В10. Аттестация объектов информатизации.

Деятельность по аттестации объектов информатизации по требованиям безопасности информации осуществляет ФСТЭК России (бывш. Гостехкомиссия России).

Для начала дадим определение объекта информатизации.

 

Объект информатизации - совокупность информационных ресурсов, средств и систем обработки информации, используемых в соответствии с заданной информационной технологией, средств обеспечения объекта информатизации, помещений или объектов (зданий, сооружений, технических средств), в которых они установлены, или помещения и объекты, предназначенные для ведения конфиденциальных переговоров.

 

Аттестация объектов информатизац ии (далее аттестация) - комплекс организационно-технических мероприятий, в результате которых посредством специального документа - "Аттестата соответствия" подтверждается, что объект соответствует требованиям стандартов или иных нормативно-технических документов по безопасности информации, утвержденных ФСТЭК России (Гостехкомиссией России). Наличие аттестата соответствия в организации дает право обработки информации с уровнем секретности (конфиденциальности) на период времени, установленный в аттестате.

Аттестация производится в порядке, установленном "Положением по аттестации объектов информатизации по требованиям безопасности информации" от 25 ноября 1994 года. Аттестация должна проводится до начала обработки информации, подлежащей защите. Это необходимо в целях официального подтверждения эффективности используемых мер и средств по защите этой информации на конкретном объекте информатизации.

Аттестация является обязательной в следующих случаях:

государственная тайна;

при защите государственного информационного ресурса;

управление экологически опасными объектами;

ведение секретных переговоров.

Во всех остальных случаях аттестация носит добровольный характер, то есть может осуществляться по желанию заказчика или владельца объекта информатизации.

Аттестация предполагает комплексную проверку (аттестационные испытания) объекта информатизации в реальных условиях эксплуатации. Целью является проверка соответствия применяемых средств и мер защиты требуемому уровню безопасности. К проверяемым требованиям относится:

защита от НСД, в том числе компьютерных вирусов;

защита от утечки через ПЭМИН;

защита от утечки или воздействия на информацию за счет специальных устройств, встроенных в объект информатизации.

Аттестация проводится органом по аттестации в соответствии со схемой, выбираемой этим органом, и состоит из следующего перечня работ:

анализ исходных данных по аттестуемому объекту информатизации;

предварительное ознакомление с аттестуемым объектом информатизации;

проведение экспертного обследования объекта информатизации и анализ разработанной документации по защите информации на этом объекте с точки зрения ее соответствия требованиям нормативной и методической документации;

проведение испытаний отдельных средств и систем защиты информации на аттестуемом объекте информатизации с помощью специальной контрольной аппаратуры и тестовых средств;

проведение испытаний отдельных средств и систем защиты информации в испытательных центрах (лабораториях) по сертификациисредств защиты информации по требованиям безопасности информации;

проведение комплексных аттестационных испытаний объекта информатизации в реальных условиях эксплуатации;

анализ результатов экспертного обследования и комплексных аттестационных испытаний объекта информатизации и утверждение заключения по результатам аттестации.

Органы по аттестации должны проходить аккредитацию ФСТЭК в соответствии с "Положением об аккредитации испытательных лабораторий и органов по сертификации средств защиты информации по требованиям безопасности информации".

Все расходы по проведению аттестации возлагаются на заказчика, как в случае добровольной, так и обязательной аттестации.

Органы по аттестации несут ответственность за выполнение своих функций, за сохранение в секрете информации, полученной в ходе аттестации, а также за соблюдение авторских прав заказчика.

В структуру системы аттестации входят:

федеральный орган по сертификации средств защиты информации и аттестации объектов информатизации по требованиям безопасности информации – ФСТЭК России;

органы по аттестации объектов информатизации по требованиям безопасности информации;

испытательные центры (лаборатории) по сертификации продукции по требованиям безопасности информации;

заявители (заказчики, владельцы, разработчики аттестуемых объектов информатизации).

В качестве заявителей могут выступать заказчики, владельцы или разработчики аттестуемых объектов информатизации.

В качестве органов по аттестации могут выступать отраслевые и региональные учреждения, предприятия и организации по защите информации, специальные центры ФСТЭК России, которые прошли соответствующую аккредитацию.

