Теоретические сведения. Исторически первыми появились симметричные алгоритмы шифрования

Исторически первыми появились симметричные алгоритмы шифрования. Основой секретности этих алгоритмов является секретность симметричного ключа, который должен быть известен отправителю сообщения и получателю. Схема шифрования с использованием симметричного ключа изображена на рисунке 4.1.1.

Рисунок 4.1.1 — Схема симметричного шифрования

Среди современных алгоритмов шифрования с симметричным ключом известны и широко используются Data Encryption Standard, IDEA, ГОСТ 28147-89, Blowfish, RC5 и др.

Симметричные алгоритмы шифрования основаны на применении двух способов преобразования бит данных:

· диффузия;

· конфузия.

Диффузия выполняет роль рассеивания статистических особенностей открытого текста по широкому диапазону статистических характеристик шифрованного текста. Это достигается тем, что значение каждого элемента открытого текста влияет на значения многих элементов шифрованного текста или, что оказывается эквивалентным сказанному, любой из элементов шифрованного текста зависит от множества элементов открытого текста.

В результате применения диффузии частотные характеристики использования отдельных символов и последовательностей символов должны становиться близкими к равномерным.

Конфузия представляет собой механизм сложных подстановок, которые затрудняют установление статистической взаимосвязи между шифрованным текстом и ключом. Целью применения конфузии является противостояние определению ключа при известных статистических характеристиках закрытого текста.

Достоинством симметричных алгоритмов является высокое быстродействие и малая длина ключа по сравнению с ключами у алгоритмов с открытым ключом.