Поточный шифр выполняет операции над битами или символами (например 8-, 16- или 32-битовыми). Поточный шифр преобразует один и тот же символ открытого текста в разные символы шифртекста, например в зависимости от того, сколько и каких символов было обработано ранее.
Xor-шифрование
Во многих поточных шифрах зашифровывание производится следующим образом. Генератор псевдослучайных чисел выдает последовательность битов (гамму). Эта гамма накладывается на открытый текст с помощью побитовой операции XOR. В результате получается шифртекст. Для расшифровывания необходимо выполнить в точности ту же процедуру, только наложить гамму, полученную с использованием идентичного генератора с точно таким же начальным состоянием, на шифртекст.
Источник отвлечения для других, для меня вдохновение для иногда невыносимого предмета, который нас интересует. Этот метод полезен для шифрования целых разделов, поэтому первым шагом будет идентификация раздела или разделов исполняемого кода, обычно называемого текстовым разделом, хотя в зависимости от языка и компиляции это имя может отличаться.
С некоторой удачей, между выравниванием обоих разделов, можно получить небольшое пространство, чтобы включить нашу рутину. Следующим шагом будет включение флага письма в этот раздел. Если мы перейдем к концу полезного кода раздела, можно будет нажать правую кнопку для доступа к дизассемблированному коду.
Рассмотрим идею этого наипростейшего метода. Как известно из булевой алгебры, операция логического сложения «⊕» по модулю 2 (или логического исключающего ИЛИ – XOR, eXclusive OR) имеет следующую семантику:
Таблица истинности для XOR:
|
x i ⊕ y i |
||
|
То есть, операция z = x ⊕ y по сути поразрядная (побитовая – результат не зависит от соседних битов). Если только один из соответствующих битов равен 1, то результат 1. А если оба 0 или оба 1, то результат 0. Если внимательно посмотреть на результат применения XOR к двум двоичным числам, то можно заметить, что мы можем восстановить одно из слагаемых при помощи второго: x = z ⊕ y или y = z ⊕ x .
Ничего лучше выполнять с самим собой шифрование других вредоносных программ. Можно включить более интересные процедуры, основанные на других операторах. В цифровом шифровании мы обнаруживаем два типа криптографии: симметричные и асимметричные. В этой статье мы поговорим о симметричной ключевой криптографии. Шифрование с помощью симметричного ключа означает, что у двух или более пользователей есть один секретный ключ, этот ключ будет шифровать и расшифровывать информацию, передаваемую по небезопасному каналу.
Чтобы алгоритм симметричного ключа был надежным, он должен соответствовать. Мы должны иметь в виду, что криптографические алгоритмы являются общедоступными, поэтому их сила должна зависеть от их внутренней сложности и длины ключа, используемого для предотвращения нападений с использованием грубой силы.
Отсюда можно сделать следующие выводы: зная число y и применяя XOR к x , мы получим z . Затем, мы, опять же используя y , получим из z обратно число x . Таким образом мы можем преобразовать последовательность чисел (x ) i в последовательность (z ) i . Теперь мы можем назвать число y кодирующим (или шифрующим) ключом. Если человек не знает ключа, то он не сможет восстановить исходную последовательность чисел (x ) i . Но если (x ) i являются байтовым представлением букв текста, то опытный пользователь сможет вскрыть зашифрованный текст. Поскольку каждая буква будет представлена в шифротексте одним и тем же кодом z , то воспользовавшись частотным словарем взломщик сможет вычислить шифрующий ключ y , если у него будет в распоряжениии достаточно длинный шифротекст.
Безопасность в симметричном ключе находится в собственном секретном ключе, поэтому главной проблемой является распространение этого ключа для разных пользователей для шифрования и расшифровки информации. Миссия отправителя и получателя заключается в том, чтобы держать ключ в тайне. Если он попадает в чужие руки, мы больше не можем считать, что общение безопасно, и мы должны создать новый ключ.
Другая проблема заключается в том, что секретные ключи для сохранения пропорциональны количеству защищенных каналов, которые мы хотим сохранить. Это не проблема сама по себе, но мы должны хорошо управлять ключами, чтобы не допускать ошибок. Эта проблема не будет представлена в асимметричных алгоритмах, поскольку каждый пользователь имеет пару ключей, одну общедоступную и другую приватную, независимо от количества защищенных каналов, которые мы хотим установить. Вы должны защищать только закрытый ключ.
