Криптографические методы и средства защиты информации

В.Н. Салий 
КРИПТОГРАФИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И СРЕДСТВА
ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ
Учебное пособие 
Саратов – 2017

2 
Содержание 
Раздел I. Основные классы шифров. 
Тема 1. Общие и исторические сведения. 
Тема 2. Перестановочные шифры. 
Тема 3. Подстановочные шифры (шифры замены). 
Тема 4. Блочные шифры. 
Тема 5. Модульная арифметика. 
Тема 6. Поточные шифры. 
Раздел II. Современная компьютерная криптография. 
Тема 7. Шифры DES и ГОСТ 28147-89. 
Тема 8. Криптосистема RSA. 
Тема 9. Аутентификация. Электронная цифровая подпись. 
Тема 10. Хеш-функции. 
Тема 11. Закон об ЭП: практические аспекты реализации. 
Тема 12. Средства криптографической защиты информации (СКЗИ), 
реализующие основные функции ЭП. 
Контрольные вопросы. 

3 
Раздел I. ОСНОВНЫЕ КЛАССЫ ШИФРОВ 
Тема 1. ОБЩИЕ И ИСТОРИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ.
Криптография (от греческого тайнопись) – это совокупность идей и 
методов, связанных с преобразованием информации с целью ее защиты от 
непредусмотренных пользователей. Информация считается представленной в 
виде некоторого текста (сообщения). Это – открытый текст. Способ его 
преобразования в защищенную форму называется шифром, процесс 
применения шифра – шифрованием, полученный в результате шифрования 
измененный текст – криптограммой. Перевод криптограммы в исходный 
открытый текст производится в ходе дешифрования.
Взаимно 
обратные 
действия 
шифрования 
и 
дешифрования 
осуществляются с помощью некоторой дополнительной информации, 
называемой ключом. Именно в ключе спрятан секрет шифра. Без знания 
ключа чтение криптограммы должно быть значительно затруднено или 
практически невозможно в пределах разумного интервала времени. 
Одним из самых давних и до сих пор широко используемых методов 
криптографической защиты информации является применение так 
называемых кодовых книг. Кодовая книга – это своего рода словарь, в 
котором содержится список часто применяемых в секретной переписке слов, 
целых фраз, цифровых групп и т.п. с указанием для каждого фрагмента того 
набора символов, которым он будет заменен при шифровании. Кодовая книга 
и является ключом шифра. 
Чтобы читать зашифрованные сообщения, их получатель должен знать 
соответствующие секретные ключи. Как правило, источник сообщения 
заранее передает их по защищенному каналу. Передача ключей и их 
хранение – самое уязвимое место в практической криптографии. Известны 
многочисленные случаи похищения, копирования, покупки кодовых книг, 
использовавшихся в дипломатической переписке, драматические истории, 

4 
связанные с обнаружением секретных ключей при обысках у подозреваемых 
в шпионаже. 
Криптография является одной из трех составных частей криптологии – 
науки о передаче информации в виде, защищенном от несанкционированного 
доступа. Криптография, как было сказано, занимается шифрованием и 
дешифрованием сообщений с помощью секретных ключей. Другая часть 
криптологии – криптоанализ – представляет собой теорию и практику 
извлечения информации из криптограммы без использования ключа. 
Основной принцип криптоанализа сформулировал один из его 
основоположников бельгийский криптолог Огюст Керкхофс (1835-1903) в 
1883 году в книге «Военная криптография»: «При оценке надежности шифра 
следует допустить, что противнику известно о нем все, кроме ключа». Третья