Повышение защищенности информации в системах передачи данных с использованием генераторов псевдослучайных последовательностей

• Автор: Головин, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 134 с. : ил.

1. Типы генераторов последовательностей и их характеристики
1.1 Типы генераторов последовательностей
1.2 Характеристики генераторов псевдослучайных последовательностей
1.3 Выводы по главе
2. Построение модели генератора ПСП и его исследование
2.1 Описание исследуемого генератора ПСП
2.2 Построение модели генератора
2.2.1 Распределение последовательностей
2.2.2 Автокорреляционная функция
2.2.3 Исследование влияния ключа генератора на ПСП
2.2.4 Исследование периода повторения ПСП
2.3 Выводы по главе
3. Исследование возможности модифицирования генератора ПСП
3.1 Изменение функционального преобразования
3.1.1 Изменение функционального преобразования с сохранением
однозначности
3.1.2 Изменение функционального преобразования без сохранения
однозначности
3.1.3 Исследование влияния нелинейности генератора на его
характеристики
3.1.4 Выводы по исследованию изменения таблицы функционального преобразования
3.2 Изменение длины ключа и способа заполнения РГ2
3.3 Исследование усложненных алгоритмов использования генератора
3.3.1 Каскадное последовательное соединение двух генераторов
3.3.2 Режим автогенератора
3.3.3 Выводы по исследованию усложненных алгоритмов генерации
3.4 Выводы по главе
4. Практическое применение генераторов ПСП
4.1 Способы применения генераторов псевдослучайной последовательности для защиты информации
4.2 Пример практического использования генератора ПСП
4.2.1 Постановка задачи
4.2.2. Принцип разработки плагинов Outpost
4.2.3 Описание алгоритмов работы плагина
4.2.4 Результаты работы плагина
4.2.5 Исследование влияния разработанного модуля на скорость передачи
данных
4.3 Выводы по главе
Заключение
Библиографический список
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Листинг программы реализации алгоритма генератора
ПСП на Ассемблере
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Листинг программы реализации алгоритма генератора
ПСП в пакете Mathcad
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Листинг программы плагина Outpost, реализующего шифрование с использованием генератора ПСП
В современном мире одной из главных основ жизнедеятельности человека является информация, часть которой является конфиденциальной, а потому наиболее ценной для отдельного человека или организации, и всегда найдутся люди, желающие завладеть этой информацией в корыстных целях или просто из любопытства. Сейчас существует множество способов защитить свою информацию, но и не меньше способов взлома стоит на вооружении у хакеров.
Особенно уязвимым местом для нарушения информационной безопасности являются сети передачи данных, так как нельзя гарантировать сохранность данных при проходе их через публичные среды (Интернет, телефонные линии, радиоканал). Поэтому информация, передаваемая по различным сетям передачи данных, особенно нуждается в защите.
Для решения задач защиты информации часто используются генераторы псевдослучайных последовательностей (ПСП):
— генерация гаммирующих последовательностей;
— формирование контрольных кодов (контрольных сумм, имитоприставок);
— формирования случайных запросов в криптографических протоколах выработки общего секретного ключа, разделения секрета, подбрасывания монеты, привязки к биту, аутентификации, электронной подписи;
-— внесения неопределенности в работу защищаемых аппаратно-программных средств;
— внесения неопределенности в работу средств защиты;
— формирования ключевой информации.
Необходимы способы исследования характеристик генераторов ПСП и сравнения между собой различных генераторов. Работа с оригинальными

Как видно из расчета, количество изменившихся бит в полученных последовательностях гораздо меньше половины всех возможных значений последовательности. К тому же следует учесть, что в таблице / было изменено 2 бита, так как один бит не может быть изменен из-за необходимости сохранения однозначности таблицы функционального преобразования.
Поэтому можно сделать вывод, что нельзя использовать только таблицу/в качестве ключевой информации генератора. Эта таблица может быть использована только в качестве дополнительной ключевой информации вместе с обязательным изменением ключа генератора х, так как ее влияние на последовательности гораздо меньше влияния ключа х. Поэтому использование в качестве секретной информации только таблицы / без изменения ключа алгоритма может ослабить его криптостойкость [84].
3.1.2 Изменение функционального преобразования без сохранения
однозначности
Исследована другая модификация таблицы функционального преобразования — без сохранения ее однозначности. В исходной таблице был инвертирован один бит: число 2% было заменено на число 38. Таким образом, получилась таблица, в которой число 3 присутствует 2 раза, а число 2 — ни разу.
Далее было проведено исследование распределения последовательностей, сгенерированных модифицированным таким образом генератором.
На рисунке 19 представлена полученная гистограмма распределения.