КРИПТОГРАФИЯ, СИСТЕМА ЛИЧНОЙ ПЕРЕПИСКИ ЧЕРЕЗ ИНТЕРНЕТ

Николаев Евгений

11 «Т» класс МАОУ «Лицей города Троицка»

Астрахарчик Нина Алексеевна

научный руководитель учитель математики, МАОУ «Лицей города Троицка»

Криптография одна из древнейших наук, возникшая несколько тысячелетий назад. Проблему защиты текста на основе его видоизменения, с целью невозможности прочтения посторонними, криптография решила еще в самые древние времена. Криптографическая история — почти ровесница истории развития речи. Более того, изначально само письмо было подобием криптографической системы, познаваемой только избранными. После широкого распространения письменности криптография стала самостоятельной наукой. Скачки в развитии этой науки наблюдались в военные эпохи.

После Первой мировой войны правительства стран засекретили все работы в области криптографии. К началу 1930-х годов окончательно сформировались разделы математики, являющиеся основой этой науки — общая алгебра, теория чисел, теория вероятности и математическая статистика. К концу 1940-х годов построены первые программируемые счётные машины, заложены основы теории алгоритмов, кибернетики.

Под алгоритмом, можно понимать четко описанную последовательность действий, приводящую к определенному результату. С нематематическими алгоритмами мы постоянно встречаемся в жизни (например, рецепт приготовления борща или инструкцию о проведении экзамена в школе). Простейшим примером математического алгоритма может служить хорошо известный алгоритм Евклида, при помощи которого можно найти наибольший общий делитель двух чисел. А такой вид деятельности, как программирование — это постоянная работа с алгоритмами.

Криптография занимается поиском и исследованием математических методов преобразования информации. Традиционная криптография — зашифровывание и расшифровывание происходит с использованием одного и того же секретного ключа. Современная криптография включает в себя асимметричные криптосистемы, системы электронной цифровой подписи, хеш-функции, управление ключами, получение скрытой информации, квантовую криптографию.

Все криптоалгоритмы с ключом делятся на симметричные и асимметричные. В симметричных криптоалгоритмах ключи, используемые на передающей и приемной сторонах, полностью идентичны. Такой ключ несет в себе всю информацию о засекречивании сообщения и поэтому не должен быть известен никому, кроме двух участвующих в разговоре сторон. Симметричное шифрование можно применять как при отправке сообщений между двумя пользователями, разделенными большим расстоянием, так и при отправке «посланий» одним и тем же пользователем самому себе, но во времени.

В асимметричном шифровании для шифрования применяется один ключ, а для дешифрования — другой. Почему это необходимо? Дело в том, что процедура шифрования в асимметричных системах устроена таким образом, что ни одно постороннее лицо не может, зная зашифрованный таким способом текст и ключ шифрования, восстановить исходный текст. Прочитать зашифрованный текст можно, только зная ключ дешифрования. Ключ дешифрования необходимо держать в строгом секрете.

Мы видим, термин «криптография» далеко ушел от своего первоначального значения — «тайнопись», «тайное письмо».

Система Секретности Личной Переписки через Интернет.

Издавна люди изыскивали способы уберечь некоторые важные сообщения от посторонних глаз. В наше время все пользуются Интернетом. Это электронные письма, чаты, социальные сети и т. д. Секретность личной переписки в наше время актуальная задача. Представляем, разработанную систему передачи шифрованных данных через Интернет с большой степенью защиты от взлома — система Секретности Личной Переписки (СЛП). Она состоит из программного продукта — шифровальной и дешифровальнуой программы на Delphi с использованием секретного ассиметричного ключа, и оборудования — компьютеры с подключением к Интернету,  сотовый телефон у каждого пользователя. 

Цель работы — создать компьютерную программу для передачи шифрованных данных через Интернет с большой степенью защиты от взлома.

Технические требования:

Для программы ширования-дешифрования:

Операционная система Windows XP/Vista/7.

Среда программирования Delphi (7-я версия и выше).

Для передачи-получения информации:

Компьютеры подключенные к Интернету

Сотовый телефон у каждого пользователя.

Система СЛП работает с сообщениями, которые передаются через Интернет. Текст шифруются в цифры, пересылается через Интернет и затем цифры дешифруются в текст. Сообщения для шифрования вводится с клавиатуры. Зашифрованные сообщения могут выводиться либо на монитор, либо в файл. Зашифрованные сообщения могут вводиться, как с клавиатуры, так и из файла. Ключ выбирается с клавиатуры. Для усложнения взлома посторонними  на каждый сеанс передачи новых сообщений выбирается ключ из нескольких заданных в программе, номер выбранного ключа передается получателю сообщения по сотовой связи через СМС.

Рисунок 1. Схема системы

Описание вида сообщений и ключа. В сообщении могут использоваться цифры, буквы (только заглавные) и знаки препинания.

Рисунок 2. Переводная таблица (кирилица)

Ключ представляет собой линейные алгебраические функции с одной переменной. В ключе могут использоваться целые цифры (от 0 до 99),  алгебраические знаки  (плюс, минус, умножить, разделить) и 2 буквы (X –  цифры из кодировочной таблицы и Y – цифры закодированной информации). Закодированный текст передается строкой цифр через запятую. Длина теста для одного сеанса передачи не более 120 символов.

Рисунок 3. Алгоритм шифровальной программы

Рисунок 3. Алгоритм дешифровальной программы

Сравниваем две шифровки одного слова АДИДАС с разными ключами. 25, 33, 43, 33, 25, 61, и 28, 40, 55, 40, 28, 82, слово одно, а цифры разные. Если каждый раз менять ключи, выбирая из десяти применяющихся в программе, то взломать шифр будет практически не возможно, так как часто меняется ключ шифрования и ключ ассиметричный, а сама шифрограмма и ключ передаются разными каналами связи.

Выводы — за время работы узнал много интересного о шифрах и шифровальных системах. Очень интересна  история шифрования, много разных методов защиты информации. Разнообразны современные методы шифрации. Использование шифров и различных методов шифрования встречается в самых неожиданных местах (художественной литературе, фильмах, мультфильмах и компьютерных играх).

Для соблюдения секретности разработана система Секретности Личной Переписки через Интернет с большой степенью защиты от взлома и дополнительным каналом передачи секретного ассиметричного ключа. Созданы две версии программ шифрования и дешифрования на языке программирования Delphi.

Система СЛП работает, значит можно пользоваться Всемирной «паутиной» (Интернетом) для личной переписки не боясь, что кто-то чужой сможет прочитать сообщения.

Список литературы:

1.Бунин О. Занимательное шифрование: Мир ПК, № 07, 2003.

2.Николаев Е. Криптография, математические алгоритмы при шифровании: Сборник описания работ, Издательский дом Первое сентября, 2012.

3.Николаев Е. Криптография // Школьные перлы. — 2011—2012. — № 12. [Электронный ресурс] — Режим доступа — URL: http://www.newshow.ru/10/index.php?page=p12 (дата обращения 20.08.2012).

4.Николаев Е. Некоторые понятия криптографии // Школьные перлы. — 2011—2012. — № 16. [Электронный ресурс] — Режим доступа — URL: http://www.newshow.ru/10/index.php?page=p16 (дата обращения 20.08.2012).