Презентация "Наука фронту"

Тема урока: «Наука фронту». «Криптография – один из способов защиты информации»

Задачи работы:

• Выяснить, что включает в себя понятия «криптология» и «криптография»;
• Узнать, какие известны способы шифрования;
• Изучить сферы использования шифров;
• Выявить роль языка в криптографии
• Определить место криптологии в науке.

Проблема защиты информации путем ее преобразования, исключающего ее прочтение посторонним лицом, волновала человеческий ум с давних времен.

Почему проблема использования криптографических методов в информационных системах (ИС) стала в настоящий момент особенно актуальна?

Приватная, конфиденциальная, секретная информация:

• государственная тайна;
• военная тайна;
• коммерческая тайна;
• юридическая тайна;
• врачебная тайна.

Понятие «информация» является общенаучным

В биологии – генетический код

В физике – антиэнтропия системы

В кибернетике – процесс управления

Криптология

( kryptos - тайный, logos - наука)

Криптоанализ

Криптография

Исследование возможности расшифровывания информации без знания ключей

Разработка методов преобразования (шифрования) информации с целью ее защиты от незаконных пользователей

Шифровальные устройства

Скитала – греческое шифровальное устройство

( V-VI вв. до н.э. )

Древняя Греция

Криптосистемы разделяются на:

• симметричные (с секретным ключом)

( перестановки, моноалфавитные и полиалфавитные замены, подстановки, композиционные и итерационные шифры)

• с открытым ключом

(открытый и закрытый ключи, которые математически связаны между собой)

Шифр Цезаря

Сообщение об одержанной им победе выглядело так:

YHQL YLGL YLFL

« Veni , vidi , vici » -

«Пришел, увидел, победил» (лат.) Г.Ю.Цезарь

Император Август ( I в. до н. э.) в своей переписке заменял первую букву на вторую, вторую - на третью и т.д., наконец, последнюю - на первую:

ABCDEFGHIJ KLMNOPQRSTUVWXY Z

BCDEFGHIJ KLMNOPQRSTUVWXY ZA

Его любимое изречение было:

GFTUJOB MFOUF

« Festina lente »

«Торопись медленно» (лат.)

Тайнопись в России

Первое известное применение тайнописи в России относится к XIII в.

Эту систему называли

«тарабарской грамотой».

В этой системе согласные буквы заменяются по схеме:

«МЫЩАЛ ЧОСОШ ЫСПИЕК»

«Рыба с головы гниет»

В эпоху Петра I в качестве системы шифрования широко употреблялась «цифирь» или «цифирная азбука-

это шифр простой замены

Пушкин А.С. зашифровал

10 главу «Евгения Онегина»

Грибоедов А.С.

в письмах жене посылал зашифрованные дипломатические донесения

Роторная шифровальная машина Энигма ,

разные модификации которой использовались германскими войсками с конца 1920-х годов до конца Второй мировой войны, осуществляла сложное электромеханическое полиалфавитное шифрование.

  Эни́гма  (от др. греч. αἴνιγμα - загадка) (Приложение1) — портативная шифровальная машина, использовавшаяся для шифрования и дешифрования секретных сообщений.

Криптоаналитики вскрыли шифрованный приказ Гитлера о наступлении под Курском

А́лан Мэ́тисон Тью́ринг

А́лан Мэ́тисон Тью́ринг (англ. Alan Mathison Turing; 23 июня 1912 — 7 июня 1954) — английский математик, логик, криптограф, оказавший существенное влияние на развитие информатики. Кавалер Ордена Британской империи (1945), член Лондонского королевского общества (1951). Предложенная им в 1936 году абстрактная вычислительная «Машина Тьюринга», которую можно считать моделью компьютера общего назначения, позволила формализовать понятие алгоритма и до сих пор используется во множестве теоретических и практических исследований. Научные труды А. Тьюринга — общепризнанный вклад в основания информатики (и, в частности, — теории искусственного интеллекта).

Время Войны

• Во время Второй мировой войны Алан Тьюринг работал в Правительственной школе кодов и шифров, располагавшейся в Блетчли-парке. Он возглавлял группу Hut 8, ответственную за криптоанализ сообщений военно-морского флота Германии. Тьюринг разработал ряд методов взлома, в том числе теоретическую базу для Bombe — машины, использованной для взлома немецкого шифратора Enigma.

Шифровальная машина Лоренц

Машина Тьюринга

• В течение нескольких недель после прибытия в Блэтчли-парк Тьюринг написал спецификации к электромеханической машине, которая могла помочь со взломом «Энигмы» более эффективно, чем польская «криптологическая бомба». Машина Тьюринга с улучшениями, предложенными математиком Гордоном Велшманом, стала важнейшим инструментом для расшифровки сообщений «Энигмы». Машина получила название Bombe.
• .