Органы по аттестации:

аттестуют объекты информатизации и выдают "Аттестаты соответствия";

осуществляют контроль за безопасностью информации, циркулирующей на аттестованных объектах информатизации, и за их эксплуатацией;

отменяют и приостанавливают действие выданных этим органом "Аттестатов соответствия";

формируют фонд нормативной и методической документации, необходимой для аттестации конкретных типов объектов информатизации, участвуют в их разработке;

ведут информационную базу аттестованных этим органом объектов информатизации;

осуществляют взаимодействие с ФСТЭК России и ежеквартально информируют его о своей деятельности в области аттестации.

ФСТЭК осуществляет следующие функции в рамках системы аттестации:

организует обязательную аттестацию объектов информатизации;

создает системы аттестации объектов информатизации и устанавливает правила для проведения аттестации в этих системах;

устанавливает правила аккредитации и выдачи лицензий на проведение работ по обязательной аттестации;

организует, финансирует разработку и утверждает нормативные и методические документы по аттестации объектов информатизации;

аккредитует органы по аттестации объектов информатизации и выдает им лицензии на проведение определенных видов работ;

осуществляет государственный контроль и надзор за соблюдением правил аттестации и эксплуатацией аттестованных объектов информатизации;

рассматривает апелляции, возникающие в процессе аттестации объектов информатизации, и контроля за эксплуатацией аттестованных объектов информатизации;

организует периодическую публикацию информации по функционированию системы аттестации объектов информатизации по требованиям безопасности информации.

Испытательные лаборатории проводят испытания несертифицированной продукции, используемой на аттестуемом объекте информатизации.

Со списком органов по аттестации и испытательных лабораторий, прошедших аккредитацию, можно ознакомиться на официальном сайте ФСТЭК России в разделе "Сведения о Системе сертификации средств защиты информации по требованиям безопасности информации".

Заявители:

проводят подготовку объекта информатизации для аттестации путем реализации необходимых организационно-технических мероприятий по защите информации;

привлекают органы по аттестации для организации и проведения аттестации объекта информатизации;

предоставляют органам по аттестации необходимые документы и условия для проведения аттестации;

привлекают, в необходимых случаях, для проведения испытаний несеpтифициpованных средств защиты информации, используемых на аттестуемом объекте информатизации, испытательные центры (лаборатории) по сертификации;

осуществляют эксплуатацию объекта информатизации в соответствии с условиями и требованиями, установленными в "Аттестате соответствия";

извещают орган по аттестации, выдавший "Аттестат соответствия", о всех изменениях в информационных технологиях, составе и размещении средств и систем информатики, условиях их эксплуатации, которые могут повлиять на эффективность мер и средств защиты информации (перечень характеристик, определяющих безопасность информации, об изменениях которых требуется обязательно извещать орган по аттестации, приводится в "Аттестате соответствия");

предоставляют необходимые документы и условия для осуществления контроля и надзора за эксплуатацией объекта информатизации, прошедшего обязательную аттестацию.

Для проведения испытаний заявитель предоставляет органу по аттестации следующие документы и данные:

приемо-сдаточную документацию на объект информатизации;

акты категорирования выделенных помещений и объектов информатизации;

инструкции по эксплуатации средств защиты информации;

технический паспорт на аттестуемый объект;

документы на эксплуатацию (сертификаты соответствия требованиям безопасности информации) ТСОИ;

сертификаты соответствия требованиям безопасности информации на ВТСС;

сертификаты соответствия требованиям безопасности информации на технические средства защиты информации;

акты на проведенные скрытые работы;

протоколы измерения звукоизоляции выделенных помещений и эффективности экранирования сооружений и кабин (если они проводились);

протоколы измерения величины сопротивления заземления;

протоколы измерения реального затухания информационных сигналов до мест возможного размещения средств разведки;

данные по уровню подготовки кадров, обеспечивающих защиту информации;

данные о техническом обеспечении средствами контроля эффективности защиты информации и их метрологической поверке;

нормативную и методическую документацию по защите информации и контролю эффективности защиты.

Приведенный общий объем исходных данных и документации может уточняться заявителем в зависимости от особенностей аттестуемого объекта информатизации по согласованию с аттестационной комиссией.

