Криптология. Реализация алгоритмов шифрования в Delphi

Московский  Государственный  Технический Университет  им.Н.Э.Баумана 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Курсовой  проект

На  тему: «Криптология. Реализация алгоритмов шифрования в Delphi». 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: Свешников К.А. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Москва, 2011 год. 

Содержание:

1 Введение 3

1.1 Исторические основы криптологии 3

1.2 Криптология в современном мире 4

2 Криптология 5

2.1 Основные понятия криптологии 5

2.2 Требования к криптосистемам 8

2.3 Симметрические криптосистемы 9

2.3.1 Метод Цезаря 10

2.3.2 Системы шифрования Гронсфельда 12

3 Практическое применение криптологии 13

3.1 Цифровая подпись 13

3.1.1 Общие положения 13

4 Постановка задачи 14

5 Реализация задачи 14

5.1 Краткая характеристика среды  Embarcadero® Delphi® XE 14

5.2 Алгоритм решения задачи 14

5.2.1 Модуль шифровки/дешифровки 15

5.3 Дополнения 16

5.4 Блок-Схема 17

6 Заключение 18

7 Список литературы: 19 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Введение

1.  Исторические основы криптологии

    Понятие "Безопасность" охватывает широкий  круг интересов как отдельных  лиц, так и целых государств. В  наше мобильное время видное место  отводится проблеме информированной  безопасности, обеспечению защиты конфиденциальной информации от ознакомления с ней  конкурирующих групп 

    О важности сохранения информации в тайне  знали уже в древние времена, когда с появлением письменности появилась и опасность прочтения  ее нежелательными лицами.

    Существовали  три основных способа защиты информации. Один из них предполагал защиту ее чисто силовыми методами: охрана документа - носителя информации -физическими  лицами, передача его специальным  курьером и т.д. Второй способ получил  название "стеганография" (латино-греческое  сочетание слов, означающих в совокупности "тайнопись"). Он заключался в сокрытии самого факта наличия информации. В данном случае использовались так  называемые симпатические чернила. При соответствующем "проявлении" бумаги текст становится видимым. Один из примеров сокрытия информации приведен в трудах древнегреческого историка Геродота. На голове раба, которая брилась  наголо, записывалось нужное сообщение. И когда волосы его достаточно отрастали, раба отправляли к адресату, который снова брил его голову и считывал полученное сообщение.

    Третий  способ защиты информации заключался в преобразовании смыслового текста в некий набор хаотических  знаков (или букв алфавита). Получатель данного донесения имел возможность  преобразовать его в то же самое  осмысленное сообщение, если обладал  ключом к его построению. Этот способ защиты информации называется криптографическим. Криптография - слово греческое и  в переводе означает "тайнопись". По утверждению ряда специалистов криптография по возрасту - ровесник египетских пирамид. В документах древних цивилизаций - Индии, Египта, Месопотамии - есть сведения о системах и способах составления  шифрованных писем.

      Наиболее полные и достоверные  сведения о шифрах относятся  к Древней Греции.

    Основное  понятие криптографии - шифр (от арабского "цифра"; арабы первыми стали  заменять буквы на цифры с целью  защиты исходного текста). Секретный  элемент шифра, недоступный посторонним, называется ключом шифра. Как правило, в древние времена использовались так называемые шифры замены и  шифры перестановки.

    Историческим  примером шифра замены является шифр Цезаря (1 век до н.э.), описанный историком  Древнего Рима Светонием. Гай Юлий Цезарь использовал в своей переписке  шифр собственного изобретения. Применительно  к современному русскому языку он состоял в следующем. Выписывался  алфавит: А, Б, В, Г, Д,Е,...,; затем под  ним выписывался тот же алфавит, но со сдвигом на 3 буквы влево.

    Таким образом, можно утверждать, что основы криптологии были заложены еще в  древности и, естественно, после  многовекового развития нашли широкое  применение в современной жизни.

