Основы криптографии: учебное пособие

Пособие предназначено для помощи при изучении дисциплин «Основы криптографии» и «Основы криптографии с открытым ключом» студентами, обучающимися по направлениям подготовки: 090900 «Информационная безопасность», 100100 «Сервис», 210700 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», а также для специалистов по специальности 210403 «Защищенные системы связи». В части I пособия рассматриваются симметричные криптосистемы, тогда как в части II будут изучаться несимметричные криптосистемы (с открытым ключом). В части I описаны идеальные (совершенные) криптосистемы, блоковые и потоковые шифры. Представлены основные методы криптоанализа данных шифров, а также способы их построения, устойчивые к этим методам криптоанализа. Для пояснения современных методов криптографии в пособии кратко излагается математический аппарат теории конечных полей и булевых функций. Изучаются модификации блоковых шифров и методы многократного шифрования. Представлена техника безусловно стойкой аутентификации сообщений и вычислительно стойкой аутентификации на основе использования блоковых шифров. В части II рассматриваются несимметричные криптосистемы, иначе называемые криптосистемами с открытым ключом. Изложению основного материала предшествует краткое описание необходимого для этого математического аппарата теории чисел. Далее подробно рассматриваются криптосистемы РША, Рабина, Диффи–Хеллмана, Эль-Гамаля и Мак-Элис. Излагаются методы построения криптосистем на основе эллиптических кривых. Рассматривается техника выполнения цифровой подписи. Приводится описание ряда криптографических протоколов. Во втором издании книги добавлена часть III «Управление ключами в криптографических системах», где рассмотрены различные алгоритмы распределения ключей для методов шифрования, изложенных в предыдущих частях настоящей книги. Некоторые стандарты распределения ключа приведены в сетевых протоколах. Кроме того, во втором издании исправлены опечатки первого издания, добавлены некоторые доказательства, кратко изложены принципы формирования ключевых потоков для идеальных систем шифрования в условиях перехвата (включая и квантовую криптографию). Часть материала книги, отмеченная петитом, предполагает углубленное изучение предмета и может быть опущена при первом чтении. При написании пособия использованы последние открытые научные результаты в области криптографии, а также учтен опыт постановки аналогичных курсов в отечественных и зарубежных университетах.