Что требуется для восстановления зашифрованного текста

Шифрование — это способ сокрытия исходного смысла сообщения или другого документа, обеспечивающей искажение его первоначального содержимого. Преобразование обычного, понятного содержимого в код называется кодированием. При этом подразумевается, что имеется взаимное однозначное соответствие между символами текста и кода – в этом и заключается основополагающее отличие кодирования от шифрования. Часто кодирование и шифрование ошибочно принимают за одно и тоже, забыв о том, что для восстановления закодированного сообщения, достаточно знать правило замены, в то время как для расшифровки уже зашифрованного сообщения помимо знания правил шифрования, требуется ключ к шифру. Под ключом в данном случае подразумевается конкретное секретное состояние параметров алгоритмов шифрования и дешифрования. Зашифровать можно не только текст, но и различные данные – от файлов баз данных и текстовых процессоров до файлов изображений.

Человечество использует шифрование с того момента, как появилась первая секретная информация — такая, доступ к которой не должен быть публичным.

Суть шифрования заключается в предотвращении просмотра исходного содержания сообщения теми, у кого нет средств его дешифровки.

Шифрование появилось около четырех тысяч лет тому назад. Первым известным примером шифра считается египетский текст, созданный примерно в 1900 г. до н. э., в котором вместо обычных для египтян иероглифов использовались не совпадающие с ними символы.

Один из самых известных методов шифрования является метод Цезаря, который римский император если и не изобрел, то, по крайней мере, активно им пользовался. Не имея доверия к своим посыльным, он шифровал письма элементарной заменой А на D, В на Е и так далее по латинскому алфавиту. К примеру, при таком кодировании последовательность ABC была бы записана как DEF.

Спустя пол века шифрование стало использоваться уже повсеместно при составлении текстов религиозного содержания, молитв и важных государственных документов.

Со средних веков и до наших дней необходимость шифрования военных, дипломатических и государственных документов стимулировало развитие криптографии. Сегодня потребность в средствах, обеспечивающих безопасность обмена информацией, многократно возросла.

Основные термины и определения криптографии

Криптография дает возможность преобразовать исходную информацию таким образом, что ее восстановление возможно только при знании ключа.

Некоторые основные понятия и определения.

Алфавит — законченное множество используемых для кодирования информации символов.

Текст — упорядоченный последовательность из символов алфавита.

В качестве примеров алфавитов, используемых в современных ИС можно привести следующие:

алфавит Z₃₃ — 32 буквы русского алфавита и пробел;
алфавит Z₂₅₆ — символы, входящие в стандартные кодировки ASCII и КОИ-8;
бинарный алфавит — Z₂ = ;
восьмеричный алфавит или шестнадцатеричный алфавит;

Шифрование — процесс преобразования исходного текста (который носит также название открытого текста) в зашифрованный.

Дешифрование — обратный шифрованию процесс. На основе ключа зашифрованный текст преобразуется в исходный.

Ключ — информация, необходимая для беспрепятственного шифрования и дешифрования текстов.

Криптографическая система представляет собой семейство T преобразований открытого текста. Составные этого семейства индексируются, или обозначаются символом k; параметр k является ключом. Пространство ключей K — это набор возможных значений ключа. Обычно ключ представляет собой последовательный ряд букв алфавита.

Криптографичекие системы делят на симметричные и ассиметричные(шифрование с открытым ключом) .

В симметричных криптосистемах и для шифрования, и для дешифрования используется один и тот же ключ.

В системах с открытым ключом используются два ключа — открытый и закрытый, которые математически связаны друг с другом. Содержание шифруется при помощи открытого ключа, который находится в свободном доступе, а расшифровывается при помощи закрытого ключа, известного только адресату сообщения.

Понятия распределение ключей и управление ключами относятся к процессам системы обработки информации, содержанием которых является составление и распределение ключей между пользователями.

Цифровой подписью является присоединенное к тексту его криптографическое преобразование, которое позволяет при получении текста другим пользователем проверить авторство и подлинность сообщения.

