Рябко Б. Я., Фионов А. Н. Криптографические методы защиты информации

Рябко Б. Я., Фионов А. Н. Криптографические методы защиты информации: Учебное пособие для вузов. - М.: Горячая линия-Телеком, 2005. - 229 с.: ил.
Изложены основные подходы и методы современной криптографии для решения задач, возникающих при обработке, хранении и передаче информации. Основное внимание уделено новым направлениям криптографии, связанным с обеспечением конфиденциальности взаимодействий пользователей компьютеров и компьютерных сетей. Рассмотрены основные шифры с открытыми ключами, методы цифровой подписи, основные криптографические протоколы, блоковые и потоковые шифры, криптографические хеш-функции, а также редко встречающиеся в литературе вопросы о конструкции доказуемо невскрываемых криптосистем и криптографии на эллиптических кривых. Изложение теоретического материала ведется достаточно строго, но с использованием элементарного математического аппарата. Подробно описаны алгоритмы, лежащие в основе криптографических отечественных и международных стандартов. Приведены задачи и упражнения, необходимые при проведении практических занятий и лабораторных работ.
Для студентов, обучающихся по направлению «Телекоммуникации», может быть полезна специалистам.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие......................................................3
1. Введение........................................................5
Задачи и упражнения..............................................11
2. Криптосистемы с открытым ключом..........12
2.1. Предыстория и основные идеи..............................12
2.2. Первая система с открытым ключом — система Диффи-Хеллмана......................................................12
2.3. Элементы теории чисел......................................21
2.4. Шифр Шамира..............................................21
2.5. Шифр Эль-Гамаля..........................................31
2.6. Одностороння функция с «лазейкой» и шифр RSA . . 34
Задачи и упражнения..............................................38
Темы лабораторных работ........................................40
3. Методы взлома шифров, основанных на дискретном логарифмировании........41
3.1. Постановка задачи ..........................................41
3.2. Метод «шаг младенца, шаг великана»....................43
3.3. Алгоритм исчисления порядка ............................45
Задачи и упражнения..............................................50
Темы лабораторных работ........................................51
4. Электронная, или цифровая подпись..........52
4.1. Электронная подпись RSA..................................52
4.2. Электронная подпись на базе шифра Эль-Гамаля ... 55
4.3. Стандарты на электронную (цифровую) подпись .... 58
Задачи и упражнения..............................................62
Темы лабораторных работ........................................64
5. Криптографические протоколы.............65
5.1. Ментальный покер ..........................................65
5.2. Доказательства с нулевым знанием........................ТО
Задача о раскраске графа..................................71
Задача о нахождении гамильтонова цикла в графе ... 75
5.3. Электронные деньги ........................................82
5.4. Взаимная идентификация с установлением ключа ... 88
Задачи и упражнения..............................................95
Темы лабораторных работ........................................96
6. Криптосистемы на эллиптических кривых......97
6.1. Введение......................................................97
6.2. Математические основы....................................98
6.3. Выбор параметров кривой.................106
6.4. Построение криптосистем.................108
Шифр Эль-Гамаля на эллиптической кривой......109
Цифровая подпись по ГОСТ Р34.10-2001 ................110
6.5. Эффективная реализация операций...........111
6.6. Определение количества точек на кривой........117
6.7. Использование стандартных кривых...........126
Задачи и упражнения.......................129
Темы лабораторных работ....................129
7. Теоретическая стойкость криптосистем ........131
7.1. Введение...........................131
7.2. Теория систем с совершенной секретностью.......132
7.3. Шифр Вернама.......................134
7.4. Элементы теории информации ..............135
7.5. Расстояние единственности шифра с секретным ключом 142
7.6. Идеальные криптосистемы.................148
Задачи и упражнения.......................154
8. Современные шифры с секретным ключом......156
8.1. Введение...........................156
8.2. Блоковые шифры......................159
Шифр ГОСТ 28147-89 ......................................161
Шифр RC6..........................164
Шифр Rijndael (AES)....................167
8.3. Основные режимы функционирования блоковых шифров ..............177
Режим ЕСВ .........................177
Режим СВС .........................178
8.4. Потоковые шифры .....................179
Режим OFB блокового шифра...............181
Режим CTR блокового шифра...............182
Алгоритм RC4........................183
8.5. Криптографические хеш-функции............185
9. Случайные числа в криптографии............188
9.1. Введение...........................188
9.2. Задачи, возникающие при использовании физических генераторов случайных чисел..........190
9.3. Генераторы псевдослучайных чисел ...........192
9.4. Тесты для проверки генераторов случайных и псевдослучайных чисел.......................195
9.5. Статистическая атака на блоковые шифры.......200
Ответы к задачам и упражнениям .............214
Список литературы.......................218
Предметный указатель.....................222