллер Дэвида Финчера, построенный на реальных событиях. Большую часть фильма умнейшие сотрудники полиции Сан-Франциско тщетно пытаются расколоть шифр зарвавшегося маньяка. Энигма 2001 Г. Игровой фильм в декорациях Второй мировой войны: блестящие математики собираются в Блетчли-Парке, чтобы разгадать новый шифр коварных нацистов. Картина полна необъяснимых загадок и тайн - впрочем, об этом можно догадаться и по названию.

Знакомство с криптографией потребуется каждому пользователю электронных средств обмена информацией, поэтому криптография в будущем станет "третьей грамотностью" наравне со "второй грамотностью" - владением компьютером и информационными технологиями.

КлючКЛЮЧ
Ключ - параметр шифра, определяющий
выбор конкретного преобразования данного
текста.
В современных шифрах алгоритм
шифрования известен, и криптографическая
стойкость шифра целиком определяется
секретностью ключа (Принцип Керкгоффса).

Шифрование -применения
криптографического преобразования
открытого текста на основе алгоритма и
ключа
шифрованный текст.
Расшифровывание - процесс нормального
применение криптографического
преобразования шифрованного текста в
открытый.

Виды текста

ВИДЫ ТЕКСТА
Открытый (исходный) текст - данные
передаваемые без использования
криптографии.
Закрытый (шифрованный) текст - данные,
полученные после применения
криптосистемы с указанным ключом.

История криптографии

ИСТОРИЯ КРИПТОГРАФИИ
Способы тайной переписки были придуманы
независимо во многих древних государствах,
таких как Египет, Греция и Япония.

Первые примеры криптогрфии

татуировка

ТАТУИРОВКА
Геродот (484 до н. э. – 425 до н. э.)
Татуировка, сделанная на обритой
голове раба, скрытая под
отросшими волосами.

Скитала (шифр Древней Спарты)

СКИТАЛА (ШИФР ДРЕВНЕЙ СПАРТЫ)
Впервые скитала упоминается греческим
поэтом Архилохом.
Скитала - это деревянный цилиндр.
(от греч. Σκυτάλη – жезл)
Для криптосвязи требуется два цилиндра (одна
скитала у того, кто будет отправляет сообщение,
другая - у адресата.
Диаметр обоих должен быть
строго одинаковым.

Принцип шифрования

ПРИНЦИП ШИФРОВАНИЯ
1
4
Отправка получателю
3
2

библия

БИБЛИЯ
Книга пророка Иеремии (22,23): "...а царь
Сессаха выпьет после них."
На языке оригинала мы имеем слово
Вавилон.

Атбаш

АТБАШ
Исходный текст:
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
Зашифрованный текст:
ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA

диск с шифротекстом Альберти

ДИСК С ШИФРОТЕКСТОМ АЛЬБЕРТИ
Леон Баттиста Альберти
(1404-1472)
«Трактат о шифрах»
Первая буква шифруется по
первому шифроалфавиту,
вторая по второму и т.д.

решетка Кардану

РЕШЕТКА КАРДАНУ
Джероламо Кардано (1501-1576)
«YOU KILL AT ONCE»
«I LOVE YOU. I HAVE YOU DEEP UNDER MY
SKIN. MY LOVE LASTS
FOREVER IN
HYPERSPACE».

Петр и Модест Чайковские

ПЕТР И МОДЕСТ ЧАЙКОВСКИЕ
Замена каждой гласной русского языка на
другую гласную, каждой согласной - на другую
согласную:
«шыр-пир ю пяпюжгы зэлэмьгый гесрыг»
вместо:
«жил-был у бабушки серенький
козлик».

Шифр Виженера

ШИФР ВИЖЕНЕРА
Ключ - ABC

Литература о криптографии

ЛИТЕРАТУРА О КРИПТОГРАФИИ
«Трактат о шифрах», Габриэль де Лавинд
«Энциклопедия всех наук», Шехаба
Калкашанди (методы засекречивания
содержания переписки)
«Интеллидженс сервис», Оливер Кромвель
(раздел по дешифровке)
«Военная криптография», Огюст Кергоффс
…

Шифр

ШИФР
(от араб. ‫ص ْفر‬
ِ ,ṣifr «ноль», фр. chiffre «цифра»;
родственно слову цифра)
Шифр - совокупность алгоритмов
криптографических преобразований.

