Основы криптографии: учебное пособие

Пособие предназначено для помощи в изучении курса "Основы криптографии" и " Оснвы криптографии с открытым ключом" , студентам обучающимся по направлениям подготовки : 090900 " Информационная безопасность", 100100 " Сервис" , 210700 " Инфокоммуникационные технологии и системы связи", а также для специалистов по специоальности 210-403 " Защищенные системы связи ". Она может быть также полезна всем самостоятельно изучающим вопросы криптографии и интересующимся ее практическим применением . При написании пособия использованы последние открытые научные результатаы в области криптографии , а также учтен опыт постановки аналогичных курсов в отечественных и зарубежных университетах. В первой части описаны идеальные (совершенные ) криптосистемы , блоковые и потоковые шифры. Представлены основные методы криптоанализа данных шифров, а также способы их построения устойчивые к этим методам. Для пояснения современных алгоритмов криптографии, в книге кратко излагается математический аппарат теории конечных полей и булевых функций. Рассматриваются модификации блоковых шифров и методы многократного шифрования. Представлена техника безусловно стойкой аутентификации сообщений и вычислительно стойкой аутентификации на основе использования блоковых шифров. Описаны используемые на практике стандарты шифрования (DES, ГОСТ-28147-89, ГОСТ Р 34.12-2015, AES). Значительное внимание уделено построению потоковых шифров, включая основные принципы их разработки. В качестве примера рассмотрен шифр A5/1, используемый в стандарте мобильной связи GSM. Во второй части рассматриваются несимметричные криптосистемы. Изложению основного материала предшествует краткое описание необходимого для этого математического аппарата теории чисел. Далее подробно описываются криптосистемы РША, Рабина, Диффи-Хеллмана, Эль-Гамаля и Мак-Элис. Излагается подход к методам построения криптосистем на основе эллиптических кривых. Рассматривается техника выполнения цифровой подписи. Приводится описание хеш-функций и ряда криптографических протоколов. Часть III посвящена управлению ключами в криптографических системах, где рассмотрены различные алгоритмы распределения ключей для симметричных и асимметричных криптосистем. Приведены некоторые стандарты распределения ключей в сетевых протоколах. При написании пособия использованы последние открытые научные результаты в области криптографии, а также учтён опыт постановки аналогичных курсов в отечественных и зарубежных университетах. Для понимания основного содержания книги достаточно знания основ теории вероятностей в объеме программ технических университетов.