Реферат: Муниципальное общеобразовательное учреждение "Новгородская средняя общеобразовательная школа им. В. Н. Лесина"

Муниципальное общеобразовательное учреждение "Новгородская средняя общеобразовательная школа им. В.Н.Лесина"


реферат







Выполнила: Кафтайкина Валентина

ученицаца 11 кл.

руководитель Середина С.А.


2010

Шифры и их применения.


В последние годы на различных форумах, в письмах и при встречах все чаще пользователи начинают задавать вопросы о том, что собой представляет сравнительно новый функционал операционных систем Windows Vista, Windows 7 и Windows Server 2008 / 2008 R2 – Windows BitLocker (с выходом последних операционных систем данная технология приобрела некие изменения и теперь называется BitLoker To Go).

Но после того как большинство пользователей и начинающих системных администраторов слышат ответ, что данный компонент – это «всего-то» встроенное средство безопасности в современных операционных системах, которое обеспечивает надежную защиту самой операционной системы, данных, которые хранятся на компьютере пользователя, а также отдельных томов и съемных носителей, что позволяет оставить пользовательские данные нетронутыми при серьезных атаках, а также физическим изыманием жестких дисков, для дальнейшего автономного взлома данных, я часто слышу о том, что такой функционал вовсе не будет востребованным и его использование только усложнит жизнь пользователям.


Для человека никогда не интересовавшегося современными информационными системами, шифрование – это скорее, атрибут работы специальных государственных служб или описывающих их деятельность детективных романов. На самом же деле шифрование – один из ключевых компонентов современных систем защиты, с которым в той или иной форме сталкивается практически любой человек, в том числе и подавляющее большинство пользователей компьютеров. Применение надёжных методов шифрования делает возможным коммерческие операции в сетях, обработку данных, составляющих государственную тайну, и т.д.


Прежде чем говорить о применяемых методах и технологиях, введем несколько определений.

Шифрование – процесс преобразования данных с целью затруднения получения доступа к

исходным (не преобразованным) данным.

Шифрование часто выполняется с помощью ключа - неких данных, которые используются при шифровании и позволяют выполнить обратное действие. По понятным причинам, как минимум, часть этой информации не разглашается. Без ключа получение исходных данных (или повторное шифрование) становится гораздо более трудоёмким и (для заданного уровня рентабельности) недостижимым.


(Платежи, банковские операции с пластиковыми картами, сотовая связь, доступ к сетям, работа с интернет магазинами, хранение учетных и системных данных на ПК – вот лишь несколько «бытовых» применений шифрования)


Комплект из алгоритма шифрования, алгоритма расшифровки (если он существует) и необходимых для их работы данных (например, таблиц) называют шифром.


Классифицировать шифры можно по разным принципам. Наиболее популярны из них следующие классификации:

^ По общему принципу обработки: поточные и блочные.

поточные методы выполняют шифрование побайтно (или побитно), используя только уже полученные данные. Эти методы позволяют шифровать данные при их передачи и расшифровывать сразу при получении. Блочные методы выполняют шифрование частями (блоками) фиксированной длины. Чтобы выполнить расшифровку, в этом случае необходимо получить весь блок.


^ По существованию дешифрующего преобразования: обратимые – преобразования, для которых существуют обратные преобразования (дешифрующие), и необратимые – для которых таких преобразований не существует.

^ По используемым ключам: симметричные и асимметричные. Симметричные методы шифрования используют один и тот же ключ и для шифрования, и для расшифровки сообщений. Ассиметричные – используют для этого два разных (хотя обычно и связанных) ключа.


При всех их достоинствах, в системах шифрования с симметричным ключом существует

несколько важных проблем:

Для обмена сообщениями всем его участникам нужно знать этот ключ, т.е. необходим способ безопасного обмена ключами;

(Чаще всего это означает, что исходное преобразование приводит к одному и тому же результату в нескольких разных случаях, т.е. обратное преобразование становится неоднозначным. Необходимое условие также состоит в том, что алгоритм обратного преобразования если и существует, то требует непомерно большого количества вычислений (а значит – и времени на достижение результата)).

Два «незнакомых» абонента не могут проверить, является ли их собеседник тем, за кого он себя выдаёт. С формальной точки зрения, «своим» должен считаться любой абонент, который владеет нужным ключом;

невозможно точно установить, кто из двух абонентов послал сообщение – любой из них может его, как зашифровать, так и расшифровать;

если имеется некий «центр» хранения ключей, то, имея доступ ко всем ключам, он может выдать себя за любого из соответствующих абонентов.


В сети (среде) Интернет практически невозможно гарантировать канал передачи данных от перехвата (а значит, и от подмены ключа); невозможно знать всех абонентов «В лицо» и создавать всеобщие проверяющие центры. Кроме того, любой торговый обмен требует возможности предъявить документ, от которого «подписавший» не сможет отказаться, - а «проверяющий» центр мог бы выдать себя за кого угодно, и поэтому ему нельзя доверять «по определению».

Возникает вопрос: что делать? Решаются эти проблемы с помощью ассиметричных шифров с открытым ключом. В таких шифрах шифрование и дешифрование выполняются с помощью разных ключей (которые, конечно же, должны быть связаны особым соотношением). Тогда один из этих ключей делается открытым (общеизвестным), а второй – вообще никому не сообщается и получает название секретного ключа.