Шифр
симметричный
ассиметричный

классические виды шифрования

КЛАССИЧЕСКИЕ ВИДЫ ШИФРОВАНИЯ

простая замена

ПРОСТАЯ ЗАМЕНА
а б в г д е... я
1 2 3 4 5 6 ... 33
Или:
A b c d t f ...
! @ # $ % *...
Пример:
33 9 29 12 16 9 15 1 15 10 6
ЯЗЫКОЗНАНИЕ

Перестановочный вид

ПЕРЕСТАНОВОЧНЫЙ ВИД
Буквы сообщения переставляются:
«помоги мне»
«приду во вторник»
«опомиг нме»
«рпдиу ов твроинк»

Замещающий вид

ЗАМЕЩАЮЩИЙ ВИД
Замены каждой буквы следующей за ней в
алфавите:
«очень быстро»
«пшжоы вътусп»
“good bye”
”hppe czf”

Шифр цезаря

ШИФР ЦЕЗАРЯ
Н
о п Рс…
Юлий Цезарь использовал шифр со
смещением 3 при связи со своими
полководцами во время военных кампаний.

Криптография и другие науки

КРИПТОГРАФИЯ И ДРУГИЕ НАУКИ
До XX века криптография имела дело только с
языковедческими образцами.
Сейчас:
использование математики
часть инженерного дела
применение в криптографии квантовой
физики

КРИПТОГРАФИЯ
СТОЙКАЯ
СЛАБАЯ

Криптографическая атака

КРИПТОГРАФИЧЕСКАЯ АТАКА
Криптографическая атака – результаты
криптоанализа конкретного шифра.
Успешная
криптограф.
атака
взлом
вскрытие

Роторная криптомашина Enigma

РОТОРНАЯ КРИПТОМАШИНА ENIGMA
Первая шифровальная
машина.
Использовалась
германскими войсками
с конца 1920-х годов до
конца Второй мировой
войны.

Ротор в разобранном виде
1. кольцо с выемками
2. маркирующая точка
3. для контакта «A»
4. алфавитное кольцо
5. залужённые контакты
6. электропроводка
7. штыревые контакты
8. пружинный рычаг для
9. настройки кольца
10. втулка
11. пальцевое кольцо
12. храповое колесо

Роторы Энигмы в собранном состоянии

РОТОРЫ ЭНИГМЫ В СОБРАННОМ СОСТОЯНИИ

Примеры шифрования Энигмы

ПРИМЕРЫ ШИФРОВАНИЯ ЭНИГМЫ
E = PRMLUL − 1M − 1R − 1P − 1
E = P(ρiRρ − i)(ρjMρ − j)(ρkLρ − k)U(ρkL − 1ρ −
k)(ρjM − 1ρ − j)(ρiR − 1ρ − i)P − 1

Немецкая криптомашина Lorenz

НЕМЕЦКАЯ КРИПТОМАШИНА LORENZ

Криптоанализ

КРИПТОАНАЛИЗ
Криптоанализ – наука о методах получения
исходного значения зашифрованной
информации, не имея доступа к секретной
информации (ключу), необходимой для этого.
(Уильям Ф. Фридман, 1920)

Криптоаналитик - человек, создающий и
применяющий методы криптоанализа.

криптология

КРИПТОЛОГИЯ
Криптология – наука, занимающаяся методами
шифрования и дешифрования.

современная криптография

СОВРЕМЕННАЯ КРИПТОГРАФИЯ
Включает в себя:
асимметричные криптосистемы
системы электронной цифровой подписи
(ЭЦП) хеш-функции
управление ключами
получение скрытой информации
квантовую криптографию

Современная криптография

СОВРЕМЕННАЯ КРИПТОГРАФИЯ
Распространенные алгоритмы:
симметричные DES, Twofish, IDEA, и др.;
асимметричные RSA и Elgamal
хэш-функций MD4, MD5, ГОСТ Р 34.11-94.