пояснительную записку, содержащую информационную характеристику и организационную структуру объекта защиты, сведения об организационных и технических мероприятиях по защите информации от утечки по техническим каналам;

перечень объектов информатизации, подлежащих защите, с указанием мест их расположения и установленной категории защиты;

перечень выделенных помещений, подлежащих защите, с указанием мест их расположения и установленной категории защиты;

перечень устанавливаемых ТСОИ с указанием наличия сертификата (предписания на эксплуатацию) и мест их установки;

перечень устанавливаемых ВТСС с указанием наличия сертификата и мест их установки;

перечень устанавливаемых технических средств защиты информации с указанием наличия сертификата и мест их установки;

cхему (в масштабе) с указанием плана здания, в котором расположены защищаемые объекты, границы контролируемой зоны, трансформаторной подстанции, заземляющего устройства, трасс прокладки инженерных коммуникаций, линий электропитания, связи, пожарной и охранной сигнализации, мест установки разделительных устройств и т.п.;

технологические поэтажные планы здания с указанием мест расположения объектов информатизации и выделенных помещений и характеристиками их стен, перекрытий, материалов отделки, типов дверей и окон;

планы объектов информатизации с указанием мест установки ТСОИ, ВТСС и прокладки их соединительных линий, а также трасс прокладки инженерных коммуникаций и посторонних проводников;

план-схему инженерных коммуникаций всего здания, включая систему вентиляции;

план-схему системы заземления объекта с указанием места расположения заземлителя;

план-схему системы электропитания здания с указанием места расположения разделительного трансформатора (подстанции), всех щитов и разводных коробок;

план-схему прокладки телефонных линий связи с указанием мест расположения распределительных коробок и установки телефонных аппаратов;

план-схему систем охранной и пожарной сигнализации с указанием мест установки и типов датчиков, а также распределительных коробок;

схемы систем активной защиты (если они предусмотрены)[6.3].

Порядок проведения аттестации объектов информатизации по требованиям безопасности информации включает следующие действия:

подача и рассмотрение заявки на аттестацию. Заявка имеет установленную форму, с которой можно ознакомиться в "Положении об аттестации объектов информатизации по требованиям безопасности ". Заявитель направляет заявку в орган по аттестации, который в месячный срок рассматривает заявку, выбирает схему аттестации и согласовывает ее с заявителем.

предварительное ознакомление с аттестуемым объектом – производится в случае недостаточности предоставленных заявителем данных до начала аттестационных испытаний;

испытание в испытательных лабораториях несертифицированных средств и систем защиты информации, используемых на аттестуемом объекте.

разработка программы и методики аттестационных испытаний. Этот шаг является результатом рассмотрения исходных данных и предварительного ознакомления с аттестуемым объектом. Орган по аттестации определяет перечень работ и их продолжительность, методику испытаний, состав аттестационной комиссии, необходимость использования контрольной аппаратуры и тестовых средств или участия испытательных лабораторий. Программа аттестационных испытаний согласовывается с заявителем.

заключение договоров на аттестацию. Результатом предыдущих четырех этапов становится заключение договора между заявителем и органом по аттестации, заключением договоров между органом по аттестации и привлекаемыми экспертами и оформлением предписания о допуске аттестационной комиссии к проведению аттестации.

проведение аттестационных испытаний объекта информатизации. В ходе аттестационных испытаний выполняется следующее:

анализ организационной структуры объекта информатизации, информационных потоков, состава и структуры комплекса технических средств и программного обеспечения, системы защиты информации на объекте, разработанной документации и ее соответствия требованиям нормативной документации по защите информации;

определяется правильность категорирования объектов ЭВТ и классификации АС (при аттестации автоматизированных систем), выбора и применения сертифицированных и несеpтифициpованных средств и систем защиты информации;

проводятся испытания несертифицированных средств и систем защиты информации на аттестуемом объекте или анализ результатов их испытаний в испытательных центрах (лабораториях) по сертификации;

проверяется уровень подготовки кадров и распределение ответственности персонала за обеспечение выполнения требований по безопасности информации;

проводятся комплексные аттестационные испытания объекта информатизации в реальных условиях эксплуатации путем проверки фактического выполнения установленных требований на различных этапах технологического процесса обработки защищаемой информации;

оформляются протоколы испытаний и заключение по результатам аттестации с конкретными рекомендациями по устранению допущенных нарушений, приведению системы защиты объекта информатизации в соответствие с установленными требованиями и совершенствованию этой системы, а также рекомендациями по контролю за функционированием объекта информатизации [6.2]

К заключению прилагаются протоколы испытаний, подтверждающие полученные при испытаниях результаты и обосновывающие приведенный в заключении вывод.