Не вдаваясь в методы и средства асимметричного шифрования, опишем упрощенно его особенности, которые позволяют решать указанные проблемы.


1. Владение открытым ключом не даёт возможности выдавать себя за кого-то другого.

Оно даёт только возможность зашифровать сообщение для кого-то или расшифровать

сообщение от кого-то.

2. Появляется возможность создавать электронную подпись – «контрольный отпечаток» сообщения. Создать его может только отправитель – абонент, имеющий оба ключа, а проверить – любой участник обмена, у которого есть открытый ключ.


Для организации защищённого канала связи в современных системах, как правило, начинают связь с выполнения специальной процедуры согласования метода шифрования сеансового ключа – общего для обоих абонентов ключа шифрования, который будет им применяться в течение сеанса. Такая схема препятствует краже ключа и затрудняет его дешифровку, поскольку сокращается объём данных для анализа и время использования перехваченных данных т.е. предполагаемая выгода от дешифровки ключа оказывается меньше, чем затраты на его подбор.

Возникает вопрос: если ключ фактически согласовывается при общении одного абонента к другому, то, как всё-таки понять, кто сейчас на другом конце канала связи, особенно если это абонент совершенно неизвестный?


Существует два подхода к решению этой проблемы, реализуемых в виде комплексов программ и данных, имеющих общее название «инфраструктура открытого ключа».


^ Подход, ориентированный на сертификаты и центры сертификации («удостоверяющие центры»). В этом случае используются специальные наборы данных (сертификаты), содержащие имя пользователя, его открытый ключ и информацию о сроке действия сертификата – получается своеобразное «удостоверение». А чтобы заверить его, такое удостоверение имеет «подпись» специально уполномоченного на это узла – центра сертификации. При этом центр сертификации не имеет закрытого ключа пользователя и поэтому не может изменить его сертификат. А пользователь – «не знает» закрытого ключа центра и не может изменить саму подпись.

Конечно, чтобы проверить сертификат, нужно доверять центру. Знать же все такие центры заранее невозможно, поэтому центры связываются по цепочке: центр может выдать сертификат другому центру, тот – третьему и т.д. Если пользователь доверяет «корневому» центру и не знает о компрометации и подчинённых ему центров, то он может быть уверен, что абонент, предъявивший соответствующий сертификат, - именно тот, за кого он себя выдаёт. «Корневой» сертификат пользователь устанавливает сам или получает вместе с ОС. Существует несколько крупных центров сертификации, сертификаты и открытые ключи которых имеются в комплекте поставки ОС фирмы Microsoft и в дальнейшем постоянно обновляются. Такие сертификаты могут сопровождать web-страницы, программы (особенно – ориентированные на распространение через Интернет), сообщения электронной почты и т.д. На базе такой инфраструктуры действуют платежные системы, торговые площадки, корпоративные системы и д.р.


^ Подход, ориентированный на коллективное доверие. В этом случае создаётся структура, в которой вы лично определяете тех людей, которым доверяете. Если во время проверки выясняется, что кто-то из тех, с кем вы работали раньше, тоже доверяет этому сертификату, то сертификат считается «доверенным». Такой подход использован, например, в популярном пакете программ «Pretty Good Privacy» (PGP).


Поскольку именно механизм централизованной сертификации (с удостоверяющими центрами) используются в ОС Windows для организации обмена информацией в локальной сети, для подписи и проверки программных файлов и организации защищённого обмена web-страницами, то именно его мы рассмотрим подробнее.

Проверка сертификата при его получении выполняется автоматически. При этом проверяется несколько параметров.


Воспользуемся механизмом сертификатов для защиты обмена данными между браузером и сервером – т.е. при просмотре web-страниц. для организации такой защиты применяется модификация – надстройка над протоколом HTTP – защищённый протокол HTTPS (от англ. «secure» - «защищённый). Эта модификация подразумевает, что до начала обмена данными (запросами и страницами) устанавливается защищённый канал обмена (т.е. данные между клиентом и сервисом шифруются). Не вдаваясь в технические подробности, заметим, что этот процесс проходит в несколько этапов: сначала клиент и сервер создают предварительный шифрованный канал, затем они обмениваются сертификатами, чтобы убедиться в отсутствии подмены абонента, а потом согласовывают шифрование и передают данные уже зашифрованном виде. Сами данные при этом остаются теми же - это запросы и ответы по протоколу HTTP.

Не все серверы имеют необходимые настройки для работы с этим протоколом, поэтому для примера мы рассмотрим обращение к популярной почтовой системе. К сожалению, для экономии вычислительных ресурсов на шифрование и расшифровку, такие службы позволяют использовать протокол HTTPS только для отправки имени пользователя и пароля, т.е. для наиболее чувствительной информации.


Шифрование диска BitLocker – это средство безопасности в современных операционных системах Windows, которое позволяет защитить операционную систему и данные, которые хранятся на ваших компьютерах. В идеальном сочетании, BitLocker настраивается на использование доверенного платформенного модуля TPM, что обеспечивает целостность компонентов начальной загрузки и блокировки томов, которые защищаются даже в том случае, если операционная система еще не запущена. В этой статье цикла, посвященного шифрованию данных, вы узнали об архитектуре данного средства. В следующей статье вы узнаете о реализации шифрования диска с помощью технологии Windows BitLocker.


BitLocker позволяет предотвратить несанкционированный доступ к данным даже на потерянных или украденных компьютерах, тем самым улучшая работу вашей операционной системы.