В свете последних рассуждений приходим к мысли, что напрямую кодировать простой текст нельзя. Во-первых, число, представляющее пробел, будет по-прежнему разделять слова и в шифротексте. Выделив это часто встречающееся одно и то же число, пользователь догадается, что это закодированный пробел. Во-вторых, короткие часто встречающиеся предлоги и союзы также помогут взломщику в определении ключа. Поэтому самым эффективным способом является использование длинного ключа, покрывающего несколько букв, а лучше равного по длине самому сообщению. Так, если мы кодируем достаточно длинное сообщение (не менее 5-10 предложений) с помощью случайного ключа такой же длины, то такое сообщение очень сложно расшифровать. Еще более высоких результатов по надежности можно достичь, если перед шифрованием произвести, например, сжатие текста каким-либо архиватором. Плюс к тому же, если сообщение имеет малую длину, можно добавить в начало и конец сообщения случайные последовательности символов.
Основным преимуществом симметричных алгоритмов является скорость алгоритмов, и они широко используются для шифрования больших объемов данных. 
Если кто-то спросит нас, как мы можем передавать симметричный ключ через небезопасный носитель, ответ заключается в том, что мы можем создавать асимметричные ключи и, таким образом, передавать информацию.
В настоящее время этот алгоритм полностью нарушен, и его использование не рекомендуется. Это одна из самых используемых и расширенных систем, поэтому она является одной из самых проверенных, но она небезопасна. Ключ переменной длины не разрешен, то есть он не может быть увеличен для обеспечения большей безопасности. Он уязвим для дифференциального криптоанализа, хотя это только теоретическая атака.
- Простая реализация и быстрая реализация.
- Длина ключа 56 бит слишком коротка и поэтому уязвима.
Таким образом, стойкость алгоритма зависит исключительно от характеристик гаммы, выдаваемой генератором. Если гамма состоит из одних нулей (вырожденный случай), то данные при шифровании вообще не изменяются. Если гамма имеет короткий период (например 32 бита), то шифрование сводится к операции XOR с 32-битовой константой. Если же гамма представляет собой случайный набор битов, не подчиняющийся никакой закономерности, получается аналог одноразового шифровального блокнота, который обеспечивает абсолютную защиту. Разумеется, детерминированный алгоритм, используемый в генераторе гаммы, не может выдавать истинно случайную последовательность. Если последовательность не удастся повторить, то не удастся и расшифровать сообщение.
Применяет 128-битный ключ без четности к 64-битным блокам данных и используется как для шифрования, так и для дешифрования. Это шифрование может быть реализовано как в аппаратных, так и в программных системах. Промежуточный результат шифрования составляет байтовый массив из четырех строк на четыре столбца. Эта матрица повторно применяется к серии циклов шифрования на основе математических операций.
Они считают, что разница между количеством раундов, указанными в шифре и наиболее известными атаками, очень мала. Способ управления этими блоками сообщений называется «режимом шифрования». Таким образом, каждый блок зашифрованного текста зависит от всего прозрачного текста, обработанного до этого момента. Как и в других блоках потока шифрования, обмен бит в зашифрованном тексте приводит к зашифрованному тексту с битом, который обменивается простым текстом в том же месте. Шифрование нельзя распараллелить, однако дешифрование делает. . До сих пор мы пришли с симметричными алгоритмами шифрования ключей.
Если два сообщения были зашифрованы с использованием одной и той же гаммы и для одного из сообщений (более длинного) удалось каким-нибудь образом получить открытый текст, то легко получить открытый текст и для другого сообщения. Применив операцию XOR К открытому тексту и шифртексту первого сообщения, мы получим фрагмент гаммы. А наложив гамму на шифртекст второго сообщения, мы получим его открытый текст. Именно поэтому нельзя допускать, чтобы одна и та же гамма использовалась при шифровании двух разных потоков или сообщений.
Вы уже знаете его преимущества и недостатки, типы шифрования и способы шифрования информации. Столбец отвечает на вопросы, оставленные читателями в паке по четвергам. Хотя «криптография» появляется только в сложные времена, подобные этим, - как и при расследовании преступлений, криптография не чужд никому, кто пользуется Интернетом или компьютерами. На самом деле, это повсюду.
Когда контекстные различия зарезервированы, они одинаковы. Какими изменениями в этих ситуациях является то, что он находится только на службе собственного пользователя. Если вы скопируете данные, это будет невозможно прочитать. Шифрование вашего сотового телефона призвано помешать другим создавать «читаемые» копии вашего устройства. И ключ разблокирован вашим паролем. Если пользователь этого шифрования является преступником, он будет защищен. И если шифрование действительно хорошее, у него не будет «задней двери», которая будет использоваться властями.
