А,В,Соколов, 0,М, Степанюк - Скачать документы

Глава 4. Криптографические методы защиты информации 367
но. Поскольку в компьютерах используется исключительно цифровая информация, то
далее мы будем предполагать, что сообщение, которое мы хотим криптографически
преобразовать, переводится в последовательность двоичных цифр. Любая информация
(письма, музыка или телевизионный сигнал) может быть представлена в двоичном
коде.
Надежный ключ представляет собой случайный битовый вектор. К примеру, если
он имеет длину 56 бит, это значит, что в процессе его генерации с одинаковой вероятностью
может получиться любой из 256 возможных ключей. Источником случайных
ключей обычно служит природный случайный генератор. Кроме того, источником
случайного ключа может быть криптографически надежный генератор псевдослучайных
двоичных последовательностей. Лучше, чтобы процесс генерации ключей был
автоматизирован.
Использовать хороший генератор случайных чисел является очень важно, однако
не следует слишком долго спорить о том, какой из генераторов лучше. Важнее применять
стойкие алгоритмы шифрования и надежные процедуры работы с ключами.
Во всех алгоритмах шифрования имеются так называемые нестойкие ключи. Это
означает, что некоторые из ключей к шифру менее надежны, чем остальные. Поэтому
при генерации ключей нужно автоматически проверять их на стойкость и генерировать
новые вместо тех, которые эту проверку не прошли. К примеру, в DES-алгоритме
имеются всего 24 нестойких ключа из общего количества 256, и, следовательно, вероятность
найти нестойкий ключ пренебрежимо мала. Кроме того, откуда криптоаналитику
знать, что для зашифрования конкретного сообщения или файла был применен
именно нестойкий ключ? А сознательный отказ от использования нестойких ключей
дает противнику дополнительную информацию о вашей криптосистеме, что весьма
нежелательно. С другой стороны, проверить ключи на нестойкость достаточно просто,
чтобы этим пренебрегать.
Генерировать открытые ключи сложнее, чем секретные, поскольку открытые ключи
должны обладать определенными свойствами (например, произведением двух простых
чисел).
Рассмотрим подробнее процесс формирования различных ключей. Чтобы усложнить
шифр, используется не одна-единственная таблица, с помощью которой можно
по некоторому правилу переставить буквы или цифры исходного сообщения, а несколько
таблиц в определенном порядке. Этот порядок и образует ключ шифрования.
Если мы используем только две таблицы, обозначенные как «ключ 0» и «ключ 1», то
типовым ключом может быть, например, 1101101. В связи с тем, что таблиц несколько,
теперь мы будем иметь дело с многоалфавитной подстановкой. И таких таблиц
теоретически может быть сколь угодно много. Относительно этого нового источника
сложности в шифре возникает вопрос: можно ли упростить таблицы подстановок, сделав
их меньше? Конечно же, да. Простейшая двоичная подстановка, которую только
можно выполнить, — это замена одной двоичной цифры на другую. В этом случае
существует всего две различные таблицы подстановок. Рассмотрим их. При этом каждая
таблица будет соответствовать одному из двух основных типов ключа, как показано
на рис. 4.22.
Мы предположим, что таблица, помеченная «Ключ 1», заменяет нули сообщения
на единицы и, наоборот, таблица, помеченная «Ключ 0», оставляет все цифры сообще-