Список производителей, использующих микроточки:

СПИСОК ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ
МИКРОТОЧКИ:
Audi
BMW в Австралии
Mitsubishi Ralliart
Porsche
Subaru
Техмашимпорт (Techmashimport) в России
Toyota

Цифровые водяные знаки

ЦИФРОВЫЕ ВОДЯНЫЕ ЗНАКИ
Цифровой водяной знак - это специальная
метка, встраиваемая в цифровой контент с
целью защиты авторских прав.

Актуальность шифрования сегодня

АКТУАЛЬНОСТЬ ШИФРОВАНИЯ СЕГОДНЯ
широкое использование World Wide Web
появление современных сверхмощных
компьютеров

расширилась сфера применения
компьютерных сетей
возможность дискредитации шифровых
систем еще вчера считавшихся совершенно
безопасными

Средства защиты информации сегодня

СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ СЕГОДНЯ

Список литературы

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
Практическая криптография, А.В.Аграновский
Англо-русский словарь-справочник по криптографии
Алгоритмы шифрования, С. Панасенко
Словарь криптографических терминов, Погорелова
Б.А.
http://crypto-r.narod.ru
http://www.cryptopro.ru
http://dic.academic.ru
http://www.citforum.ru
http://www.krugosvet.ru
http://cryptolog.ru
http://www.kpr-zgt.ru

Шифр - это система условных

знаков для секретного

письма, читаемого с

помощью ключа.

Криптография -

слово греческое,

в переводе означает

тайное, скрытое

(крипто)

письмо (графия),

или тайнопись.

Выполнила: учащаяся 7 класса

МКОУ «Сончинская ООШ»

Баглаева Алина Александровна

«Рано или поздно всякая правильная

математическая идея находит применение в том или ином деле».

Алексей Николаевич Крылов (1863-1945)- русский советский математик

Шифр «Пляшущие человечки»

английский писатель Артур Конан Дойль – мастер приключенческих детективов не оставил без внимания тему криптографии

Объе кт исследования: шифры и их использование.

Гипотеза: криптография необходима в современном

мире. Заниматься шифрами увлекательно и полезно.

Знание и использование

шифра помогает

засекретить информацию,

не предназначенную

для посторонних

• Познакомиться с криптографией; шифрами, их видами и свойствами.
• Показать некоторые связи между математикой и криптографией.
• Познакомиться с математиками, внесшими свой вклад в историю криптографии.
• Определить вклад российских криптографов в победу над фашизмом.
• Выявить в ходе экспериментов наиболее простые и эффективные способы шифрования.
• Оформить результаты своих исследований с помощью ИКТ (презентация, буклет).

Теоретический

Изучение и анализ литературы по данной теме

Практические

Анкетирование, эксперимент

История криптографии насчитывает около 4 тысяч лет.

Американский криптограф Л. Д. Смит подчеркивает, что

криптография по возрасту

старше египетских

Использовалась

тайнопись и в рукописных

памятниках Древнего

Египта. Здесь шифровались

религиозные тексты и

медицинские рецепты.

Этапы криптографии

• криптография как искусство;
• криптография как ремесло;
• криптография как самостоятельная наука, во многом опирающаяся на математику.

Основы криптографии - комбинаторика

Элементами комбинаторики:

• сочетание,
• перестановки,

• размещения.

Алгоритмы комбинаторики:

• правило умножения,
• выборки,
• перестановки.

Метод: анкетирование.

Участники:

ученики 6 - 8 классов

(19 человек)

Вопрос 1: Знаете ли вы, что такое шифр?

Вопрос 2; Знаете ли вы, что такое криптография?

Вопросы 4 и 5: Хотелось ли узнать о разных методах шифрования и хотели бы вы научиться шифровать информацию?

Вопрос 3: Пробовали ли вы когда-нибудь зашифровать текст?

