Criptografie Si Securitatea Informatiei. Aplicatii. 20.10.2012

download Criptografie Si Securitatea Informatiei. Aplicatii. 20.10.2012

of 152

  • date post

    14-Feb-2015
  • Category

    Documents

  • view

    73
  • download

    12

Embed Size (px)

description

Elemente de baza ale criptografiei exercitii propuse si rezolvate

Transcript of Criptografie Si Securitatea Informatiei. Aplicatii. 20.10.2012

Criptograe si Securitatea Informat iei.Aplicat ii.Colectivul de coordonareDavid Naccache Emil SimionColectivul de autoriAdela Georgescu [cap.]David Naccache [cap.]Ruxandra-Florentina Olimid[cap.]Andrei-George Oprina [cap.]Stelut a Pricopie [cap.]Emil Simion [cap.]iPrefat aIntrand progresivn era informat iei, societat ile industrializate se gasesc n fat a unui paradox: pede o parte, puterea si inuent a Europei si a Americii de Nord au crescut semnicativ, n principaldatorita maiestriei modalitat ilor prin care se controleaza uxurile de informat ii, precum si valoriicrescute a datelor procesate. Pe de alta parte, dupa cum au demonstrat-o deja criza Wikileaks sauviermele Stuxnet, apar noi amenint ari si vulnerabilitat i care fac ca dependent a noastra de sistemeleinformat ionale sa e cruciala.De aceea, dezvoltarea atacurilor cibernetice, precum si disponibilitatea online a instrumentelorutilizate n activitatea de piraterie conduce la obiective strategice importante si cultiva necesitateade a pregati expert i pentru acest domeniu.Criptograa este peste tot n jurul tau. In timp ce tu citesti aceste randuri, n vecinatatea tase transmit informat ii cifrate prin telefoane mobile, relee de pay-TV, precum si routere wireless.Mediul n care traim se schimba ntr-un ritm alert. Aceasta evolut ie este rezultatul progresului ndomeniul tehnologiilor hardware si al matematicii.Criptograa aplicata s-a dezvoltat considerabil n ultimii ani, pentru a putea satisface cerint elecrescute de securitate ale diverselor domenii legate de tehnologia informat iei, cum ar telecomuni-cat iile, ret elistica, bazele de date, precum si aplicat iile de telefonie mobila. Sistemele criptogracesunt din ce n ce mai complexe si mai tehnice si necesita din ce n ce mai multa putere de calcul(de exemplu schema de cifrare perfect homomorfa a lui Gentry). In plus, algoritmii criptogracitrebuie utilizat i mpreuna cu protocoale adecvate, a caror proiectare si nt elegere necesita o analizadelicata.Aceasta carte va ofera instrumentele necesare pentru a ncepe sa va dezvoltat i aptitudinilen domeniul criptograei. In timp ce citit i aceste randuri n limba romana, strainul care sunt vandeamna sa realizat i ca unele dintre cele mai luminate mint i care au adus contribut ii acestui dome-niusi aveau originile n spat iul lingvistic si cultural romanesc. De exemplu, cel care a spart masinade cifrat Purple a japonezilor, fapta care a dus la divulgarea secretelor diplomatice japonezenainte de intrarea Americii n cel de-al doilea razboi mondial, provenea din orasul Chisinau, Re-publica Moldova, oras n care familia lui se mutase dupa plecarea din Bucuresti la sfarsitul anilor1890. Stiint a secretelor are o lunga tradit ie n Romania, t ara care a fost nevoita constant sa sebazeze pe propriile talente pentru a-si pastra independent a. Expert ii au prezis ca urmatoarelerazboaie vor ncepe n spat iul cibernetic. Autorii acestei cart i, care sunt pedagogi si cercetatori, auimportanta datorie morala de a lasa mostenire Romaniei astfel de talente vitale.In trecut, am avut onoarea de a cunoaste sau a mentorul unor cercetatori si student i romanifoarte talentat i. Intotdeauna am fost uimit de creativitatea acestora, de dorint a lor de a-si atingescopurile, precum si de daruirea pentru munca. Sper ca aceasta carte va contribui la dezvoltareacontinua de asemenea talente, astfel ncat domeniul stiint ic caruia i-am dedicat o buna parte aviet ii mele sa benecieze de acest formidabil rezervor de talente.Daca suntet i un student talentat si interesat de studii doctorale n domeniu, nu ezitat i sa macontactat i pentru sfaturi.Prof. David NaccacheUniversite Paris II, Pantheon-Assas, PRES Sorbonne UniversitesMembru al laboratorului informatic al Ecole normale superieure. Paris, Frant aiiiiiCuvant nainteLucrarea de fat a cont ine aplicat ii practice abordate de autori n cadrul seminariilor ce sedesfasoara la disciplina Criptograe si Securitate, la Facultatea de Matematica Informatica dincadrul Universitat ii din Bucuresti, la