Если гамма генерируется независимо от содержимого сообщения, то такой потоковый алгоритм называется синхронным. Как правило, в синхронных потоковых шифрах ключ шифрования используется для установки начального внутреннего состояния генератора гаммы.
Базовые понятия шифрования
Фактически, цифра, называемая «Одноразовая панель», считается нерушимой, и вам не нужны высокие технологии для ее использования. Достаточно того, что вы и человек, с которым хотите общаться, имеют доступ к длинной серии случайных букв. Эти буквы образуют ключ и должны быть равны по количеству наборам сообщений, подлежащих обмену - ключ никогда не может повторяться полностью или частично.
Чтобы расшифровать, обратный процесс выполняется путем вычитания букв. Чтобы транслировать 10 букв, вам нужен 10-буквенный случайный ключ. Для передачи 8 бит вам нужно 8 бит ключа. Кроме того, они требуют, чтобы обе стороны в разговоре имели доступ к одному и тому же ключу. Это не идеально, потому что это создает риск в самом процессе передачи ключа.
Шифрова́ние - способ преобразования открытой информации в закрытую и обратно. Применяется для хранения важной информации в ненадёжных источниках или передачи её по незащищённым каналам связи. Согласно ГОСТ 28147-89, шифрование подразделяется на процесс зашифрования и расшифрования.
Шифр , код - совокупность алгоритмов криптографических преобразований (шифрования), отображающих множество возможных открытых данных на множество возможных зашифрованных данных, и обратных им преобразований.
Методы. Когда вы пытаетесь избежать пределов этих более простых систем, начинаются осложнения криптографии. Нам нужно разработать формулы, которые позволяют использовать ключ для защиты контента, большего, чем он сам, и создавать ключи, из которых могут быть получены другие ключи для временного использования или, следовательно, ключи не должны передаваться. Это сложно и оставляет место для ошибок, которые делают шифрование «не идеальным».
Уже трудности передачи ключа решаются «асимметричной криптографией», когда ключ, который шифрует сообщение, отличается от того, который расшифровывается. При асимметричном шифровании передача ключа намного меньше, потому что ключ, который фактически расшифровывает контент, не должен использоваться совместно.
Шифры подразделяются на теоретически не дешифруемые и практически не дешифруемые, а по структуре ключей на симметричные и асимметричные в зависимости от того, совпадает ли ключ зашифрования с ключом расшифрования. Симметричные шифры в свою очередь подразделяются на блочные и потоковые.
Криптогра́фия - наука о методах обеспечения конфиденциальности (невозможности прочтения информации посторонним) и аутентичности (целостности и подлинности авторства, а также невозможности отказа от авторства) информации.
В асимметричной криптографии в дополнение к механизмам, уже используемым для симметричной криптографии, используется «перевернутая» вычислительная проблема. То есть математический расчет легко решается, но из решения трудно найти числа, которые привели к результату. Одним из примеров является умножение простых чисел, что легко, а факторизация их продукта сложна: пользователю шифрования просто нужно использовать простые числа в умножении, потому что он уже знает их, но злоумышленник должен будет выяснить, что числа, используемые из результата, что намного сложнее.
Изначально криптография изучала методы шифрования информации - обратимого преобразования открытого (исходного) текста на основе секретного алгоритма и/или ключа в шифрованный текст (шифртекст). Традиционная криптография образует раздел симметричных криптосистем, в которых зашифрование и расшифрование проводится с использованием одного и того же секретного ключа.
Этот момент мы называем функцией люка или функцией люка, - объясняет учитель. Другой метод включает ключи, полученные для «будущей секретности». Он включает в себя ключ, используемый для каждого сообщения, чтобы гарантировать, что если «главный ключ» когда-либо был скомпрометирован, сообщения, уже переданные, не могут быть расшифрованы. Имея все эти знания уже в области криптографии, у многих подводных камней есть одно или несколько решений, но требуется постоянная переоценка. По мере увеличения мощности компьютерной обработки некоторые шифры, предназначенные для использования на более медленных системах, должны быть заменены новыми шифрами для предотвращения криптоанализа.
Криптография - одна из старейших наук, ее история насчитывает несколько тысяч лет.
Открытый (исходный) текст - данные (не обязательно текстовые), передаваемые без использования криптографии.
