Краткое описание работы:

На сегодняшний день не вызывает сомнения тот факт, что будущее информационных технологий неразрывно связано с совершенствованием методов и способов обеспечения конфиденциальности информации. Неоспорима также огромная роль симметричных блочных шифров в решении этого вопроса, так как данный класс шифров обладает наибольшей скоростью выполнения операций шифрования-дешифрования, чем и обусловлено широкое применение этих шифров. Однако, хороший симметричный блочный шифр должен отвечать ряду требований, среди которых одними из основных являются условия обеспечения стойкости шифра к различным видам криптоаналитических атак. В числе наиболее мощных криптоаналитических атак – дифференциальный криптоанализ. В этой связи актуальным представляется исследование и выявление характерных особенностей дифференциального криптоанализа, а также выделение основных методов, препятствующих его проведению. Это и является целью данной курсовой работы.

Для того чтобы достичь этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Провести классификацию видов криптоанализа и определить место дифференциального криптоанализа в ней.
2. Описать и сравнить особенности дифференциального криптоанализа, появляющиеся в результате его применения к шифрам различной архитектуры.
3. Выделить элементы архитектуры, использующиеся при построении шифров и затрудняющие проведение дифференциального криптоанализа.
4. Определить уровень устойчивости и причины, обуславливающие этот уровень, для ряда наиболее распространенных алгоритмов шифрования.
5. Сделать вывод о проведенной работе.

Оглавление работы:

Введение

Терминология

Понятие криптоанализа

Понятие вычислительно безопасного алгоритма шифрования

Классификация видов криптоанализа

Недостаточность атак, основанных на полном переборе множества возможных ключей

Математические основы дифференциального криптоанализа.

Краткое описание

Цепи Файстеля

Применение дифференциального криптоанализа к алгоритмам,  построенным на основе цепи Файстеля…………………………………………..………………..19

Обобщенный алгоритм дифференциального криптоанализа

Особенности дифференциального криптоанализа для алгоритмов, построенных на основе SP-сетей

Сравнение устойчивости к дифференциальному криптоанализу шифров, основанных на цепях Файстеля и SPN-конструкциях

Границы применимости и определение уровня сложности дифференциального криптоанализа

Методы защиты алгоритмов шифрования от дифференциального криптоанализа

Устойчивость алгоритмов шифрования к дифференциальному криптоанализу

DES

AES

TwoFis

ГОСТ 28147-89

Развитие дифференциального криптоанализа

Заключение

Список использованной литературы

Состав работы:

Текст расчетно-пояснительной записки, доклад, мультимедийная презентация

Жизнь современного общества немыслима без повсеместного использования автоматизированных систем обработки данных, связанных с вводом, хранением, обработкой и выводом информации. Всеобщая компьютеризация помимо очевидных выгод несет с собой и многочисленные проблемы, наиболее сложной из которых является проблема информационной безопасности. Одним из вариантов обеспечения конфиденциальности информации является ее шифрование.

В настоящее время разработано множество методов шифрования файлов. Но в реальной жизни многие задачи не являются столь тривиальными, как, например, задача зашифрования одного файла. Очень часто требуется не только и не столько зашифровать данные, сколько еще и сделать их хранение и передачу как можно более эффективной. В программных приложениях активно используются алгоритмы сжатия, а периферийные устройства на аппаратном уровне поддерживают работу методов обеспечения целостности хранимых и передаваемых данных.

Изучая программные задачи криптографии, невозможно пройти мимо такой темы, как взаимодействие сжатия и криптографии. На практике задача сжать и зашифровать файл решается обычно, что называется, «в лоб» — сначала данные сжимаются каким-нибудь известным способом (например, LZW), а затем уже шифруются, например 3DES, PGP или другим блочным шифром.

Удачные алгоритмы сжатия (или, как еще говорят, компрессии) позволяют не только эффективно хранить конфиденциальные данные, но и, например, значительно уменьшить размер программы, которую за один прием можно загрузить в память и исполнить. Существует не меньше дюжины различных упаковщиков (сжатие без потерь применяется в PCX, PING, GIF, ZIP, RAR и так далее). Но при совместном использовании алгоритм шифрования обычно никак не связан с алгоритмом сжатия. Они реализованы как отдельные алгоритмы и используются раздельно.