Криптостойкостью является характеристика шифра, определяющая его стойкость к дешифрованию без наличия ключа (криптоанализу). Существует несколько факторов криптостойкости, например:

общее количество всех возможных ключей;
среднее время, необходимое для дешифрования сообщения.

Преобразование T_k определяется соответствующим алгоритмом и значением параметра k. Эффективность шифрования с целью защиты информации зависит от сохранения тайны ключа и криптостойкости шифра.

Процесс криптографического закрытия данных может осуществляться как программно, так и аппаратно. Аппаратная реализация характеризуется значительно большей стоимостью, однако ей присущи и преимущества: высокая производительность, простота, безопасность и т.п. Программная реализация более практична, допускает определенную гибкость в эксплуатации.

Для современных криптографических систем информационной безопасности определены следующие общие требования:

зашифрованное сообщение должно быть возможно расшифровать только при наличии ключа;
количество операций, необходимых для определения использованного ключа шифрования по фрагменту шифрованного сообщения и соответствующего ему открытого текста должно быть не меньше общего числа возможных ключей;
количество операций, требуемых для дешифрования сообщения путем перебора всех возможных ключей должно иметь строго определенную нижнюю оценку и выходить за черту возможностей современных компьютеров (с учетом возможности использования сетевых вычислений);
знание примененного алгоритма шифрования не должно влиять на надежность защиты;
незначительное изменение ключа должно приводить к значительному изменению вида зашифрованного сообщения;
элементы структуры алгоритма шифрования должны оставаться неизменными;
дополнительные биты, вводимые в сообщение в процессе шифрования, должен быть полностью и надежно скрыты в шифрованном тексте;
длина зашифрованного текста должна равняться длине исходного сообщения;
не допустимо использование очевидных и легко устанавливаемых зависимостей между ключами, последовательно используемыми в процессе шифрования текста;
каждый ключ из множества возможных должен обеспечивать надежную защиту информации;
алгоритм шифрования должен допускать как программную, так и аппаратную реализацию, а изменение длины ключа не должно приводить к понижению криптостойкости алгоритма.

Метод восстановления данных с диска, зашифрованного NotPetya с помощью алгоритма Salsa20

Атаки с использованием вирусов-шифровальщиков стали настоящим трендом 2017 года. Подобных атак было зафиксировано множество, однако самыми громкими из них оказались WannaCry и NotPetya (также известный под множеством других имен — Petya, Petya.A, ExPetr и другими). Освоив опыт предыдущей эпидемии, специалисты по всему миру оперативно среагировали на новый вызов и в считанные часы после заражения первых компьютеров принялись изучать экземпляры зашифрованных дисков. Уже 27 июня появились первые описания методов заражения и распространения NotPetya, более того — появилась вакцина от заражения.

При запуске NotPetya зашифровывает алгоритмом AES пользовательские файлы с определенными расширениями, но операционная система продолжает работать. На шифрование отводится ограниченное время (по умолчанию — 1 час). И если за это время процесс шифрования успеет завершиться, в корне диска будет размещен файл README.TXT с требованием выкупа. К сожалению, для восстановления файлов, зашифрованных таким способом, требуется знание секретного ключа RSA (который вроде бы предлагают купить в Даркнете за 100 биткойнов). Если же шифрование завершиться не успело, или было прервано, или не было прав на запись в корень диска — файл README.TXT (содержащий зашифрованный ключ) не будет создан, и зашифрованные алгоритмом AES файлы не получится восстановить, даже получив секретный ключ RSA.

Изложенный далее метод восстановления данных применим в тех случаях, когда вирус NotPetya имел административные привилегии и зашифровал жесткий диск целиком при помощи алгоритма Salsa20.

Это второй слой шифрования. Однако расшифровать Salsa20 целесообразно по нескольким причинам:

AES зашифровывает не все типы файлов (например, пропускает изображения).
AES работает ограниченное время (обычно 1 час), и что не успело зашифроваться AES — потенциально восстановимо.
AES работает от конкретного пользователя. Если на компьютере используются несколько учетных записей пользователей, AES может не иметь прав доступа к данным других пользователей.