Вывод

Большинство учащихся о криптографии ничего не знают, хотя понятие шифр им знакомо и им бы хотелось узнать побольше о способах шифрования информации и, конечно, научиться шифровать самим.

Эксперимент 1

Цель: доказать, что написание секретного письма молоком и луковым

соком возможно

с помощью симпатических чернил(молока, лукового сока) можно написать секретное письмо и защитить важную информацию.

Эксперимент 2

Цель: зашифровать текст с помощью

решетки Кардано.

Вывод: данный метод прост в использовании, но более медленный и без специальной шифр- решетки текст не прочитывается.

Эксперимент 3

Цель: зашифровать текст с помощью шифра простой замены.

АБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЫЬЭЮЯ буквы, записанные в определенном порядке

ПЕЦЧЖРЭАНВОЗТБСИУФГХЛЩДЯЬЮКШЫМ произвольно переставленные буквы

«КРИПТОГРАФИЯ» - « ВИНСФБЧИПХНМ»

Вывод: данный метод прост в использовании, но,без знания ключа, текст не прочитывается.

Эксперимент 4

Цель: зашифровать текст с помощью шифра

простой замены- шифра ПОЛИБИЯ.

Шифр - текст представляет

собой координаты буквы

открытого текста (номер

строки и номер столбца

или наоборот).

«ПОБЕДА» - 55251335 312 3

Вывод: данный метод прост в

использовании, но, без знания

ключа, текст не прочитывается.

Эксперимент 5

Цель: зашифровать текст с помощью шифра «Штакетник»

Переписывают верхний ряд, а затем нижний, так чтобы нижний был продолжением верхнего.

МТМТКЦРЦНУАЕАИААИААК

Вывод:

Эксперимент 6

Цель: зашифровать текст с помощью магического квадрата

«СПАСИБО ЗА ПОБЕДУ» – «ОАПЕ ИПОЗ АБОБ СУДС»

Вывод: данный метод очень прост в использовании, но, без знания ключа, текст не прочитывается.

Эксперимент 7

Цель: зашифровать текст методом перестановки с помощью изготовленной сциталы

Вывод: данный метод перестановки прост в использовании и без специального прибора текст не прочитывается.

Достоинства

Недостатки - легко взламывается

Древнегреческий полководец Эней Тактика в IV веке до н.э. предложил устройство, названное впоследствии “диском Энея”.

Достоинства - простота и отсутствие ошибок

Недостатки - легко взламывается

Изобретение инженера Артура Шербиуса 1918 года. Этим дисковым шифратором с 1926 года стали оснащаться вооружнные силы и спецслужбы Германии

Одна из лучших отечественных шифрмашин для засекречивания текстовой информации – 10-роторная М-125 «Фиалка»

Греческий философ Аристотель (384-322 до н.э.) - автор способа дешифрования сциталы

Джероламо Кардано (1501-1576) итальянский математик, философ, врач и изобретатель.

Леонард Эйлер (1707-1783)

Исаак Ньютон

(1643-1727 )

Фурье Жан Батист Жозеф

(1768-1837)

Карл Фридрих Гаусс

(1777-1855)

Шифрование информации в России использовалось с момента становления государства, а первые криптографы появились при Иване Грозном (1530–1584). Особое значение криптография приобрела при Петре I. С 1921 года криптографическую службу возглавил Глеб Иванович Бокий (1879– 1937). В 1924 году на основе 52 различных шифров был создан так называемый «русский код».

За период ВО войны обработано свыше 1,6 миллионов шифротелеграмм, хотя на дешифровально-разведочной службе СССР состояло не более 150 человек

Андрей Андреевич Марков (1903-1979)

занимался проблемами математической логики и другими. До сих пор остается актуальной его теорема о шифрах не размножающих искажений .