masterul de Securitatea Tehnologiei Informat iei, organizatde Academia Tehnica Militara, precum si la masterul de Teoria Codarii si Stocarii Informat iei,organizat de Facultatea de Stiint e Aplicate din cadrul Universitat ii Politehnica Bucuresti.Aceasta culegere de probleme este un prim pas n dezvoltarea colaborarii dintre scoala roman-easca de criptologie si scoala franceza reprezentata n cazul de fat a de David Naccache, profesor launiversitatea Pantheon-Assas Paris II. Din acest motiv se regasesc, n culegerea de fat a, capitolelededicate principiilor criptologice si atacurilor n mediul de implementare, ce acopera un gol dincurricula sistemului de nvat amant din Romania, capitole elaborate n colaborare cu profesorulDavid Naccache.Materialul este structurat n capitole independente, ecare capitol ind constituit din trei part i:prezentarea metodei (breviar teoretic), exemple de aplicare si probleme propuse spre rezolvare,pentru ecare dintre acestea indicandu-se rezultatul ce trebuie obt inut.Intrucat criptograa este o disciplina computat ionala, autorii au considerat utila introducereaunui capitol special dedicat aplicat iilor software care pot constitui logistica necesara desfasurarii nbune condit ii a laboratoarelor la aceasta disciplina.In continuare consideram util sa denim unele dintre principalele not iuni utilizate n cadrulacestei culegeri de probleme.Criptologia este stiint a scrierilor secrete, avand drept obiect apararea secretului datelor siinformat iilor condent iale, cu ajutorul sistemelor criptograce.Criptograa este latura defensiva a criptologiei, avand drept obiect de activitate elaborarea(conceperea) sistemelor criptograce si a regulilor folosite.Criptanaliza este latura ofensiva a criptologiei, avand drept obiect de activitate studierea sis-temelor criptograce proprii pentru a le oferi caracteristicile necesare, astfel ncat acestea sa-sindeplineasca funct ia pentru care au fost concepute. Totodata criptanaliza poate analiza sistemelecriptograce ale tert elor part i (prin intermediul criptogramelor realizate cu ele) astfel ncat prinspargerea acestora sa obt ina informat ii utile institut iei pe care o deserveste.Prin algoritm criptogracnt elegem o mult ime de transformari uniinversabile prin care mult imeamesajelor (textelor) clare dintr-o limba se transforma n mult imea M a criptogramelor.Cheia de cifrare constituie o convent ie particulara, materializata, printr-un cuvant, fraza,numar, sir numeric etc. si care dirijeaza (reglementeaza) operat ia de cifrare.Un protocol criptograc este un set de reguli, ntre doi sau mai mult i parteneri, prin intermediulcaruia are loc o operat ie de autenticare si/sau transfer de cheie sau mesaje.Un sistem criptograc este compus din trei elemente: algoritm de cifrare, sistem de generare alcheilor si protocol de distribut ie al cheilor de cifrare.Descifrarea este operat ia inversa cifrarii si ea consta n aplicarea sistemului de cifrare cunoscut(n prezent a cheii corecte) asupra criptogramelor pentru aarea mesajului clar.Decriptarea este operat ia prin care, numai pe baza analizei criptogramelor realizate cu un sistemde cifru necunoscut, se pune n evident a mesajul clar care a fost criptograat si se determinacaracteristicile sistemului criptograc folosit pentru cifrare.Dr. mat. Emil SimionivCuprins1 Sistemul de cifrare Cezar 11.1 Breviar teoretic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2 Exercit ii rezolvate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.3 Exercit ii propuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Metoda substitut iei 52.1 Breviar teoretic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.2 Exercit ii rezolvate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.3 Exercit ii propuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 Sistemul de cifrare Playfair 113.1 Breviar teoretic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113.2 Exercit ii rezolvate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123.3 Exercit ii propuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 Sistemul de cifrare Hill 174.1 Breviar teoretic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174.2 Exercit ii rezolvate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174.3 Exercit ii propuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195 Sisteme de cifrare polialfabetice 235.1 Breviar teoretic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .