Введение 5
ГЛАВА 1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КРИПТОГРАФИЧЕСКОГО АЛГОРИТМА RSA 7
1.1 Описание работы ассиметричного алгоритма шифрования 7
1.2 Система Диффи—Хеллмана 9
1.3 Алгоритм RSA 11
1.4 Цифровая подпись 13
1.5 Алгоритм Евклида 15
1.6 Выбор параметров RSA 16
1.7 Пример работы алгоритма RSA 17
1.8 Криптоанализ RSA 18
1.8 Атаки на RSA 20
1.9 Достоинства и недостатки RSA 21
ГЛАВА 2 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМА RSA 24
ГЛАВА 3 ТЕСТИРОВАНИЕ РАЗРАБОТАННОЙ ПРОГРАММЫ 34
Заключение 39
Список используемой литературы 40
Приложение А Листинг программы реализации алгоритма RSA 44
В настоящее время основным фактором, влияющим на политическую и экономическую, составляющие государственной безопасности, является уровень защищённости и информационной среды. Вопросы обеспечения безопасности в информационной индустрии, а также в телекоммуникационных технология актуальны и по сей день. Об этом свидетельствуют многочисленные компьютерные преступления в кредитно - финансовой сфере, так и в государственных органах.
На протяжение многих столетий человечество использовало криптографические методы защиты данных с целью обеспечить конфиденциальность при передаче информации и его хранении. Во многих источник предполагается, что криптография зародилось около 4 тыс. лет. назад. Примеры зашифрованного текста можно найти в древних манускриптах Индии и Египта.
Наука, изучающая методы зашифровки и дешифровки, называется криптология. Она подразделяется на криптографию, науку изучающая методы обеспечения целостности информации от прочтения посторонними лицами и криптоанализ, науку, изучающая способы расшифровать зашифрованную информации, не имея к этому специального ключа.
Криптография включает в себя четыре крупных раздела:
1) симметричные криптосистемы.
2) криптосистемы с открытым ключом.
3) системы электронной подписи.
4) управление ключами.
Процесс шифрования является основным видом преобразовании информации в криптографической системе. Он представляет собой преобразование открытого текста с помощью математических, логических, комбинаторных операций, в результате которых на выходе зашифрованная информация будет представлена в виде хаотический набор букв, цифр, других символов и двоичных кодов.
Актуальность выпускной квалификационной работы заключается в том, что криптографические методы защиты информации широко применяются во многих сферах государственного, военного, коммерческого характера.
Алгоритм RSA по сей день встраиваются в частные и коммерческие продукты. Мировые компании Microsoft, Apple и Novell в своих операционных системах, так же используют RSA.Алгоритм используется в Internet и входит в протоколы такие как S/MIME, IPSEC (Internet Protocol Security) и TLS.
Объект исследования - ассиметричный алгоритм шифрования данных.
Предмет исследования - криптографический алгоритм RSA.
Цель исследования - реализация криптографического алгоритма RSA.
Для достижения цели работы необходимо решить следующие задачи:
1) Рассмотреть криптографический алгоритм.
2) Реализовать алгоритм.
3) Проверить работоспособность и корректность работы программ.
4) Выявить достоинства и недостатки.
Бакалаврская работа состоит из введения, трёх глав, заключения, списка литературы и приложений.
В первой главе затрагиваются вопросы процесса работы ассиметричных алгоритмов шифрования их достоинства и недостатки.
Во второй главе рассматривается архитектура, выбранная для решения задачи, средства реализации.
В третьей главе предоставляются результаты тестирования реализованного алгоритма шифрования на основе выявленных требований.
В заключении подводятся итоги исследования, формируются окончательные выводы и описываются результаты проделанной работы.
В ходе выполнения бакалаврской работы был рассмотрен криптографический алгоритм RSA и был реализован программный код, который показывает работу данного алгоритма. Также был разработан графический интерфейс программного кода, чтобы пользователь без труда мог зашифровать ту или иную информацию. Были рассмотрены математические аспекты данного алгоритма, его достоинства и недостатки, а также всевозможные атаки.
Криптографическая стойкость заключается в вычислительной сложности задачи факторизации больших чисел. Атака путём факторизации, представляет наибольшую угрозу криптосистеме. Остальные атаки направлены на реализацию и недостатки алгоритма.
Данный алгоритм имеет ряд преимуществ:
— RSA является ассиметричным алгоритмом шифрования данных, а значит работает на базе передачи открытых ключей в сети. Благодаря этому пользователи способны обмениваться данными по незащищённым каналам связи.
— пользователь сам задаёт нужную ему криптостойкость, т.к. он сама задает значения чисел для р и q.