Как оказалось, авторами вируса была допущена ошибка в реализации алгоритма Salsa20, вследствие которой половина байтов ключа шифрования вообще никак не использовалась. Сокращение длины ключа с 256 до 128 бит, к сожалению, не оставляет надежд на отыскание его в разумные сроки.

Однако из-за некоторых особенностей применения алгоритма Salsa20 возможно восстановление данных без знания ключа.

Как работает Salsa20

Напомним, что Salsa20 — синхронный потоковый шифр, в котором при зашифровании генерируется гамма, зависящая от ключа, и байты этой гаммы складываются при помощи операции XOR с байтами открытого текста. Для расшифрования требуется повторить процедуру.

Чтобы гамму можно было вычислять для любого смещения в потоке, генератор гаммы s20_expand32() формирует 64-байтовый массив keystream, в который вперемешку укладываются:

256 бит (32 байта) ключа шифрования,
8 байт несекретной случайной последовательности nonce (number used once),
16 байт константы sigma (“expand 32-byte k” или “-1nvalid s3ct-id”),
64 бита (8 байт) номера блока в потоке.

64 байта keystream пропускаются через функцию перемешивания, и получившиеся 64 байта используются как фрагмент гаммы.

Следует отметить, что генерируемые фрагменты гаммы всегда выровнены на границу, кратную 64 байтам. И чтобы зашифровать, скажем, 7 байт начиная со смещения 100, надо найти номер блока, в который попадает первый байт (100/64 == 1), вычислить для этого блока гамму и использовать из нее 7 байт начиная со смещения (100%64 == 36). Если байтов в блоке не хватает, тогда генерируется гамма для следующего блока и т.д.

В процессе шифрования одного потока (а диск, с точки зрения NotPetya, это один поток) не происходит смены ключа или nonce. Следовательно, для каждого зашифрованного диска единственная варьируемая величина в keystream — это номер блока.

По задумке авторов шифра Salsa20, 2^64 блоков по 64 байта позволяют сгенерировать гамму с периодом 2^70 ~ 10^21 байт. Это достаточно большой период для почти любых практических применений, и жестких дисков такого объема не появится еще очень долго.

Однако в реализации не все так гладко.

Реальный период гаммы в NotPetya

Посмотрим на прототип функции s20_crypt32(), через вызовы которой и выполняется шифрование секторов диска.

enum s20_status_t s20_crypt32(uint8_t *key, uint8_t nonce[static 8], uint32_t si, uint8_t *buf, uint32_t buflen)

Через аргумент si (вероятно, Stream Index) передается байтовое смещение в потоке. И по типу аргумента понятно, что там не 64, а только 32 бита. Это значение попадает в keystream после деления на 64, то есть остается максимум 26 бит.

// Set the second-to-highest 4 bytes of n to the block number s20_rev_littleendian(n+8, si / 64);

А теперь посмотрим на еще одну картинку, взятую из того же отчета.

На ней серым цветом выделены те байты, которые не влияют на формирование гаммы вследствие ошибки реализации функции s20_rev_littleendian(). Таким образом, из 26 бит номера блока только 16 бит (байты по смещению 0x20-0x21) повлияют на keystream. Следовательно, максимальный период гаммы составит 2^16=65536 блоков по 64 байта, или 4 мегабайта.

Объем зашифрованных данных наверняка значительно превышает 4 мегабайта, поэтому много разных кусков данных окажутся зашифрованы на одних и тех же фрагментах гаммы. А это позволяет реализовать тривиальную атаку на основе известного открытого текста.

И еще одна ошибка

На этом огрехи разработчиков не заканчиваются. При вызове функции s20_crypt32() они вместо значения смещения в байтах передают… номер 512-байтового сектора!

Секторы обычно зашифрованы парами (1024 байта за одно обращение), и значит, гамма применяемая для зашифрования двух соседних пар секторов, будет совпадать в 1022 байтах (со смещением в 2 байта).

Эвристики для Known Plaintext Attack

Современные версии Windows используют файловую систему NTFS, в которой применяется довольно много различных структур, львиную долю полей в которых можно легко предсказать.
Кроме того, на диске присутствует множество файлов, содержимое которых легко предсказать (частично или полностью).

