Среди всего спектра методов защиты данных от нежелательного доступа особое место занимают криптографические методы. В отличие от других методов, они опираются лишь на свойства самой информации и не используют свойства ее материальных носителей, особенности узлов ее обработки, передачи и хранения. Образно говоря, криптографические методы строят барьер между защищаемой информацией и реальным или потенциальным злоумышленником из самой информации. Конечно, под криптографической защитой в первую очередь, - так уж сложилось исторически, - подразумевается шифрование данных. Раньше, когда эта операция выполнялось человеком вручную или с использованием различных приспособлений, и при посольствах содержались многолюдные отделы шифровальщиков, развитие криптографии сдерживалось проблемой реализации шифров, - ведь придумать можно было все что угодно, но как это реализовать…. Появление цифровых электронно-вычислительных машин, приведшее в конечном итоге к созданию мощной информационной индустрии, изменило все коренным образом и в этой сфере. С одной стороны, взломщики шифров получили в свои руки чрезвычайно мощное орудие, с другой стороны, барьер сложности реализации исчез, и для создателей шифров открылись практически безграничные перспективы. Все это определило стремительный прогресс криптографии в последние десятилетия.

1. Гаммирование

,

Где М - определяется объемом шифруемых данных.

- i-й 64-разрядный блок, i=1/M, число двоичных разрядов в блоке может бать менше 64, при этом неиспользованная для зашифрования часть гаммы шифра из блока отбрасывается.

В КЗУ вводятся 256 бит ключа. В накопители , вводится 64-разрядная двоичная последовательность (синхропосылка) , являющаяся исходным заполнением этих накопителей для последующей выработки М блоков гаммы шифра. Синхропосылка вводится в , так, что значение вводится в 1-й разряд , значение вводится во 2-й разряд и т.д., значение вводится в 32-й разряд; знаение вводится в 1-й разряд , значение вводится во 2-й разряд и т.д., значение вводится в 32-й разряд .

Происходит исходное заполнение накопителей (синхропосылка S). Результат зашифровывания переписывается в 32-разрядные накопители и , так, что заполнение переписывается в , а заполнение переписывается в .

Заполнение накопителя суммируется по модулю в сумматоре с 32-разрядной константой из накопителя , результат записывается в .

Заполнение накопителя суммируется по модулю в сумматоре с 32-разрядной константой из накопителя , результат записывается в .

Рис.1 - Криптосхема, реализующая алгоритм зашифрования в режиме гаммирования

Заполнение , переписывается в , а заполнение переписывается в , при этом заполнение , сохраняется.

Заполнение и зашифровывается в режиме простой замены. Полученное в результате зашифровывания заполнение образует первый 64-разрядный блок гаммы шифра , который суммируется поразрядно по модулю 2 в сумматоре с первым 64-разрядным блоком открытых данных

В результате суммирования получается 64-разрядный блок зашифрованных данных

Значение блока является результатом суммирования по модулю 2 в значения из блока со значением 1-го разряда , значение блока является результатом суммирования по модулю 2 в значения из блока со значением 2-го разряда и т.д., значение блока является результатом суммирования по модулю 2 в значения из блока со значением 32-го разряда .

Для получения следуешего 64-разрядного блока гаммы шифра заполнение суммируется по модулю в сумматоре с константой из , заполнение суммируется по модулю в сумматоре с константой из . Новое заполнение переписыватся в , а новое заполнение переписывается в , при этом заполнение и сохраняется.

Заполнение и зашифровывается в режиме простой замены. Полученное в результате зашифровывания заполнение , образует второй 64-разрядный блок гаммы шифра , который суммируется поразрядно по модулю 2 в сумматоре со вторым блоком открытых данных . Аналогично вырабатываются блоки гаммы шифра и зашифровываются блоки открытых данных ,. Если длина последнего М-го блока открытых данных меньше 64 бит, то из последнего М-го блока гаммы шифра для зашифровывания используется только соответствуещее число разрядов гаммы шифра, остальные разряды отбрасываются.

В канал связи или память ЭВМ передаются синхропосылки S и блоки зашифрованных данных ,.

где ' - означает суммирование 32-разрядных заполнений по модулю ;

- поразрядное суммирование по модулю 2 двух заполнений;

- содержимое накопителя после зашифровывания i-го блока открытых данных ;

- содержимое накопителя после зашифрования i-го блока открытых данных ;

1.2 Визуальное представление

Рис.2 - схема приемника

Рис.3 - схема передатчика

2. Расшифровывание зашифрованных данных в режиме гаммирования