Криптография — это наука, которая занимается математическими методами преобразования информации с целью обеспечения ее конфиденциальности.
Сущность и предназначение криптографии
Методы информационной защиты с использованием основ криптографии считаются отличным инструментом, способным обеспечить безопасность информационных данных. Криптографией является научное направление, которое занимается изучением методов обеспечения безопасности данных. Криптография представляет собой комплекс методик преобразования информационных данных, которые способны переформатировать данные в формат, непонятный злоумышленникам и по этой причине им неинтересный и не нужный. Такие процедуры способны решить две главных задачи, касающихся безопасности информационных данных:
- Гарантия информационной конфиденциальности.
- Гарантия защиты информации от искажений, то есть её сохранности.
Проблемы обеспечения сохранности (целостности) и конфиденциальности информации тесно переплетены между собой, и по этой причине методы разрешения первой проблемы могут практически всегда оказать помощь и в решении второй проблемы.
Классификация криптографических методов
Известны различные виды классификации методов преобразования информации при помощи криптографии. По виду преобразования исходной информации методы обработки информационных данных при помощи криптографии могут быть поделены на четыре группы, представленные на рисунке ниже:
Рисунок 1. Классификация методов криптографии. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Сам процесс шифрования заключается в осуществлении обратимого переформатирования информации математическими средствами, логическими средствами, комбинаторикой и другими методами, по результатам которых кодированная информация превращается в как бы случайный набор букв, цифр, других символов и двоичных последовательностей.
Для выполнения шифрования информационных данных используется специализированный преобразовательный алгоритм и шифровальный ключ. Как правило, алгоритмическое основание метода шифрования должно оставаться неизменным.
Исходными данными для шифровального алгоритма является информация, подлежащая шифровке, и ключ шифрования. Ключ содержит информацию по процессу управления, определяющую вид преобразования на всех этапах выполнения алгоритма и величины операндов, которые используются при осуществлении шифровального алгоритма. Операндом может быть как константа, так и переменное значение, определяемое формулой или функцией, и другие объекты языка программирования, над которыми выполняются процедуры.
Методы стеганографии отличаются от других методик криптографии тем, что позволяют скрыть, помимо смысловой части информации, которая сохраняется или передаётся, ещё и сам факт её шифровки или передачи. Методики стеганографии основаны на маскировании секретной информации между не секретными данными, то есть укрываются секретные данные за счёт набора реалистичных данных, которые трудно отличить от настоящих. Обработка мультимедийных файлов в системах работы с данными, открыла практически неограниченные возможности в сфере стеганографии. Данные о графике и звуковых волнах подвергаются преобразованию в двоичные коды. К примеру, в графических объектах самые маленькие элементы изображения можно закодировать одним байтом. К младшим разрядам отдельных графических байтов в соответствие с алгоритмом криптографического преобразования, прибавляются биты секретного файла. При грамотном подборе алгоритма преобразования и необходимого фонового изображения к нему, закрывающего секретный файл, человеческий глаз не будет способен отличить сформированное изображение и исходное. С помощью методик стеганографии можно замаскировать текст, речь и видео файлы, цифровую подпись, зашифрованные сообщения.
Скрытые информационные файлы, в этом случае, также можно зашифровать. Если скрытый файл будет случайно обнаружен, зашифрованная информация будет воспринята как сбой в работе системы. Комплексное использование стеганографии и методик шифрования сильно усложняет процесс обнаружения и раскодирования секретных данных.
Смысл процесса кодирования информации заключается в подмене исходного содержания сообщения, представленного как словесный набор или набор предложений, кодовыми обозначениями. Кодовыми обозначениями могут быть наборы цифр или букв. При осуществлении кодировки с последующим декодированием информации используются табличные или словарные методы. В сетях разного вида кодирование исходящих посланий программными или аппаратными методами применяется, чтобы повысить достоверность передаваемой информации. Часто кодирование и шифровку ошибочно принимают за синонимы, не учитывая, что для декодирования закодированного послания, необходимо только лишь обладать подменными правилами, а для расшифровки зашифрованного сообщения необходимо не только знать законы шифрования, но и получить ключ шифрования.
Если информация подвергается сжатию, то такая процедура может быть отнесена к криптографическим методам информационной обработки только при выполнении некоторых условий. Целью сжатия информации является сокращение её объёма. Но необходимо учитывать, что данные, подвергнутые сжатию, невозможно прочесть или использовать их без восстановления начального объёма. Если принять во внимание, что методики сжатия с последующим восстановлением практически имеются в открытом доступе, то такая методика не считается надёжным способом информационного преобразования при помощи криптографии. Даже когда выполняется условие секретности алгоритма, его возможно всё-таки взломать с помощью статистических методов обработки.
Основным видом преобразования информации в компьютерных сетях с помощью криптографии поэтому считается шифрование. Под шифрованием понимается преобразование какой-либо информации в зашифрованный комплект данных или обратный процесс превращения шифрованной информации в открытые данные.
История развития шифровальных методов исчисляется уже несколькими веками, и в течение этого периода было изобретено очень много способов шифрования или шифров. Многие из этих способов не выдержали проверку временем, но некоторые используются даже и в настоящее время.
