Методы и средства защиты компьютерной информации : криптографические методы для защиты информации

Москва  2018

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ 
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ 
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»

ИНСТИТУТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ  
И АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УпРАВЛЕНИЯ

Кафедра автоматизированного проектированния и дизайна

В.Н. Костин

Методы и средства защиты  
коМпьютерной инфорМации

КриптографичесКие методы  
защиты иНформации

Учебное пособие

Рекомендовано редакционно-издательским 
советом университета

№ 3086

УДК  004.056 
К72

Р е ц е н з е н т 
проф., канд. техн. наук Т.К. Кузищина

Костин В.Н.
К72  
Методы и средства защиты компьютерной информации : 
Криптографические методы для защиты информации : учеб. пособие / В.Н. Костин. – М. : Изд. Дом НИТУ «МИСиС», 2018. – 
40 с.
ISBH 978-5-90695-334-6

В учебном пособии рассмотрены вопросы информационной безопасности 
вычислительных сетей с использованием межсетевых экранов. Представлена архитектура межсетевых экранов и стратегия их использования, описаны 
криптографические методы, используемые для защиты информации, и возможности их применения. 
Предназначено для студентов, обучающихся по направлениям, связанным 
с разработкой компьютерных систем и технологий и обеспечением в них информационной безопасности.
УДК 004.056

 В.Н. Костин, 2018
ISBN 978-5-90695-334-6
 НИТУ «МИСиС», 2018

ОглаВлеНие

Предисловие ..............................................................................................4
1. Компьютерная безопасность вычислительных сетей ........................5
1.1. Службы сети Интернет, доступные пользователям  ..................... 7
1.2. Политика сетевого подключения .................................................... 8
1.3. Стратегия доступа к информации ................................................... 8
1.4. Стратегия построения межсетевого экрана ................................... 9
1.4.1. Применение пакетного фильтра ............................................... 9
1.4.2. Применение двухканального шлюза (узла) .......................... 10
1.4.3. Экранированный узел ............................................................. 10
1.4.4. Экранированная подсеть ..........................................................11
1.5. Этапы маршрутизации ....................................................................11
1.6. Способ работы протоколов маршрутизации ................................ 12
1.7. Вычислительные сети. Адреса ...................................................... 12
2. Криптоалгоритмы. Классификация ...................................................14
2.1. Симметричные криптоалгоритмы ................................................ 15
2.1.1. Скремблеры .............................................................................. 15
2.1.2. Блочные шифры ....................................................................... 17
2.1.3. Сеть Фейштеля ......................................................................... 19
2.2. Помехоустойчивое кодирование информации ............................. 20
3. Криптографические методы защиты информации ..........................22
3.1. Основные понятия и этапы развития криптографии .................. 22
3.2. Классификация криптографических средств .............................. 23
3.3. Основные методы шифрования ..................................................... 24
3.3.1. Шифрование методом замены ................................................ 26
3.3.2. Шифрование методом перестановки ..................................... 28
3.3.3. Аналитические методы ........................................................... 30
3.3.4. Аддитивные методы ................................................................ 32
3.4. Системы шифрования с открытым ключом ................................. 33
3.5. Технология открытого ключа ........................................................ 33
4. Практические работы .........................................................................35
4.1. Апертурное сжатие ......................................................................... 35
4.2. Помехоустойчивое кодирование методом Хэмминга ................. 35
4.3. Шифрование информации криптографическими методами  .... 37
Контрольные вопросы ............................................................................38
Библиографический список ...................................................................39

ПреДислОВие

Предлагаемая работа является третьей частью учебного пособия 
«Методы и средства защиты компьютерной информации». 
В работе рассмотрены вопросы защиты информации в вычислительных сетях с использованием межсетевых экранов. В связи с этим 
описаны основные компоненты межсетевых экранов, их архитектура, 
принципы их использования.
Вторая глава посвящена классификации криптоалгоритмов и их 
использованию в различных устройствах. В качестве примера рассмотрена работа скремблеров. Для блочных шифров рассмотрены 
разнообразные схемы их работы. При передаче информации по вычислительным сетям важное место для защиты информации занимает 
кодирование информации методом Хэмминга. Этот метод позволяет 
не только показать наличие ошибки, но и указать ее место для исправления.
В третьей главе представлены методы шифрования, позволяющие сделать недоступной информацию людям, не имеющим соответствующих полномочий. Среди рассмотренных методов – методы 
замены, перестановки, аддитивные, аналитические и комбинированные. Знакомство с представленными методами позволит будущим 
бакалаврам уметь защищать информацию как различных организаций, так и страны.