Вступительные 512 байт гаммы

Для проверки правильности ключа шифрования NotPetya зашифровывает сектор 0x21, содержащий предопределенные значения (все байты 0x07). Это дает нам 512 байт гаммы.

Восстановление гаммы по MFT

NotPetya не зашифровывает первые 16 записей в MFT (32 сектора), но зашифровывает все остальные.

Известно, что каждая файловая запись начинается с последовательности “FILE”, затем обычно идут байты 30 00 03 00 (UpdateSequenceArrayOffset = 0x30, UpdateSequenceArrayLength = 3). Теоретически, эти 4 байта могут иметь и другие значения, но они почти всегда одинаковы для всех файловых записей в пределах одного логического тома NTFS.

Таким образом, из одной файловой записи (занимающей два сектора) мы можем получить 8 байт гаммы, а каждая соседняя запись даст нам два дополнительных байта (и возможность проверить 6 полученных ранее байтов). Последние записи почти полностью состоят из нулей, что может дать еще до 1024 байт гаммы.

А восстановив фрагменты гаммы, использованные для шифрования MFT, мы сможем полностью восстановить структуру файловой системы.

Восстановление гаммы по известным файлам

Вымогатель шифрует и первые два сектора каждого файла, который длиннее 1024 байт. При этом размер кластера обычно больше, чем два сектора (например, 8). В таком случае, найдя зашифрованное начало любого файла и пропустив 1024 байта, мы можем легко получить следующие 3 килобайта в незашифрованном виде. И если у нас будет файл, в котором по смещению 1024 байта от начала находятся точно такие же 3 килобайта — с большой вероятностью и начало файла совпадет. И мы получим еще до 1024 байт гаммы.

Если поставить «чистую» Windows XP и заглянуть в папку Windows, там можно найти 8315 файлов. В активно используемой Windows 8.1 файлов будет больше 200 тысяч. Шансов, что многие из них совпадут с файлами на зашифрованном диске, более чем достаточно.

Так что, если проиндексировать DLL- и EXE-файлы из доступных инсталляций Windows (желательно той же версии и с близким набором обновлений), — возможно, этого хватит, чтобы восстановить гамму полностью.

А получив фрагменты гаммы, можно пытаться восстанавливать и уникальные файлы.

Перспективы и подводные камни

Сложность «ручного» восстановления зашифрованного диска в том, что этот процесс занимает значительное время (часы) и требует больших объемов свободного дискового пространства. Мало у кого из пользователей есть пустой диск, объем которого не меньше, чем объем зашифрованного. А ставить эксперименты на пострадавшем оригинале сродни самоубийству.

Так что маловероятно, что в ближайшее время появится утилита, которая позволит все восстановить «быстро и без SMS». Скорее можно ожидать появления услуги по более полному восстановлению данных — в сравнении с тем, что предлагается сейчас.

С задачей разработки сопутствующего ПО скорее справятся компании, специализирующиеся на data recovery. У них должен быть приличный опыт в решении подобных задач.

Однако не надо забывать, что алгоритм выбора секторов, которые будут зашифрованы (а значит, нуждаются в расшифровании) тоже содержит ошибки (например, при разборе структур NTFS), и это может сказаться на результате.

Восстановление данных с жесткого диска по этой методике требует применения эвристик. Степень восстановления зависит от многих факторов (размера диска, степени его заполнения и фрагментации) и может достигать 100% для дисков большого объема, содержащих много «публичных» файлов (компонентов операционной системы и программных продуктов, одинаковых на многих машинах).

Повторим, что предложенный в статье метод, к сожалению, не позволит расшифровать файлы, которые были зашифрованы алгоритмом AES, используемым NotPetya, если он при запуске не смог получить административные привилегии.

Хочется выразить благодарность Александру Песляку (Solar Designer) за наводящие подсказки, позволившие придумать описанный выше метод.

Автор: Дмитрий Скляров, руководитель отдела анализа приложений Positive Technologies.

