Человек с давних времен хранил секреты и защищал все, что считает своим. Еще до появления компьютеров были изобретены первые криптосистемы, которые позволяли скрыть информацию, не предназначавшуюся посторонним людям, а уже после создания вычислительных систем появилась потребность защищать информацию внутри них. Пока люди нуждаются в защите личных данных и их конфиденциальности, информационные системы будут нуждаться в криптозащите.
Как и любая другая страна, Россия имеет свои законы, правила, стандарты. Одним из множества таких стандартов является набор правил, как должны защищаться данные в информационных системах.
Эта работа посвящена новому российскому стандарту криптозащиты, принятому в 2015 году и вступившему в силу 1 января 2016 года. В ГОСТ Р 34.12-2015 представлено описание нового алгоритма блочного шифрования под названием «Кузнечик». Этот стандарт пришел на смену старому ГОСТ 1989 года, который использует шифр «Магма». Информация по самому стандарту отображена в главе 1.
Основная цель работы это показать целесообразность использования нового алгоритма по сравнению со старым исходя из его производительности, требуемой надежности и других свойств для конкретных задач.
Для выполнения этих целей поставлены несколько задач, направленных на достижение наиболее полных результатов по сравнению этих двух алгоритмов. Сюда можно включить реализацию шифров, непосредственно сравнение алгоритмов и некоторые другие дополнительные задачи. Помимо этого требуется рассмотреть режимы работы блочных шифров, так как сами по себе алгоритмы ограничены конкретными параметрами входных данных. Также появилась необходимость создания пользовательского интерфейса для демонстрации криптографических возможностей алгоритмов и наглядности их использования. Описание процесса реализации представлено в главе 8.
Перед описанием самого исследования было решено посвятить одну из глав (глава 2) классу блочных алгоритмов шифрования, куда относятся рассматриваемые шифры. Это позволит использовать и оперировать связанными с этой областью понятиями в данной работе, а также даст некоторое представление о возможных альтернативных решений, применяемых в исследуемых алгоритмах.
Результатом исследования являются некоторые выводы по критериям скорости, надежности, и сложности реализации алгоритмов, их преимуществам, недостаткам и другим свойствам. К этому всему добавляются выявленные преимущества и недостатки, а также предназначения конкретных режимов шифрования.
Результаты исследований показывают, что отмеченные цели были достигнуты, а поставленные основные и дополнительные задачи выполнены.
Эти результаты направлены на то, чтобы помочь сделать выводы по выбору того или иного стандартизированного способа шифрования данных для использования в выбранной системе для решения требуемых задач.
Разработанный прототип системы справился с необходимыми задачами по демонстрации работы заявленных алгоритмов и режимов шифрования и отлично показал себя во время тестового использования, а реализация шифров на простом языке может помочь в понимании принципов криптографии и в других обучающих целях.
Обеспечение защиты персональных данных пользователя является одной из важнейших задач при проектировании и разработке. Технологии развиваются, вычислительные мощности растут, предыдущие стандарты шифрования устаревают. Информационные системы должны быть защищены - об этом нам говорят законы и стандарты, принимаемые правительством РФ. На сколько новый ГОСТ будет долговечным покажет лишь время.
1. ГОСТ Р 34.12-2015 «Информационная технология. Криптографическая защита информации. Блочные шифры».
2. Э. М. Габидулин, А. С. Кшевецкий, А. И. Колыбельников. "Защита информации: учебное пособие". — М. : МФТИ, 2011. — 262 с.
3. P. Junod, A. Canteaut. “Advanced Linear Cryptanalysis of Block and Stream Ciphers.” — IOS Press, 2011. — 2 с.
4. J. Katz, Y. Lindell. “Introduction to modern cryptography.” - CRC Press,
2008.
5. А. Винокуров. “Алгоритм шифрования ГОСТ 28147-89, его
использование и реализация для компьютеров платформы Intel x86”. [Электронный ресурс]
http://www.enlight.ru/crypto/articles/vinokurov/gost i.htm
6. “ГОСТ Р 34.12-2015: чего ожидать от нового стандарта?”.
[Электронный ресурс]http://www.itsec.ru/articles2/crypto/gost-r-chego-ozhidat-ot-novo go-standarta/
7. “Сеть Фейстеля”. [Электронный ресурс]
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B5%D1%82%D1%8C%D0%A4%D0%B5%D0%B9%D 1 %81 %D 1 %82%D0%B5%D0%BB%D 1 %8F
8. G. Leander, A. Poschmann. “On the Classification of 4 bit S-boxes”, - Springer : Heidelberg LNCS, vol. 4547, 2007, - 159- 176 c.
9. “SP-сеть”. [Электронный ресурс] https: //ru. wikipedia. org/wiki/SP-
%D 1 %81 %D0%B5%D 1 %82%D 1 %8C
10. Dial 'C' for Cipher // Selected areas in cryptography: 13th international workshop, SAC 2006, Montreal, Canada, August 17-18, 2006 : revised selected papers. — Springer, 2007. — 77 с.
11. ‘ ‘Cryptographic Boolean functions and applications.” — Academic Press,
2009. — 164 с.
12. E. K. Alekseev, V. O. Popov, A. S. Prokhorov, S. V. Smyshlyaev, L. A. Sonina, “On the performance of one perspective LSX-based block cipher”, Матем. вопр. криптогр., 6:2 ,2015. - 7-17 c. [Электронный ресурс]http://mi.mathnet.ru/mvk140
13. С. Смышляев, Криптография в России: проблемы применения//
“Вопросы применимости российских криптоалгоритмов”.
[Электронный ресурс]https ://events.yandex. ru/events/meetings/24-j uly-2015/
14. А. Винокуров, Э. Применко. “Сравнение стандарта шифрования РФ и нового стандарта шифрования США.” [Электронный ресурс]http://ecm-journal.ru/files/150076131.pdf
15. Дифференциальный криптоанализ. [Электронный ресурс]
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B8%D1%84%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%B0%D0%BB%D1 %8C%D0%BD%D 1 %8B%D0%B9%D0%BA%D 1 %80%D0%B8%D0%BF%D1%82%D0%BE%D0%B0%D0%BD%D0%B0%D0%BB%D0%B8%D0%B7
16. Р. Олейников, И. Горбенко. “О новом украинском стандарте
шифрования”. [Электронный ресурс]
http: //ko .com.ua/o novom ukrainskom standarte shifrovaniya 110863
17. “Блочный шифр ГОСТ 28147-89 взломан в разгар усилий по его
международной стандартизации”. [Электронный ресурс]
http://www.itsec.ru/articles2/crypto/gost-28147-89-vzloman