Шифрованный (закрытый) текст - данные, полученные после применения криптосистемы с указанным ключом.
Криптосистема - семейство обратимых преобразований открытого текста в шифрованный.
Криптоанализ. Действие расшифровки текста без наличия необходимых ключей, извлечение из него ключей называется «криптоанализом». Методы криптоанализа сложны, но они состоят в нахождении механизмов, которые облегчают открытие ключа в кратчайшие сроки, то есть экономят то, что возможно для расчетов и попыток. Конкретный метод, который будет использоваться, будет зависеть от используемого шифрования и того, что известно об этом. Теоретически вся криптография может быть нарушена - какие изменения связаны с тем, сколько вычислений необходимо для этого.
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 - процесс нормального применения криптографического преобразования открытого текста на основе алгоритма и ключа, в результате которого возникает шифрованный текст.
Когда шифрование является оптимальным, его разрыв потребует нескольких вычислений, близких к ожидаемым; когда найден «ярлык», произошла ошибка. В качестве примера одним из методов криптоанализа является частотный анализ, в котором аналитик ищет текст для «шаблонов» слов, которые могут быть очень много повторены в тексте - в случае с португальским - такие, как «де», это, вы или даже конкретные условия разговора, если они известны.
Нацистская Германия использовала шифровальную машину под названием «Энигма», которая была предметом ряда исследований криптоанализа и, в конечном итоге, путем получения кодов и оборудования, была нарушена союзными силами. Частью хрупкости общения была именно жесткость военных сообщений, которые соответствовали определенным форматам, позволяя анализировать ключи путем локализации слов или терминов в содержании передачи.
Расшифровывание - процесс нормального применения криптографического преобразования шифрованного текста в открытый.
Дешифрование (дешифровка) - процесс извлечения открытого текста без знания криптографического ключа на основе известного шифрованного. Термин дешифрование обычно применяют по отношению к процессу криптоанализа шифротекста (криптоанализ сам по себе, вообще говоря, может заключаться и в анализе шифросистемы, а не только зашифрованного ею открытого сообщения).
Криптоанализ - наука, изучающая математические методы нарушения конфиденциальности и целостности информации.
Криптографическая атака - попытка криптоаналитика вызвать отклонения в атакуемой защищенной системе обмена информацией. Успешную криптографическую атаку называют взлом или вскрытие .
Криптографическая стойкость - способность криптографического алгоритма противостоять криптоанализу.
Алгоритм XOR-шифрования
Пожалуй, самым простым и примитивным алгоритмом шифрования является XOR-шифрование. Алгоритм XOR-шифрования может быть усложнен некоторыми методами, что может позволить достичь весьма неплохих результатов. Но в базовой реализации алгоритм крайне не стоек.
Алгоритм XOR-шифрования основан на применении бинарной логической операции исключающего или. В табличном представлении функция выглядит следующим образом:
| A | B | A xor B |
На вход алгоритму подается исходный текст (в общем случае, любой набор байт, т.е. произвольный файл) и строка пароля.
Идея алгоритма заключается в том, что к каждому символу исходного текста и очередному символу строки пароля применяется побитовая логическая операция XOR. Результат записывается в файл.
Операция XOR обладает симметричностью. Это значит, что если зашифровать один и тот же файл 2 раза с одним и тем же паролем, то на выходе получим сам этот файл без изменений. Из этого факта становится ясно, что для шифрования и расшифровывания будет использоваться одна и та же функция, что существенно упрощает реализацию алгоритма. При этом, если при расшифровывании используется тот же пароль, что и при шифровании, то на выходе будет получен исходный файл. Если же пароли различаются, то на выходе будет получен файл, который будет содержать некорректные данные.
Рассмотрим алгоритм XOR-шифрования более подробно:
- На входе получаем указатели на исходный и результирующий файлы и строку пароля (которая не должна быть пустой).
- Читаем очередной символ (байт) из исходного файла.
- Применяем операцию XOR к прочитанному байту и очередному символу пароля.
- Результат операции записываем в результирующий файл.
- Если не достигнут конец исходного файла, переходим на шаг 2.
Если пароль короче исходного файла (а в подавляющем большинстве случаев так и будет), то пароль используется циклически, т.е. после последнего символа пароля вновь переходим к первому.
Необходимо реализовать процедуру:
procedure XOR_CoDec (const SourceFile, DestFile, Password: string);
Где в качестве параметров передаются:
SourceFile – имя исходного файла.
DestFile – имя результирующего файла.