Андрей Николаевич Колмогоров

(1903-1987)

В криптографии нашли применение его работы по теории информации и теории вероятностей, его критерии случайности последовательностей, метод“отгадывания” по исследованию среднего количество информации, передаваемой буквой открытого текста радиосвязи и другие

Владимир Александрович Котельников

(1908-2005)

создатель первых отечественных аппаратов для шифрования речевого сигнала, математически формализовал требования к стойкости шифров. Под его руководством была разработана сложная засекречивающая аппаратура С-1 («Соболь»), чуть позже «Соболь-П».

Владимир Яковлевич Козлов

(1914 - 2007)

Круг его научных интересов был исключительно широк: теоретическая и прикладная криптография, методы кодирования в криптографии, разработка и исследование свойств шифраппаратуры, и другие разделы математики, которые активно внедрялись в отечественную криптографию

Михаил Спиридонович Одноробов (1910-1997)

Георгий Иванович Пондопуло

(1910-1996)

Михаил Иванович Соколов

(1914-1999)

и другие.

Акростих

Приближается славная дата,

Отчего же так сердце болит.?

Будто деды сражались напрасно.

Если где то орудье гремит.

До чего же нам хочется мира,

А война нам совсем не нужна.

Акростих

П риближается славная дата,

О тчего же так сердце болит?

Б удто деды сражались напрасно.

Е сли где то орудье гремит.

Д о чего же нам хочется мира,

А война нам совсем не нужна.

Криптография– одна из самых интересных и актуальных тем, и основными методами исследования в криптографии являются математические .

В настоящее время

криптография как наука

развивается высокими

темпами и современные

методы ее защиты напрямую связаны с программированием и созданием различных

электронных кодов

и шифров.

В эпоху развития информационных и телекоммуникационных технологий очень важно, чтобы каждый образованный молодой человек имел не только

знания в этой области,

но и ощущал меру ответственности

за владение ими.

" Кто владеет информацией, тот владеет миром».

поговорка

Практическая часть

Практической частью данной работы стало выпуск буклета «Тайны криптографии».

• обобщить и систематизировать знания основных понятий: код, кодирование, криптография;
• познакомится с простейшими способами шифрования и их создателями;
• отрабатывать умения читать шифровки и шифровать информацию.

Развивающие :

• развивать познавательную деятельность и творческие способности учащихся;
• формировать логическое и абстрактное мышление;
• развивать умение применять полученные знания в нестандартных ситуациях;
• развивать воображение и внимательность.

Воспитательные :

• воспитывать коммуникативную культуру;
• развивать познавательный интерес.

Слайд 1. « Основы криптографии »

В последнее время все больше внимания уделяют обеспечению безопасности коммуникаций, хранения данных, конфиденциальности доступа к данным и подобным аспектам. Предлагаются многочисленные решения, как на аппаратном уровне, так и на уровне программного обеспечения.

Отметим, что использование шифрования данных отнюдь не гарантирует конфиденциальности этих данных. Простейшим примером является перехват зашифрованного сообщения, определение блока/блоков, соответствующих времени отсылки, и использование затем этого же зашифрованного сообщения, но с другим временем отсылки. Этот прием может быть использован для фальсификации сообщений между банками, например для перевода сумм денег на счет злоумышленника.

Криптография лишь предоставляет алгоритмы и некоторые приемы для аутентификации клиента и шифрования информации. А как вообще появилось шифрование?

Слайд 2.

Криптогра?фия (от др.-греч. κρυπτ?ς — скрытый и γρ?φω — пишу) — (невозможности прочтения информации посторонним) и аутентичности (целостности и подлинности авторства, а также невозможности отказа от авторства) информации.

Слайд 3.

Криптоанализ (от др.-греч. κρυπτ?ς — скрытый и анализ) — наука о методах расшифровки зашифрованной информации без предназначенного для такой расшифровки ключа.

Наиболее известными шифрами являются:

Слайд 4: Шифр скитала

Ликург -царь Спарты из рода Эврипонтидов, правивший в 220 — 212 до н. э.

В криптографии скитала (или сцитала от греческого σκυτ?λη , жезл), известный также как шифр Древней Спарты , представляет собой прибор, используемый для осуществления перестановочного шифрования, состоит из цилиндра и узкой полоски пергамента, обматывавшейся вокруг него по спирали, на которой писалось сообщение. Античные греки и спартанцы в частности, использовали этот шифр для связи во время военных кампаний.