Протокол аттестационных испытаний должен включать:

вид испытаний;

объект испытаний;

дату и время проведения испытаний;

место проведения испытаний;

перечень использованной в ходе испытаний аппаратуры (наименование, тип, заводской номер, номер свидетельства о поверке и срок его действия);

перечень нормативно-методических документов, в соответствии с которыми проводились испытания;

методику проведения испытания (краткое описание);

результаты измерений;

результаты расчетов;

выводы по результатам испытаний [6.4]

Протоколы испытаний подписываются экспертами – членами аттестационной комиссии, проводившими испытания, с указанием должности, фамилии и инициалов.

Заключение по результатам аттестации подписывается членами аттестационной комиссии, утверждается руководителем органа аттестации и представляется заявителю [2]. Заключение и протоколы испытаний подлежат утверждению органом по аттестации.

оформление, регистрация и выдача "Аттестата соответствия" (если заключение по результатам аттестации утверждено).

осуществление государственного контроля и надзора, инспекционного контроля за проведением аттестации и эксплуатацией аттестованных объектов информатизации;

рассмотрение апелляций. В случае, если заявитель не согласен с отказом в выдаче "Аттестата соответствия", он может подать апелляцию в вышестоящий орган по аттестации или в ФСТЭК. Апелляция рассматривается в срок, не превышающий один месяц с привлечением заинтересованных сторон.

Аттестат соответствия должен содержать:

регистрационный номер;

дату выдачи;

срок действия;

наименование, адрес и местоположение объекта информатизации;

категорию объекта информатизации;

класс защищенности автоматизированной системы;

гриф секретности (конфиденциальности) информации, обрабатываемой на объекте информатизации;

организационную структуру объекта информатизации и вывод об уровне подготовки специалистов по защите информации;

номера и даты утверждения программы и методики, в соответствии с которыми проводились аттестационные испытания;

перечень руководящих документов, в соответствии с которыми проводилась аттестация;

номер и дата утверждения заключения по результатам аттестационных испытаний;

состав комплекса технических средств обработки информации ограниченного доступа, перечень вспомогательных технических средств и систем, перечень технических средств защиты информации, а также схемы их размещения в помещениях и относительно границ контролируемой зоны, перечень используемых программных средств;

организационные мероприятия, при проведении которых разрешается обработка информации ограниченного доступа;

перечень действий, которые запрещаются при эксплуатации объекта информатизации;

список лиц, на которых возлагается обеспечение требований по защите информации и контроль за эффективностью реализованных мер и средств защиты информации.

Аттестат соответствия подписывается руководителем аттестационной комиссии и утверждается руководителем органа по аттестации.

Аттестат соответствия выдается на период, в течение которого обеспечивается неизменность условий функционирования объекта информатизации и технологии обработки защищаемой информации, могущих повлиять на характеристики, определяющие безопасность информации (состав и структура технических средств, условия размещения, используемое программное обеспечение, режимы обработки информации, средства и меры защиты), но не более чем на 3 года.

 

 

В11.Предмет криптографии и основные определения. Математическая модель шифра. Классификация шифров.

Проблема защиты информации от несанкционированного (самовольного) доступа (НСД) заметно обострилась в связи с широким распространением локальных и особенно глобальных компьютерных сетей.

Защита информации необходима для уменьшения вероятности утечки (разглашения), модификации (умышленного искажения) или утраты (уничтожения) информации, представляющей определенную ценность для ее владельца.

Проблема защиты информации волнует людей несколько столетий.

По свидетельству Геродота, уже в V в. до н. э. использовалось преобразование информации методом кодирования.

Одним из самых первых шифровальных приспособлений была скитала, которая применялась в V в. до н.э. во время войны Спарты против Афин. Скитала — это цилиндр, на который виток к витку наматывалась узкая папирусная лента (без пробелов и нахлестов). Затем на этой ленте вдоль оси цилиндра (столбцами) записывался необходимый для передачи текст. Лента сматывалась с цилиндра и отправлялась получателю. Получив такое сообщение, получатель наматывал ленту на цилиндр такого же диаметра, как и диаметр скиталы отправителя. В результате можно было прочитать зашифрованное сообщение.

Аристотелю принадлежит идея взлома такого шифра. Он предложил изготовить длинный конус и, начиная с основания, обертывать его лентой с шифрованным сообщением, постепенно сдвигая ее к вершине. На каком-то участке конуса начнут просматриваться участки читаемого текста. Так определяется секретный размер цилиндра.

