Исследование, реализация и анализ алгоритмов шифрования

Постановка задачи 
Для реализации алгоритмов шифрования необходимо решить комплекс задач: 

изучить классификацию алгоритмов шифрования и выбрать представителей 
видов классификации; 

составить блок-схем выбранных алгоритмов шифрования; 

реализовать алгоритмы шифрования; 

проследить зависимость скорости шифрования каждого из алгоритмов от 
различных входных параметров (объем исходного текста, длина ключа 
шифрования). 
Исследование алгоритмов шифрования 
Основным направлением использования криптографических алгоритмов шифрования 
является передача конфиденциальной информации по каналам связи. В качестве информации, 
подлежащей шифрованию и расшифрованию, будет рассматриваться текст, построенный на 
некотором алфавите. Где алфавит – это конечное множество используемых для кодирования 
информации знаков. А текст – это упорядоченный набор из элементов алфавита. 

---

Международная научно-техническая конференция «Информационные системы и технологии» 
ИСТ-2018 
СЕКЦИЯ 5.1 ТЕХНИЧЕСКАЯ КИБЕРНЕТИКА (СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ)
956 
Криптосистемы подразделяются на симметричные и асимметричные (или с открытым 
(публичным) ключом). В симметричных криптосистемах для шифрования и для дешифрования 
используется один и тот же ключ. В системах с открытым ключом используются два ключа 
открытый (публичный) и закрытый (секретный), которые математически связаны друг с 
другом. Информация зашифровывается с помощью открытого ключа, который доступен всем 
желающим, а расшифровывается с помощью закрытого ключа, известного только получателю 
сообщения. 
1. Симметричные криптосистемы. 
Симметричные алгоритмы шифрования подразделяются на блочные и потоковые. 
Блочные шифры представляют собой семейство обратимых преобразований блоков 
(частей фиксированной длины) исходного текста. Фактически блочный шифр – это система 
подстановки на алфавите блоков. В настоящее время блочные шифры наиболее распространены 
на практике. 
К блочным алгоритмам шифрования относятся: алгоритм DESи его модификации; 
стандарт AES, алгоритм Rijndael; алгоритм RC6; российский стандарт шифрования ГОСТ 
28147-89. 
Потоковые шифры представляют собой разновидность гаммирования и преобразуют 
открытый текст в шифрованный последовательно по 1 биту. 
К потоковым алгоритмам шифрования относятся: алгоритм RS4; алгоритм SEAL; 
алгоритм WAKE. 
2. Асимметричные криптосистемы. 
Асимметричные криптосистемы характеризуются тем, что для шифрования и 
расшифрования используются разные ключи, связанные между собой некоторой зависимостью. 
При этом данная зависимость такова, что установить один ключ, зная другой, с вычислительной 
точки зрения очень трудно. 
К асимметричным системам шифрования относятся: криптосистема Эль-Гамаля; 
криптосистема, основанная на проблеме Диффи-Хеллмана; криптосистема Ривеста-Шамира-
Адлемана (RSA); криптосистемыМеркля-Хеллмана и Хора-Ривеста; криптосистемы, 
основанные на эллиптических кривых. 
Для дальнейшего исследования необходимо выбрать несколько алгоритмов шифрования. 
Было решено выбрать два алгоритма симметричных криптосистем (один блочный и один 
потоковый) и один алгоритм асимметричных криптосистем. 
Среди блочных симметричных алгоритмов шифрования был выбран Российский 
стандарт шифрования ГОСТ 28147-89, так как в нашей стране он носит обязательный характер 
для учреждений, чья деятельность связана с обеспечением информационной безопасности 
государства. 
Среди потоковых симметричных алгоритмов шифрования был выбран алгоритм RC4, так 
как он приспособлен для программной реализации. 
Среди асимметричных алгоритмов шифрования была выбрана криптосистема Ривеста-
Шамира-Адлемана (RSA) [1][2].