Одним из недостатков криптосистемы RSA является низкая скорость шифрования. Алгоритм RSA уступает алгоритму DES и другим алгоритмам шифрования в скорости. Системе RSA понадобится в 2 раза больше времени, чтобы зашифровать и расшифровать того же самого текста симметричным алгоритмом.
Таким образом в данной бакалаврской работе были изучены основные аспекты алгоритма RSA, выявлены основные достоинства и недостатки алгоритма, реализованный программный модуль полностью соответствует базовым механизмам алгоритма RSA.
1. Адаменко М.В. Основы классической криптологии. Секреты шифров и кодов / Михаил Адаменко. - Москва: Высшая школа, 2014. 256c.
2. Бабаш А. В. История криптографии. Часть I / А.В. Бабаш, Г.П Шанкин. М.: Гелиос АРВ, 2002. 240 c.
3. Бабаш А.В. Криптографические методы защиты информации (для бакалавров и магистров) / А.В. Бабаш, Е.К. Баранова. - М.: КноРус, 2015. 224c.
4. Бабаш А.В. Криптографические методы защиты информации. Криптографические методы защиты информации: Учебно-методическое пособие / А.В. Бабаш. - М.: ИЦ РИОР, НИЦ Инфра-М, 2013. 413 c.
5. Баранова Е.К. Криптографические методы защиты информации. Лабораторный практикум (для бакалавров) / Е.К. Баранова, А.В. Бабаш. - М.: КноРус, 2018. 288 c.
6. Баричев С. Г. Основы современной криптографии / С.Г. Баричев, В.В. Гончаров, Р.Е. Серов. - Москва: СИНТЕГ, 2011. 176 с.
7. Вельшенбах М. Криптография на Си в действии. Учебное пособие / М. Вельшенбах. - М.: Триумф, 2014. - 462 с.
8. Герман О. Н. Теоретико-числовые методы в криптографии / О.Н. Герман, Ю.В. Нестеренко. - М.: Академия, 2012. 272 c.
9. Запечников С.В. Криптографические методы защиты информации: Учебное пособие / С.В. Запечников, О.В. Казарин, А.А. Тарасов. - Люберцы: Юрайт, 2016. 309 с.
10. Зубов А.Ю. Криптографические методы защиты информации. Совершенные шифры / А.Ю. Зубов. - М.: Гелиос АРВ, 2005. 192 с.
11. Зубов А.Н. Математика кодов аутентификации / А.Н. Зубов. - М.: Гелиос АРВ, 2014. 152 с.
12. Ишмухаметов Ш.Т. Математические основы защиты информации: учеб. пособие / Ш.Т. Ишмухаметов, Р.Г. Рубцов — Казань: Казанский федер. Унт, 2012. 138 с.
13. Коутинхо С. Введение в теорию чисел. Алгоритм ЯЗЛ.Перевод с англ. С.А. Кулешова под редакцией С.К. Ландо. М. ПОСТМАРКЕТ, Москва, 2001. 328с.
14. Кузьмин Т. В. Криптографические методы защиты информации
/Т.В.
Кузьмин. - Москва: Огни, 2016. 192 с.
15. Литвинская О. С. Основы теории передачи информации. Учебное пособие / О.С. Литвинская, Н.И. Чернышев. - М.: КноРус, 2015. 168 с.
16. Макаров А.Теория и практика хакерских атак / Макаров А. - М.: МИК, 2015. 384 с.
17. Масленников М.Практическая криптография / М.Масленников. - М.:
БХВ-Петербург, 2020. 864 с.
18. Шаньгин В. Информационная безопасность и защита информации / В.Ф. Шаньгин. - Москва: Гостехиздат, 2016. 470 с.
19. Алгоритм шифрования RSA на пальцах. [Электронный ресурс].
Режим доступа: URL: http: //teh-box.ru/informationsecurity/al goritm-
shifrovaniya-rsa-na-palcax.html
20. Основы криптографии: Информация. [Электронный ресурс]. Режим доступа: URL:https://www.intuit.ru/studies/courses/691/547/info
21. Gagneja K. A Survey and Analysis of Security on RSA Algorithm. / K. Gagneja, K.J. Singh. 2015. 328 с.
22. Jon C. Graff Cryptography and E-Commerce / Jon C. Graff, 2001.120 с.
23. Keqin, Feng Coding, Cryptography and Combinatorics / Keqin Feng.2015. 272 с.
24. McNeely P. Variations and Attacks on the RSA Algorithm. / P. McNeely,
B. Walker. 2013. 230 с.
25. Skobic V. Hardware Modules of the RSA Algorithm. / V. Skobic, B. Dokic, Z. Ivanovic. 2014. 180 с.