Шифры появились в глубокой древности в виде криптограмм (по-гречески — тайнопись). Порой священные иудейские тексты шифровались методом замены. Вместо первой буквы алфавита записывалась последняя буква, вместо второй— предпоследняя и т. д. Этот древний шифр назывался атбаш. Известен факт шифрования переписки Юлия Цезаря (100—44 до н. э.) с Цицероном (106—43 до н. э.).

Шифр Цезаря реализуется заменой каждой буквы в сообщении другой буквой этого же алфавита, отстоящей от нее в алфавите на фиксированное число букв. В своих шифровках Цезарь заменял букву исходного открытого текста буквой, отстоящей от исходной буквы впереди на три позиции.

В Древней Греции (II в. до н.э.) был известен шифр, который создавался с помощью квадрата Полибия. Таблица для шифрования представляла собой квадрат с пятью столбцами и пятью строками, которые нумеровались цифрами от 1 до 5. В каждую клетку такой таблицы записывалась одна буква. В результате каждой букве соответствовала пара цифр, и шифрование сводилось к замене буквы парой цифр.

Идею квадрата Полибия проиллюстрируем таблицей с русскими буквами. Число букв в русском алфавите отличается от числа букв в греческом алфавите, поэтому и размер таблицы выбран иным (квадрат 6 х 6). Заметим, что порядок расположения символов в квадрате Полибия является секретной информацией (ключом).

Зашифруем с помощью квадрата Полибия слово КРИПТОГРАФИЯ:

26 36 24 35 42 34 14 36 11 44 24 63

Из примера видно, что в шифрограмме первым указывается номер строки, а вторым — номер столбца. В квадрате Полибия столбцы и строки можно маркировать не только цифрами, но и буквами.

В настоящее время проблемами защиты информации занимается криптология (kryptos — тайный, logos — наука). Криптология разделяется на два направления — криптографию и криптоанализ. Цели этих двух направлений криптологии прямо противоположны.

Под шифрованием понимается такое преобразование информации, которое делает исходные данные нечитаемыми и трудно раскрываемыми без знания специальной секретной информации — ключа.

В результате шифрования открытый текст превращается в шифрограмму и становится нечитаемым без использования дешифрирующего преобразования.

 

Шифрограмма Может называться иначе: зашифрованный текст, криптограмма, шифровка или шифротекст. Шифрограмма позволяет скрыть смысл передаваемого сообщения.

Сфера интересов крипто анализа противоположная — разработка и исследование методов дешифрования (раскрытия) шифрограммы даже без знания секретного ключа.

Под ключом понимается секретная информация, определяющая, какое преобразование из множества возможных шифрующих преобразований выполняется в данном случае над открытым текстом. При использовании скиталы ключом является диаметр цилиндра.

 

Дешифрование — обратный шифрованию процесс. При дешифрировании с использованием ключа зашифрованный текст (шифрограмма, шифровка) преобразуется в исходный открытый текст.

Процесс получения криптоаналитиками открытого сообщения из криптограммы без заранее известного ключа называется вскрытием или взломом шифра.

 

Существует несколько классификаций шифров.

По характеру использования ключа алгоритмы шифрования делятся на два типа: симметричные (с одним ключом, по-другому — с секретным ключом) и несимметричные (с двумя ключами или с открытым ключом). Несимметричные алгоритмы шифрования и дешифрования порой называют асимметричными.

В первом случае в шифраторе отправителя и дешифраторе получателя используется один и тот же ключ (Ключ 1, см. рис). Шифратор образует шифрограмму, которая является функцией открытого текста. Конкретный вид функции преобразования (шифрования) определяется секретным ключом. Дешифратор получателя сообщения выполняет обратное преобразование по отношению к преобразованию, сделанному в шифраторе. Секретный ключ хранится в тайне и передается по каналу, исключающему перехват ключа криптоаналитиком противника или коммерческого конкурента.

Во втором случае (при использовании асимметричного алгоритма) получатель вначале по открытому каналу передает отправителю открытый ключ (Ключ 1), с помощью которого отправитель шифрует информацию. При получении информации получатель дешифрирует ее с помощью второго секретного ключа (Ключ 2). Перехват открытого ключа (Ключ 1) криптоаналитиком противника не позволяет дешифровать закрытое сообщение, так как оно рассекречивается лишь вторым секретным ключом (Ключ 2). При этом секретный Ключ 2 практически невозможно вычислить с помощью открытого Ключа 1.

