МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
ОЗНАЙОМЛЕННЯ ІЗ СИМЕТРИЧНИМИ КРИПТОГРАФІЧНИМИ ШИФРАМИ МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ до лабораторної роботи №2 з курсу “ОСНОВИ ІНФОРМАЦІЙНОЇ БЕЗПЕКИ” для студентів спеціальності 8.091401 «Системи управління і автоматики» та спеціалізації 7.091401.98 і 8.091401.98 «Захист інформації в комп’ютеризованих системах управління» Затверджено на засіданні кафедри “Захист інформації” протокол № від 2009 р. Львів – 2009 Ознайомлення з симетричими криптографічними шифрами: Методичні вказівки до лабораторної роботи №2 з курсу “Основи інформаційної безпеки” для студентів спеціальності 8.091401 «Системи управління і автоматики» та спеціалізації «Захист інформації в комп’ютеризованих системах управління» / Укл. В.В. Хома, Л.М.Ракобовчук - Львів: НУЛП, 2009. - 21 с. Укладачі: Хома В.В., д.т.н., професор Ракобовчук Л.М., канд. техн. наук, доц. Відповідальний за випуск:  Дудикевич В.Б., проф., д.т.н, зав.каф. захисту інформації Рецензент: Максимович В.М., доктор техн. наук, проф.  Мета: Ознайомитись з алгоритмами і методами шифрування симетричними блоковими шифрами. Отримати навики роботи з шифрами DES-EBC, DES-CBC. Ознайомитись з алгоритмом AES. Навчитися проводити шифрування і дешифрування тексту, застосовуючи демонстраційний модуль пакету CrypTool. Навчитися застосовувати набуті знання в галузі інформаційної безпеки. Симетричні шифри Симетричні шифри - спосіб шифрування, в якому для шифрування і дешифрування застосовується один і той же криптографічний ключ. Ключ алгоритму повинен зберігатися в секреті обома сторонами. Ключ алгоритму вибирається сторонами до початку обміну повідомленнями. В даний час симетричні шифри - це: блокові шифри, обробляють інформацію блоками певної довжини (наприклад 64, 128 біт), застосовуючи до блоку ключ в установленому порядку, як правило, декількома циклами перестановки і підстановки, званими раундами; потокові шифри, у яких шифрування проводиться над кожним бітом або байтом початкового (відкритого) тексту з накладанням гами. Потоковий шифр може бути створений на основі блокового запущеного в спеціальному режимі. Поширені алгоритми симетричного шифрування: AES (англ. Advanced Encryption Standard) - перспективний стандарт шифрування; ГОСТ 28147-89 — російський стандарт шифрування даних; DES (англ. Data Encryption Standard) - стандарт шифрування даних в США до AES; 3DES (Triple-DES, потрійний DES); RC6 (Шифр Ривеста); Twofish; IDEA (англ. International Data Encryption Algorithm); SEED - корейський стандарт шифрування даних; Camellia - сертифікований для використанні в Японії шифр; CAST (за ініціалами розробників Carlisle Adams і Stafford Tavares); XTEA - найбільш простий в реалізації алгоритм. 1.1. DES (Data Encryption Standard – стандарт шифрування даних). Симетричний алгоритм шифрування, в якому один ключ використовується як для шифрування, так і для дешифрування даних. DES шифрує блоки по 64 біт і 16 циклову структуру. Для шифрування використовує ключ з довжиною 56 біт. Алгоритм використовує комбінацію нелінійних (S-блоки) і лінійних (перестановки E, IP, IP-1) перетворень. Для DES рекомендовано декілька режимів: · режим електронної кодової книги (ECB - Electronic Code Book); · режим зчеплення блоків (СВС - Cipher Block Chaining); · режим зворотного зв'язку за шифротекстом (CFB - Cipher Feed Back); · режим зворотного зв'язку за виходом (OFB - Output Feed Back). DES є блоковим шифром. Схема шифрування алгоритму DES наведена на рис.1.1.
Рис.1.1. Схема шифрування алгоритму DES Початковий текст - блок 64 біт. Процес шифрування полягає в початковій перестановці, 16 циклах шифрування і кінцевій перестановці. Шифрований текст - блок 64 біт. Ключі ki виходять з початкового ключа до (64 біт = 8 байт а...