Слайд 5: Шифр Цезаря

Гай Ю?лий Це?зарь (100 год до н. э. - 44 года до н. э.)-древнеримский государственный и политический деятель, диктатор., полководец,писатель.

Шифр Цезаря , также известный, как шифр сдвига , код Цезаря или сдвиг Цезаря — один из самых простых и наиболее широко известных методов шифрования.

Слайд 6: Франсуа? Вие?т

Франсуа? Вие?т (1540 - 1603) — французский математик, основоположник символической алгебры.

При королевском дворе Франсуа Виет проявил себя как талантливый специалист по расшифровке сложных шифров (тайнописи), которыми пользовалась инквизиторская Испания в войне против Франции. Благодаря своему сложному шифру воинствующая Испания могла свободно сноситься с противниками французского короля даже внутри Франции, и эта переписка все время оставалась неразгаданной.

Как и следовало ожидать, после расшифровки французами перехваченных испанских секретных донесений испанцы стали терпеть одно поражение за другим. Испанцы долго недоумевали по поводу неблагоприятного для них перелома в военных действиях. Наконец, из тайных источников им стало известно, что их шифр — для французов уже не секрет и виновник его расшифровки — Франсуа Виет. Испанская инквизиция объявила Виета богоотступником и заочно приговорила ученого к сожжению на костре, однако выполнить свой варварский план не смогла.

Слайд №7: Джон Валлис

В широкое употребление термин «криптография» ввел английский математик, один из предшественников математического анализа как науки, Джон Валлис.

В 1655 году Валлис издал большой трактат «Арифметика бесконечного» , где ввёл придуманный им символ бесконечности. В книге он сформулировал строгое определение предела переменной величины, продолжил многие идеи Декарта, впервые ввёл отрицательные абсциссы, вычислил суммы бесконечных рядов — по существу интегральные суммы, хотя понятия интеграла тогда ещё не было.

Слайд №8: Леон Батиста Альберти

Батиста Альберти, итальянский архитектор, скульптор, теоретик искусства, художник и музыкант. Он совершил революционный прорыв в европейской криптографической науке в XV веке. В области криптографии заслугой Альберти стали 25 страничный «Трактат о шифрах» - он опубликовал первую в Европе книгу, посвященную криптоанализу, и изобрел устройство, реализующее шифр многоалфавитной замены, получившее название «диск Альберти».

Слайд №9: Уильям Фридман

Американский криптограф, один из основоположников современной научной криптографии. Во время Первой мировой войны Фридман служил в американской криптографической службе, в том числе и дешифровальщиком. Помимо криптоаналитической работы Фридман занимался преподаванием курса криптографии для армейских офицеров. К 1918 году им был подготовлен цикл из восьми лекций для слушателей. Всего Фридман написал 3 учебника по военной криптографии и ряд научных работ по анализу кодов и шифров, также им разработано 9 шифрмашин. Фридман продемонстрировал эффективность теоретико-вероятностных методов при решении криптографических задач. Принимал участие в разработке и оценке стойкости ряда американских шифраторов. Накануне и во время Второй мировой войны добился значительных успехов в дешифровании японских сообщений.

Слайд №10: Виды шифров

Таким образом основными видами шифров являются:

• одноалфавитная замена
• многоалфавитная замена

Слайд 11: Одноалфавитная замена

Одноалфавитная замена — это система шифрования, в которой для сокрытия букв открытого сообщения используется единственный шифралфавит.

В Европе к началу XV в. в качестве способа маскиров-ки информации чаще всего применялись одноалфавитные шифры. При одноалфавитной замене в качестве эквивалентов могут также использоваться особые символы или цифры. В одноалфавитном шифре буква может не только заменяться на букву; в нем буква может передаваться несколькими эквивалентами.