При оценке эффективности шифра обычно руководствуются правилом голландца Огюста Керкхоффа(1835—1903), согласно которому стойкость шифра определяется только секретностью ключа, т. е. криптоаналитику известны все детали процесса (алгоритма) шифрования и дешифрования, но неизвестно, какой ключ использован для шифрования данного текста.

Криптостойкостьюназывается характеристика шифра, определяющая его устойчивость к дешифрованию без знания ключа (т. е. устойчивость к криптоанализу). Имеется несколько показателей криптостойкости, среди которых количество всех возможных ключей и среднее время, необходимое для криптоанализа.

Алгоритмы шифрования с открытым ключом используют так называемые необратимые или односторонние функции.Эти функции обладают следующим свойством: при заданном значении аргумента х относительно просто вычислить значение функции f(x). Однако если известно значение Функции у =f(x), то нет простого пути для вычисления значения аргумента х.

Все используемые в настоящее время криптосистемы с открытым ключом опираются на один из следующих типов необратимых преобразований.

1. Разложение больших чисел на простые множители (алгоритм RSA,авторы — Райвест, Шамир и Адлеман — Rivest, Shamir, Adleman).

2. Вычисление логарифма или возведение в степень (алгоритм DH, авторы — Диффи и Хелман).

3. Вычисление корней алгебраических уравнений.

Рассмотрим простейший пример «необратимых» функций. Легко в уме найти произведение двух простых чисел 11 и 13. Но попробуйте быстро в уме найти два простых числа, произведение которых равно 437. Подобные трудности возникают и при использовании вычислительной техники для отыскания двух простых сомножителей для очень большого числа: найти сомножители можно, но потребуется много времени.

Таким образом, в системе кодирования RSA, основанной на разложении на множители, используются два разных ключа: один для шифрования сообщения, а второй — отличный от первого, но связанный с ним — для дешифрования. Ключ шифрования (открытый, несекретный ключ) основан на произведении двух огромных простых чисел, а ключ дешифрования (закрытый, секретный ключ) — на самих простых числах.

Заметим, что по операцию разложения простого числа на множители порой называют факторизацией.

Термин «необратимые» функции неудачен. Правильнее было бы их назвать быстро (или просто) необратимые функции. Однако этот термин устоявшийся, и с неточностью приходится мириться.

В 40-х годах XX в. американский инженер и математик Клод Шеннон предложил разрабатывать шифр таким образом, чтобы его раскрытие было эквивалентно решению сложной математической задачи. Причем, сложность задачи должна быть такой, чтобы объем необходимых вычислений превосходил бы возможности современных ЭВМ.

В асимметричных системах приходится применять длинные ключи (2048 бита и больше). Длинный ключ увеличивает время шифрования открытого сообщения. Кроме того, генерация ключей становится весьма длительной. Зато пересылать открытые ключи можно по незащищенным (незасекреченным, открытым) каналам связи. Это особенно удобно, например, для коммерческих партнеров, разделенных большими расстояниями. Открытый ключ удобно передавать от банкира сразу нескольким вкладчикам.

В симметричных алгоритмах используют более короткие ключи, поэтому шифрование и дешифрование происходят быстрее. Но в таких системах рассылка ключей -является сложной процедурой. Передавать ключи нужно по закрытым (секретным) каналам. Использование курьеров для рассылки секретных ключей дорогая, сложная и медленная процедура.

В США для передачи секретных сообщений наибольшее распространение получил стандарт DES (Data Encryption Standard).

Стандарт DES является блочным шифром. Он шифрует данные блоками по 64 бита. При шифровании используется ключ длиной 56 битов. Данный стандарт подвергался многократному детальному криптоанализу. Для его взлома были разработаны специализированные ЭВМ стоимостью, достигавшей 20 миллионов долларов. Были разработаны способы силового взлома стандарта DES на основании распределенных вычислений с использованием множества ЭВМ. Для увеличения криптостойкости впоследствии был разработан способ DES-шифрования с использованием трех ключей — так называемый «тройной DES».

Можно утверждать, что на протяжении многих лет дешифрованию криптограмм помогает частотный анализпоявления отдельных символов и их сочетаний. Вероятности появления отдельных букв в тексте сильно различаются. Для русского языка, например, буква «о» появляется в 45 раз чаще буквы «ф» и в 30 раз чаще буквы «э». Анализируя достаточно длинный текст, зашифрованный методом замены, можно по частотам появления символов произвести обратную замену и восстановить исходный открытый текст. В таблице приведены относительные частоты появления русских букв.