Возможно, что раздельное существование алгоритмов сжатия и шифрования связано с существованием своего рода конкуренции целей сжатия и зашифрования. Сжатие – это процесс устранения избыточности представления информации. Шифрование же, наоборот, стремиться увеличить энтропию выходных данных с тем, чтобы криптоаналитик не имел возможности использовать статистические зависимости шифротекста для проведения успешного криптоанализа. Тем не менее может статься, что более удобным и практичным способом сжатия и зашифрования данных будет применение некоторого единого алгоритма, выполняющего функции и зашифрования, и сжатия одновременно.

Для достижения этих целей необходимо:

1. проанализировать некоторые методы сжатия данных и выбрать лучший
2. разработать алгоритм, использующий арифметическое сжатие для целей криптографии или алгоритм криптографического сжатия
3. провести экспериментальные исследования полученного метода

Во введении обоснована актуальность исследования, сформулирована цель работы, перечислены решаемые задачи.

В первой главе основной части исследованы некоторые методы сжатия и выбран лучший.

Во второй главе проанализирован алгоритм арифметического сжатия и разработан алгоритм криптографического сжатия.

В третьей главе проведено экспериментальное исследование полученного метода криптографического сжатия.

Содержание работы:

Введение

1. Анализ методов сжатия данных

1.1           Основы теории сжатия

1.2           Основные требования к выбираемому алгоритму

1.3           Анализ алгоритма Хаффмана

1.4           Анализ алгоритма арифметического сжатия

2. Разработка алгоритма криптографического сжатия

2.1 Анализ метода арифметического сжатия

2.2 Разработка алгоритма использования арифметического сжатия для целей криптографии

3. Экспериментальное исследование метода криптографического сжатия

Заключение

Литература

Приложение

На сегодняшний день актуальной задачей является решение следующей проблемы: что может помочь установить злоумышленника, который получил незаконные цифровые изображения? Один из вариант решения данной проблемы – установить устройство, с помощью которого были получены данные цифровые образы.

Установление происхождение того или иного цифрового изображения возможно, так как цифровые фотоаппараты и сканеры, создающие их, обладают уникальными характеристиками своих элементов и узлов, что влияет на создаваемые ими образы. Исследования ученых из России (Рублёв Д. П., Фёдоров В. М., Чумаченко А. Б., Макаревич О. Б.) и зарубежных стран (Д. Фридрих, М. Гольян, М. Чен, Я. Лукас и другие) установили, каким образом уникальные особенности работы цифровых фотокамер и сканеров могут позволить эффективно идентифицировать эти устройства по создаваемым ими изображениям.

Таким образом, модель, которая может быть разработана на основе предложенных методов идентификации цифровых фотокамер и сканеров, может стать эффективным инструментом для решения данной задачи.

Исходя из приведенной выше актуальности темы настоящей дипломной работы, была поставлена цель исследования.

Целью исследования является идентификация цифровых фотокамер и сканеров по создаваемым ими цифровым изображениям.

Исходя из цели и темы дипломной работы, были определены объект и предмет исследования.

Объект исследования – цифровые образы, созданные на цифровых фотокамерах и сканерах.

Предмет исследования – процесс идентификации цифровых фотокамер и сканеров по неоднородностям цифровых образов.

Для выполнения поставленной цели должны быть решены следующие задачи:

1. Проанализировать принцип работы и устройства основных типов цифровых фотокамер и сканеров с целью выявления необходимых параметров для их идентификации;
2. Проанализировать подходы к идентификации цифровых фотокамер и сканеров;
3. Провести исследование существующих моделей идентификации цифровых фотокамер и сканеров;
4. Разработать алгоритмы идентификации устройств на основе анализа изображений, получаемых с цифровых фотокамер и сканеров;
5. Разработать модель, реализующую описанные алгоритмы идентификации цифровых фотокамер и сканеров.
6. Провести экспериментальные исследования модели.

Практическая значимость исследования заключается в том, что использование разработанных моделей и алгоритмов позволяет идентифицировать цифровые фотокамеры и сканеры по создаваемым ими цифровым изображениям. Разработанное программное обеспечение автоматизирует и сокращает время для идентификации цифровых фотокамер и сканеров по создаваемым ими цифровым изображениям.

В первой главе работы приведен анализ принципов и особенностей функционирования цифровых фотоаппаратов и сканеров на основе литературных источников с целью выявления идентификационных признаков, на основе которых осуществляется процесс идентификации данных устройств.