Блог компании Positive Technologies
Информационная безопасность

Резервное копирование и восстановление зашифрованных файлов

Шифрованная файловая система (EFS) фильтрует открытие зашифрованного файла таким образом, чтобы приложение, открывающее файл, получало доступ к незашифрованной информации при условии, что оно, конечно, имеет соответствующие учетные данные для доступа к файлу и получения ключа, необходимого для расшифровки файла. Последующие операции чтения с этим файлом будут возвращать незашифрованный текст. Это очень желательно для типичного доступа к зашифрованным файлам и обеспечивает прозрачность шифрования и расшифровки файлов. Однако это препятствует резервному копированию зашифрованных файлов, так как при попытке резервного копирования с помощью стандартных вызовов файлового ввода-вывода, таких как CreateFile, ReadFile и WriteFile, резервные копии файлов будут иметь версию обычного текста.

Для решения этой проблемы предоставляются необработанные функции шифрования. Приложения резервного копирования являются основными пользователями для этих функций. Необработанные функции шифрования отличаются от других функций файловой системы тем, что функции открытия, чтения и записи обеспечивают доступ к необработанным зашифрованным потокам данных, а также чтение и запись потока $EFS. Поэтому вызывающей функции необработанного шифрования не требуется доступ к криптографическим ключам, которые расшифровывают файл. Следующие API необработанного шифрования доступны для использования с приложениями резервного копирования и восстановления:

API необработанного шифрования	Описание
OpenEncryptedFileRaw	Откройте зашифрованный файл с доступом к данным в зашифрованном формате. Если вызывающий объект не имеет доступа к ключу для файла, ему требуется SeBackupPrivilege для экспорта зашифрованных файлов или SeRestorePrivilege для импорта зашифрованных файлов.
CloseEncryptedFileRaw	Закрытие зашифрованного файла, открытого с помощью OpenEncryptedFileRaw
ReadEncryptedFileRaw	Чтение зашифрованного файла, оставив его данные в зашифрованном формате
WriteEncryptedFileRaw	Запись зашифрованного файла, оставив его данные в зашифрованном формате
ImportCallback	Определяемый приложением обратный вызов для использования с WriteEncryptedFileRaw
ExportCallback	Определяемый приложением обратный вызов для использования с ReadEncryptedFileRaw

Криптография и шифрование

Шифрование — это способ изменения сообщения или другого документа, обеспечивающее искажение (сокрытие) его содержимого. (Кодирование – это преобразование обычного, понятного, текста в код. При этом подразумевается, что существует взаимно однозначное соответствие между символами текста(данных, чисел, слов) и символьного кода – в этом принципиальное отличие кодирования от шифрования. Часто кодирование и шифрование считают одним и тем же, забывая о том, что для восстановления закодированного сообщения, достаточно знать правило подстановки(замены). Для восстановления же зашифрованного сообщения помимо знания правил шифрования, требуется и ключ к шифру. Ключ понимается нами как конкретное секретное состояние параметров алгоритмов шифрования и дешифрования. Знание ключа дает возможность прочтения секретного сообщения. Впрочем, как вы увидите ниже, далеко не всегда незнание ключа гарантирует то, что сообщение не сможет прочесть посторонний человек.). Шифровать можно не только текст, но и различные компьютерные файлы – от файлов баз данных и текстовых процессоров до файлов изображений.

Шифрование используется человечеством с того самого момента, как появилась первая секретная информация, т. е. такая, доступ к которой должен быть ограничен.

Идея шифрования состоит в предотвращении просмотра истинного содержания сообщения(текста, файла и т.п.) теми , у кого нет средств его дешифрования. А прочесть файл сможет лишь тот, кто сможет его дешифровать.

Шифрование появилось примерно четыре тысячи лет тому назад. Первым известным применением шифра (кода) считается египетский текст, датированный примерно 1900 г. до н. э., автор которого использовал вместо обычных (для египтян) иероглифов не совпадающие с ними знаки.

Один из самых известных методов шифрования носит имя Цезаря, который если и не сам его изобрел, то активно им пользовался. Не доверяя своим посыльным, он шифровал письма элементарной заменой А на D, В на Е и так далее по всему латинскому алфавиту. При таком кодировании комбинация XYZ была бы записана как АВС, а слово «ключ» превратилось бы в неудобоваримое «нобъ»(прямой код N+3).