2. Криптология в современном  мире

    На  протяжении всей своей многовековой истории, вплоть до совсем недавнего  времени, это искусство криптологии  немногим, в основном верхушке общества, не выходя за пределы резиденций глав государств, посольств и – конечно  же – разведывательных миссий. И  лишь несколько десятилетий назад  все изменилось коренным образом  – информация приобрела самостоятельную  коммерческую ценность и стала широко распространенным, почти обычным  товаром. Ее производят, хранят, транспортируют, продают и покупают, а значит –  воруют и подделывают – и, следовательно, ее необходимо защищать. Современное  общество все в большей степени  становится информационно–обусловленным, успех любого вида деятельности все  сильней зависит от обладания  определенными сведениями и от отсутствия их у конкурентов. И чем сильней  проявляется указанный эффект, тем  больше потенциальные убытки от злоупотреблений  в информационной сфере, и тем  больше потребность в защите информации.

    Среди всего спектра методов защиты данных от нежелательного доступа особое место занимают криптографические  методы. В отличие от других методов, они опираются лишь на свойства самой  информации и не используют свойства ее материальных носителей, особенности  узлов ее обработки, передачи и хранения. Образно говоря, криптографические методы строят барьер между защищаемой информацией и реальным или потенциальным злоумышленником из самой информации. Конечно, под криптографической защитой в первую очередь подразумевается шифрование данных. Раньше эта операция выполнялось человеком вручную или с использованием различных приспособлений. Поэтому развитие криптологии сдерживалось проблемой реализации шифра.

    Почему  же проблема использования криптографических  методов в информационных системах (ИС) стала в настоящий момент особо актуальна? С одной стороны, расширилось использование компьютерных сетей, в частности глобальной сети Интеpнет, по которым передаются большие  объемы информации государственного, военного, коммерческого и частного характера, не допускающего возможность  доступа к ней посторонних  лиц. С другой стороны, появление  новых мощных компьютеров, технологий сетевых и нейронных вычислений сделало возможным дискредитацию  криптографических систем еще недавно  считавшихся практически не раскрываемыми.

2. Криптология

1. Основные  понятия криптологии

    Криптология разделяется на два направления - криптографию и криптоанализ. Цели этих направлений прямо противоположны. Криптография занимается поиском и исследованием математических методов преобразования информации.

    Сфера интересов криптоанализа -  исследование возможности расшифровывания информации без знания ключей.

    Современная криптография включает в себя четыре крупных раздела:

    1. Симметричные криптосистемы.

    2. Криптосистемы с открытым ключом.

    3. Системы электронной подписи.

    4. Управление ключами.

    Основные  направления  использования криптографических методов - передача конфиденциальной информации по каналам связи (например, электронная почта), установление подлинности передаваемых  сообщений, хранение информации (документов, баз данных) на носителях в зашифрованном виде. 

    Криптографические методы защиты информации в автоматизированных системах могут применяться как  для защиты информации, обрабатываемой в ЭВМ или хранящейся в различного типа ЗУ, так и для закрытия информации, передаваемой между различными элементами системы по линиям связи. Криптографическое  преобразование как метод предупреждения несанкционированного доступа к  информации имеет многовековую историю. В настоящее время разработано  большое количество различных методов  шифрования, созданы теоретические  и практические основы их применения. Подавляющие число этих методов  может быть успешно использовано и для закрытия информации.

    Итак, криптография дает возможность преобразовать  информацию таким образом, что ее прочтение (восстановление) возможно только при знании ключа.

    В качестве информации, подлежащей шифрованию и дешифрованию, рассматриваются  тексты, построенные на некотором алфавите. Под этими терминами понимается следующее.

    Алфавит - конечное множество используемых для кодирования информации знаков.

    Текст - упорядоченный набор из элементов алфавита.

    В качестве примеров алфавитов, используемых в современных ИС можно привести следующие:

    · алфавит Z₃₃ - 32 буквы русского алфавита и пробел;

    · алфавит Z₂₅₆ - символы, входящие в стандартные коды ASCII и КОИ-8;

    · бинарный алфавит - Z₂ = {0,1};

    · восьмеричный алфавит или шестнадцатеричный алфавит;

    Шифрование - преобразовательный процесс: исходный текст, который носит также название открытого текста, заменяется шифрованным текстом.

    Дешифрование - обратный шифрованию процесс. На основе ключа шифрованный текст преобразуется в исходный.

    Ключ - информация, необходимая для беспрепятственного шифрования и дешифрования текстов.

Криптографическая система представляет собой семейство T преобразований открытого текста. Члены этого семейства индексируются, или обозначаются символом k; параметр k является ключом. Пространство ключей K - это набор возможных значений ключа. Обычно ключ представляет собой последовательный ряд букв алфавита.