Имитостойкость и помехоустойчивость криптосистем. Лекция 15

1.

ЛЕКЦИЯ 15.
Имитостойкость и
помехоустойчивость криптосистем.
15.1. Основные принципы имитозащиты и помехоустойчивости
криптосистем.
15.2. Структура имитозащищенного помехоустойчивого канала
связи.
15.3. Имитозащита на основе режима выработки имитовставки.

2.

Защита информации, передаваемой по каналам связи, от случайных помех
осуществляется с помощью ее помехоустойчивого кодирования.
Методы помехоустойчивого кодирования:
1. кодирование с контролем двоичного сообщения на четность (числа единиц в
сообщении) или на нечетность;
2. кодирование с обеспечением постоянного веса двоичного сообщения
(постоянного числа единиц в сообщении);
3. корреляционное (парафазное) кодирование («1» и «0» кодируются парой
символов, например, «10» и «01», соответственно);
4. кодирование на основе линейных уравнений в полях Галуа и т.д.

3.

Защита канала шифрованной связи от навязывания ложной информации носит название
имитозащиты.
Вероятность случайно выбранного сообщения пройти проверку на подлинность не должна
превышать некоторой заданной величины.
Структура простейшего помехозащищенного криптоканала.
ε
x
Ш
y
К
ДК
k(t)
Г1
y+ε
y
ДШ
x
k(t)
Г2
Обозначения:
Г1 и Г2 – синхронные генераторы ключей k(t),
Ш – криптографический шифратор,
К − помехоустойчивый кодер,
ДК − помехоустойчивый декодер,
ДШ – криптографический дешифратор,
x − открытый текст, y − шифрованное сообщение, ε − ложная информация (и (или) помеха).
В данной схеме ключ шифрования меняется от сообщения к сообщению.
(последовательность ключей является секретным параметром).

4.

ε
x
К
x’
Ш
х’
ДШ
ДК
x
y+ε
y
k(t)
k(t)
Г1
Г2
Защита от подмены сообщений
ε
x
К
x’
Ш
ДШ
y
Г1
ДК
y+ε
k(t)
CLK
х’
обратная
связь
k(t)
Г2
x
CLK
Синхронизация генераторов ключей
Если максимальная величина разности показаний часов - Δ,
величина дискретности показаний часов - δ,
то возможно рассогласование состояний генераторов ключей максимально
на
l = [Δ/δ] позиций.

5.

Имитозащита на основе режима выработки имитовставки
Процедура имитозащиты строится на основе некоторой криптографической системы: к сообщению
добавляется отрезок информации фиксированной длины, вычисленный по определенному правилу на
основе открытых данных и ключа, называемый имитовставкой,
или кодом аутентификации сообщения (MAC-Message Authentication Code).
Обеспечение имитозащиты предусмотрено ГОСТ 28147-89:
1. При выработке имитовставки используются 16 циклов шифрования в режиме простой замены.
2. Выработка имитовставки производится с использованием той же ключевой информации, что
применяется для шифрования исходного текста.
3. Вся входная открытая информация разбивается на 64−битовые блоки, которые перед выработкой
имитовставки делятся на 32−битовые блоки N1, N2. (Если последний 64−битовый блок неполон, то он
дополняется нулями).
Заполнение
накопителей
N1, N2
Суммировани
е очередного
блока с N1, N2
16 циклов
шифровани
я
Есть
еще
данны
е?
Да
Да
Блок
полны
й?
Нет
Нет
Выбор l
битов
имитовставк
и
Режим выработки имитовставки
Дополнение
блока
нулями