Спустя 500 лет шифрование стало повсеместно использоваться при оставлении текстов религиозного содержания, молитв и важных государственных документов.

Большинство из нас постоянно используют шифрование, хотя и не всегда знают об этом. Если у вас установлена операционная система Microsoft, то знайте, что Windows хранит о вас (как минимум) следующую секретную информацию:

• пароли для доступа к сетевым ресурсам (домен, принтер, компьютеры в сети и т.п.);

• пароли для доступа в Интернет с помощью DialUр;

• кэш паролей (в браузере есть такая функция — кэшировать пароли, и Windows сохраняет все когда-либо вводимые вами в Интернете пароли);

• сертификаты для доступа к сетевым ресурсам и зашифрованным данным на самом компьютере.

Эти данные хранятся либо в рwl-файле (в Windows 95), либо в SAM-файле (в Windows NT/2000/XР). Это файл Реестра Windows, и потому операционная система никому не даст к нему доступа даже на чтение. Злоумышленник может скопировать такие файлы, только загрузившись в другую ОС или с дискеты. Утилит для их взлома достаточно много, самые современные из них способны подобрать ключ за несколько часов.

2.2 Основные понятия и определения криптографии

Итак, криптография дает возможность преобразовать информацию таким образом, что ее прочтение (восстановление) возможно только при знании ключа.

Перечислю вначале некоторые основные понятия и определения.

Алфавит — конечное множество используемых для кодирования информации знаков.

Текст — упорядоченный набор из элементов алфавита.

В качестве примеров алфавитов, используемых в современных ИС можно привести следующие:

алфавит Z₃₃ — 32 буквы русского алфавита и пробел; алфавит Z₂₅₆ — символы, входящие в стандартные коды ASCII и КОИ-8; бинарный алфавит — Z₂ = ; восьмеричный алфавит или шестнадцатеричный алфавит;

Шифрование — преобразовательный процесс: исходный текст, который носит также название открытого текста, заменяется шифрованным текстом.

Дешифрование — обратный шифрованию процесс. На основе ключа шифрованный текст преобразуется в исходный.

Ключ — информация, необходимая для беспрепятственного шифрования и дешифрования текстов.

Криптографическая система представляет собой семейство T преобразований открытого текста. xлены этого семейства индексируются, или обозначаются символом k; параметр k является ключом. Пространство ключей K — это набор возможных значений ключа. Обычно ключ представляет собой последовательный ряд букв алфавита.

Криптосистемы разделяются на симметричные и с открытым ключом ( или асимметричесские) .

В симметричных криптосистемах и для шифрования, и для дешифрования используется один и тот же ключ.

В системах с открытым ключом используются два ключа — открытый и закрытый, которые математически связаны друг с другом. Информация шифруется с помощью открытого ключа, который доступен всем желающим, а расшифровывается с помощью закрытого ключа, известного только получателю сообщения.

Термины распределение ключей и управление ключами относятся к процессам системы обработки информации, содержанием которых является составление и распределение ключей между пользователями.

Электронной (цифровой) подписью называется присоединяемое к тексту его криптографическое преобразование, которое позволяет при получении текста другим пользователем проверить авторство и подлинность сообщения.

Криптостойкостью называется характеристика шифра, определяющая его стойкость к дешифрованию без знания ключа (т.е. криптоанализу). Имеется несколько показателей криптостойкости, среди которых:

количество всех возможных ключей; среднее время, необходимое для криптоанализа.

Процесс криптографического закрытия данных может осуществляться как программно, так и аппаратно. Аппаратная реализация отличается существенно большей стоимостью, однако ей присущи и преимущества: высокая производительность, простота, защищенность и т.д. Программная реализация более практична, допускает известную гибкость в использовании.