Слайд 12:

Шифр сдвига (Шифр Цезаря)

Одной из самых ранних и самых простых разновидностей шифра, в котором используется замена букв, является шифр замены Цезаря. Этот шифр носит имя Гая Юлия Цезаря, который пользовался им для шифрования сообщений во время своих успешных военных кампа-ний в Галлии (на территории, охватывающей современную Францию, Бельгию, часть Нидерландов, Германии, Швейцарии и Италии).

Алфавит открытого текста: А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я

Шифралфавит: Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В

Слайд 13: Многоалфавитная замена

Многоалфавитная замена — это способ образования шифра с ис-пользованием нескольких алфавитов замены.

Такой способ позволяет криптографам скрывать слова и предложения своего исходного сообщения среди значений нескольких уровней букв.

Слайд 14:

Эта таблица стала одной из первых геометрических фигур, исполь-зовавшихся для размещения в ней алфавитов, чисел и символов с целью шифрования, и важным шагом вперед, поскольку показывала все свои шифралфавиты одновременно.

Тритемий назвал свой метод «квадратной доской», так как 24 буквы алфавита располагались в квадрате, содержащем 24 строки. Здесь показана часть этой таблицы.

Таблица получается путем сдвига обычного алфавита в каждой следующей строке на одну позицию влево. Буквы i и j , равно как и и v , считались идентичными. Эту операцию можно было бы с полным основанием назвать самым первым последовательным ключом, благодаря которому поочередно используется каждый алфавит, прежде чем какой-нибудь из них появится повторно.

Криптографические преимущества многоалфавитных шифров и последовательного ключа способствовали широкому распространению этого способа шифрования.

Слайд 15:

С 1991 г. Институт криптографии, связи и информатики Академии ФСБ

Российской Федерации проводит ежегодные олимпиады по криптографии и

математике для школьников г. Москвы и Подмосковья. Вашему вниманию предлагается одна из задач олимпиады:

Дано зашифрованное сообщение:

Найдите исходное сообщение, если известно, что шифр-преобразование заключалось в следующем. Пусть корни трехчлена - . К порядковому номеру каждой буквы в стандартном русском алфавите(33 буквы) прибавлялось значение многочлена, вычисленное либо при, либо при (в неизвестном нам порядке), а затем полученное число заменялось со-ответствующей ему буквой.

Слайд 16: Решение задачи.

Легко видеть, что.

Отсюда - корни многочлена

Получаем

Ответ: ТАК ДЕРЖАТЬ

Слайд 17. СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

Просмотр содержимого документа
«основы криптографии »

Криптогра́фия (от др.-греч. κρυπτός - скрытый и γράφω - пишу) - наука о методах обеспечения конфиденциальности (невозможности прочтения информации посторонним) и аутентичности (целостности и подлинности авторства, а также невозможности отказа от авторства) информации.

Шифр скитала

Ликург - царь Спарты

из рода Эврипонтидов,

правивший

в 220 - 212 до н. э .

Шифр Цезаря

Гай Ю́лий Це́зарь

(100 - 4 4 г. до н. э.) -

древнеримский

государственный и

политический деятель,

диктатор . , полководец,

писатель.

Франсуа́ Вие́т

Франсуа́ Вие́т (1540 – 1603) -

французский математик,

основоположник

символической алгебры.

Джон Валлис

1616 – 1703 гг .

Английский

математик, один из предшественников

математического анализа

Леон Батиста Альберти

1402 – 1470 гг .

Итальянский архитектор, скульптор, теоретик искусства, художник и музыкант

Уильям Фридман

18 9 1 г ., Кишинев – 1969 г ., Вашингтон

Американский криптограф, именуемый «отцом американской криптологии»

• одноалфавитная замена
• многоалфавитная замена

Одноалфавитная замена

Одноалфавитная замена - это система шифрования, в которой для сокрытия букв открытого сообщения используется единственный шифр алфавит.

• Алфавит открытого текста: А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я
• Шифралфавит: Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В

Многоалфавитная замена

Многоалфавитная замена - это способ образования шифра с ис­пользованием нескольких алфавитов замены.

Решение задачи:

Буква ш.с.

Номер

Номер

Буква о.с