Colossus

В июле 1942 года Тьюринг принял участие в расшифровке кода «Лоренц», применявшегося немцами для передачи сообщений высшего командования. «Лоренц» был существенно сложнее «Энигмы» и не поддавался расшифровке существовавшими методами. Тьюринг предложил использовать в конструкции дешифратора электронные лампы и привел в команду Т. Флауэрса — опытного инженера-электронщика. В результате совместных усилий математиков и инженеров был разработан «Колосс» — одна из первых в мире ЭВМ. К 1944 с помощью «Колосса» код «Лоренц» был взломан, что позволило союзникам читать всю переписку высшего германского руководства.

Дешифровальная машина Colossus

• В 1933 он прибыл в Японию в качестве сотрудника немецкой газеты. Созданная им в Японии организация антифашистов-интернационалистов собирала важную информацию об агрессивных планах германских фашистов и японских милитаристов перед Великой Отечественной войной и в начальный её период.

18 октября 1941 года Рихард Зорге был арестован японскими властями. В 1943 году его приговорили к смерти. Попытки обменять Зорге на японского резидента СССР не предпринимались. 7 ноября 1944 Зорге был казнен через повешение на рояльной струне, в тюрьме Сугамо. Похоронен в Токио.

Ключ выписывался в верхней строке квадратной таблички. А в оставшиеся клетки по

порядку проставлялись буквы английского алфавита, не вошедшие в слово SUBWAY.

Таким образом, мы получим следующую сетку:

В конце алфавита в таблице добавлено два знака. Это точка (.)

и знак индикатора (/) - для обозначения

разделителя слов или перехода на цифровой текст

S

c

U

I

B

d

W

E

O

j

A

x

f

k

p

L

g

q

Y

z

m

h

R

.

N

T

/

v

Главный секрет Рамзая.

Первоначальная шифровка текста далее перекодировалась методом наложения на него бесконечной одноразовой цифровой гаммы по модулю 10. Способ получения её мог быть абсолютно разным: начиная от использования так называемых одноразовых шифровальных блокнотов до преобразования букв определенного книжного текста в цифры. И тот, и другой способ имели в разведке самое широкое применение и мы это еще увидим. Но для Зорге задачу значительно упростили. В качестве шифровальной книги был выбран «Немецкий статистический ежегодник за 1935 год», состоящий из сотен числовых таблиц, из которых наугад и выбиралась требуемые гаммы.

Советские шифровальные машины

• «… кто возьмет в плен русского шифровальщика, либо захватит русскую шифровальную машину будет награжден Железным крестом, отпуском на родину и будет обеспечен работой в Берлине, а после победы – поместьем в Крыму».

Многое дают понять эти слова Гитлера. С 1942 года сообщения русской техники перестали перехватывать. Это был успех шифровальной службы!

• На машиннуюшифросвязь в годы войны легла основная нагрузка при передаче секретных телеграмм: громоздкие М-100 заменили на более компактные М-101 («Изумруд»). Шифровальная машина под кодовым названием М-101 Изумруд, была создана в 1942 году. Он считался самым надежным криптографическим устройством и использовался для шифрования сообщений особой важности.

• Широко использовалось и ручное шифрование. Телеграммы отправлялись с помощью легких, весом в три килограмма радиостанций «Север» (Б. П. Асеев - инженер-конструктор, изобретатель, учёный), или «Северок», как их ласково называли военные связисты. Эта техника, быстро завоевавшая симпатии наших разведчиков, выпускалась в блокадном Ленинграде. Уникальность радиостанции заключалась в ее портативности (масса приемопередатчика - около 2 кг).

• Для каждого сообщения на фронте был разработан отдельный код, и они никогда не повторялись. Поскольку державы «союзники» не имели доступа к криптографической системе, они практически никогда не могли расшифровать советские фронтовые коммуникации.
• Шифрование использовалось для передачи всех секретных сообщений во время войны. Штаб армии получал до 60 телеграмм в день, в то время как для штаба на фронте до 400 телеграмм в день было нормой. На фронте использовались шифровальные машины и секретная телефония.

Советский военачальник Георгий Жуков, известный как" Маршал Победы", писал, что отличная работа шифровальщиков помогла ему выиграть не одно сражение

Выводы

Криптография сегодня – это наука об обеспечении безопасности данных или, как говорят, информационной безопасности.

Шифрование, основное действие в криптографии, позволяет обеспечить конфиденциальность, сохраняя информацию втайне от того, кому она не предназначена.

В перечень специальностей высшего образования включено 6 специальностей блока 070000 (информационная безопасность).

В МГУ начато обучение по специальностям «Математические методы защиты информации» и «Программное обеспечение защиты информации».

Научный фундамент этих специализаций - криптография - наука о шифрах.

Спасибо за внимание!