Для современных криптографических систем защиты информации сформулированы следующие общепринятые требования:

· зашифрованное сообщение должно поддаваться чтению только при наличии ключа;

· число операций, необходимых для определения использованного ключа шифрования по фрагменту шифрованного сообщения и соответствующего ему открытого текста,

· должно быть не меньше общего числа возможных ключей;

· число операций, необходимых для расшифровывания информации путем перебора всевозможных ключей должно иметь строгую нижнюю оценку и выходить за пределы возможностей современных компьютеров (с учетом возможности использования сетевых вычислений);

· знание алгоритма шифрования не должно влиять на надежность защиты;

· незначительное изменение ключа должно приводить к существенному изменению вида зашифрованного сообщения даже при использовании одного и того же ключа;

· структурные элементы алгоритма шифрования должны быть неизменными;

· дополнительные биты, вводимые в сообщение в процессе шифрования, должен быть полностью и надежно скрыты в шифрованном тексте;

· длина шифрованного текста должна быть равной длине исходного текста;

· не должно быть простых и легко устанавливаемых зависимостью между ключами, последовательно используемыми в процессе шифрования;

· любой ключ из множества возможных должен обеспечивать надежную защиту информации;

· алгоритм должен допускать как программную, так и аппаратную реализацию, при этом изменение длины ключа не должно вести к качественному ухудшению алгоритма шифрования.

2.3 Симметричные и асимметричные криптосистемы

Прежде чем перейти к отдельным алгоритмам, рассмотрим вкратце концепцию симметричных и асимметричных криптосистем. Сгенерировать секретный ключ и зашифровать им сообщение — это еще полдела. А вот как переслать такой ключ тому, кто должен с его помощью расшифровать исходное сообщение? Передача шифрующего ключа считается одной из основных проблем криптографии.

Оставаясь в рамках симметричной системы, необходимо иметь надежный канал связи для передачи секретного ключа. Но такой канал не всегда бывает доступен, и потому американские математики Диффи, Хеллман и Меркле разработали в 1976 г. концепцию открытого ключа и асимметричного шифрования.

В таких криптосистемах общедоступным является только ключ для процесса шифрования, а процедура дешифрования известна лишь обладателю секретного ключа. Например, когда я хочу, чтобы мне выслали сообщение, то генерирую открытый и секретный ключи. Открытый посылаю вам, вы шифруете им сообщение и отправляете мне. Дешифровать сообщение могу только я, так как секретный ключ я никому не передавал. Конечно, оба ключа связаны особым образом (в каждой криптосистеме по-разному), и распространение открытого ключа не разрушает криптостойкость системы.

В асимметричных системах должно удовлетворяться следующее требование: нет такого алгоритма (или он пока неизвестен), который бы из криптотекста и открытого ключа выводил исходный текст.

2.4 Основные современные методы шифрования

Среди разнообразнейших способов шифровании можно выделить следующие основные методы:

• Алгоритмы замены или подстановки — символы исходного текста заменяются на символы другого (или того же) алфавита в соответствии с заранее определенной схемой, которая и будет ключом данного шифра. Отдельно этот метод в современных криптосистемах практически не используется из-за чрезвычайно низкой криптостойкости.

• Алгоритмы перестановки — символы оригинального текста меняются местами по определенному принципу, являющемуся секретным ключом. Алгоритм перестановки сам по себе обладает низкой криптостойкостью, но входит в качестве элемента в очень многие современные криптосистемы.

• Алгоритмы гаммирования — символы исходного текста складываются с символами некой случайной последовательности. Самым распространенным примером считается шифрование файлов «имя пользователя.рwl», в которых операционная система Microsoft Windows 95 хранит пароли к сетевым ресурсам данного пользователя (пароли на вход в NT-серверы, пароли для DialUр-доступа в Интернет и т.д.). Когда пользователь вводит свой пароль при входе в Windows 95, из него по алгоритму шифрования RC4 генерируется гамма (всегда одна и та же), применяемая для шифрования сетевых паролей. Простота подбора пароля обусловливается в данном случае тем, что Windows всегда предпочитает одну и ту же гамму.

• Алгоритмы, основанные на сложных математических преобразованиях исходного текста по некоторой формуле. Многие из них используют нерешенные математические задачи. Например, широко используемый в Интернете алгоритм шифрования RSA основан на свойствах простых чисел.

• Комбинированные методы. Последовательное шифрование исходного текста с помощью двух и более методов.

Что требуется для восстановления зашифрованного текста