Буква	Частота	Буква	Частота	Буква	Частота	Буква	Частота
о	0.09	в	0.038	з	0.016	ж	0.007
е, ё	0.072	л	0.035	ы	0.016	ш	0.006
а	0.062	к	0.028	б	0.014	ю	0.006
и	0.062	м	0.026	ь, ъ	0.014	ц	0.004
н	0.053	д	0.025	г	0.013	щ	0.003
т	0.053	п	0.023	ч	0.012	э	0.003
с	0.045	у	0.021	и	0.01	ф	0.002
р	0.04	я	0.018	х	0.009

Относительная частота появления пробела или знака препинания в русском языке составляет 0,174. Приведенные цифры означают следующее: среди 1000 букв текста в среднем будет 174 пробелов и знаков препинания, 90 букв «о», 72 буквы «е» и т. д.

При проведении криптоанализа требуется по небольшому отрезку текста решить, что собой представляет дешифрованный текст: осмысленное сообщение или набор случайных символов. Часто криптоаналитики вскрывают шифры на ЭВМ методом перебора ключей. Вручную выполнить анализ множества фрагментов дешифрированных текстов невозможно. Поэтому задачу выделения осмысленного текста (т. е. обнаружение правильно дешифрированного текста) решают с помощью ЭВМ. В этом случае используют теоретические положения, разработанные в конце XIX в. петербургским Математиком А.А. Марковым,так называемые цепи Маркова.

Следует заметить, что, по мнению некоторых специалистов, нет нераскрываемых шифров. Рассекретить (взломать) любую шифрограмму можно либо за большое время, либо за большие деньги. Во втором случае для дешифрования потребуется использование нескольких суперкомпьютеров, что приведет к существенным материальным затратам. Все чаще для взлома секретных сообщений используют распределенные ресурсы Интернета, распараллеливая вычисления и привлекая к расчетам сотни и даже тысячи рабочих станций.

Есть и другое мнение. Если длина ключа равна длине сообщения, а ключ генерируется из случайных чисел с равновероятным распределением и меняется с каждым новым сообщением, то шифр невозможно взломать даже теоретически. Подобный подход впервые описал Г. Вернам в начале XX в., предложив алгоритм одноразовых шифроблокнотов.

Рассмотрим еще одну классификацию шифров.

Множество современных методов шифрования можно разделить на четыре большие группы: методы замены(подстановки), перестановок, аддитивные (гаммирования) и комбинированные методы.

В шифре перестановоквсе буквы открытого текста остаются без изменений, но перемещаются с их исходных позиций на другие места (примером является шифрование с помощью скиталы).

Следующая простейшая «шифровка» получена методом перестановки двух соседних букв РКПИОТРГФАЯИ.

В этом «секретном» сообщении легко узнать слово КРИПТОГРАФИЯ.

Более сложный алгоритм перестановок сводится к разбиению сообщения на группы по три буквы. В каждой группе первую букву ставят на третье место, а вторую и третью буквы смещают на одну позицию влево. В результате получится криптограмма: РИКТОПРАГИЯФ.

Перестановки получаются в результате записи исходного текста и чтения шифрованного текста по разным путям некоторой геометрической фигуры.

В шифре замены позиции букв в шифровке остаются теми же, что и у открытого текста, но символы открытого текста заменяются символами другого алфавита. В качестве примера можно назвать квадрат Полибия. Здесь буквы заменяются соответствующими цифрами.

Метод замены часто реализуется многими пользователями случайно при работе на ЭВМ. Если по забывчивости не переключить на клавиатуре регистр с латиницы на кириллицу, то вместо букв русского алфавита при вводе текста будут печататься буквы латинского алфавита. В результате исходное сообщение будет «зашифровано» латинскими буквами.

Например, rhbgnjuhfabz - так зашифровано слово криптография.

В аддитивном методе буквы алфавита вначале заменяются числами, к которым затем добавляются числа секретной псевдослучайной числовой последовательности (гаммы). Состав гаммы меняется в зависимости от использованного ключа. Обычно для шифрования используется логическая операция «Исключающее ИЛИ». При дешифровании та же гамма накладывается на зашифрованные данные.