Во второй главе приведен анализ общих подходов к идентификации цифровых фотокамер и сканеров, существующих методов идентификации данных устройств, а также методов обработки цифровых изображений.

В третьей главе приведено описания разработки модели идентификации цифровых фотокамер и сканеров и результаты экспериментальных исследований.

Содержание работы

1   Архитектура и структура цифровых фотокамер и сканеров

1.1 Анализ основных типов цифровых фотокамер

1.1.1 Цифровые фотокамеры с ПЗС-матрицами. История создания. Принцип работы

1.1.2 Цифровые фотокамеры с КМОП-матрицами. История создания. Принцип работы

1.1.3 Способы получения цветной фотографии в цифровых фотокамерах

1.1.4 Основные характеристики цифровых фотоаппаратов

1.2  Анализ основных типов сканеров

1.3  Идентификационные признаки сканеров и цифровых

фотокамер

2   Анализ методов идентификации цифровых фотокамер и методов обработки цифровых изображений

2.1   Общие принципы представления изображений в цифровом вид

2.2   Форматы файлов цифровых изображений

2.3   Анализ существующих методов идентификации цифровых фотокамер и сканеров по неоднородностям цифровых образов

2.3.1 Метод идентификации цифровых фотокамер и сканеров по неоднородностям цифровых образов

2.3.2 Метод идентификации цифрового фотоаппаратов на основе сравнения пары фотографий

2.3.3 Метод идентификации цифрового фотоаппаратов на основе структурного шума в снимках

2.4   Анализ существующих методов подавления шума в цифровых изображениях

2.4.1 Преобразование Фурье

2.4.2 Вейвлет-преобразование

2.4.3 Пространственная фильтрация

2.4.4 Фильтрация в частотной области

2.4.5 Метод фильтрации изображений на основе вейвлет-преобразования и адаптивного фильтра

2.6 Выводы

2.7   Выбор среды разработки модели

3 Разработка модели идентификации цифровых фотокамер и сканеров

3.1 Разработка архитектуры модели

3.2 Разработка  пользовательского интерфейса

3.3 Разработка модуля фильтрации изображений

3.4 Разработка модуля загрузки изображений

3.5 Разработка модуля создания отпечатка устройства

3.6 Разработка модуля изменения размера изображений

3.7  Разработка модуля расчета параметров для идентификации

3.8 Разработка модуля анализа данных

3.9 Разработка модуля функций MATLAB

3.10 Этапы подключения функций MATLAB к модели

4   Экспериментальные исследования

4.1 Постановка задачи на проведение экспериментов

4.2 Проведение экспериментальных исследований

4.3 Обработка результатов экспериментов

Заключение

Список использованных источников

Приложение А. Разработанные функции в среде Matlab

Приложение Б. Результаты экспериментальных исследований существующего метода идентификации ЦФК

Приложение В. Результаты экспериментальных исследований модели

Приложение Г. Листинг программы

Актуальность Большие простые числа (порядка 10³⁰–10⁵⁰⁰) используются:

• в ассиметричной криптографии
• в хеш-таблицах
• для генерации псевдослучайных чисел.

В данной работе рассматривается так называемый N+1 метод, позволяющий дать некоторые достаточные условия простоты, а иногда и критерии простоты. Данный метод является эффективным для чисел N специального вида, таких как 2ⁿh+1, где h нечетно, 2rq+1, где q – нечетное простое число, и r ≤2q +1.

Целью написания данной работы является анализ существующих методов N+1 определения простоты большого числа и реализация на программном уровне.

Для этого необходимо решить следующие задачи:

- рассмотреть существующие методы N+1 определения простоты числа;

- разработка программы для построения больших простых чисел.

Практической частью исследования является создание программы, который наглядно показал бы в действии способ определения простых чисел.

——————————————————————————————————————————————————

Содержание работы

Введение.

Глава 1. Анализ методов группы N+1 построения больших простых чисел..

1.1 Сведения из теории чисел используемые в N+1 методах.

1.2 Рассмотрение методов группы P+1.

1.3 Использование методов факторизации.

Глава 2. Формулировка алгоритмов и анализ их эффективности

2.1. Разработка архитектуры программы.

2.2. Разработка интерфейса программы.

2.3. Описание алгоритма программы.

Глава 3. Экспериментальные исследования программы.

Заключение

Список литературы:.

Приложение

РО-алгоритм может быть реализованы на разных языках программирования высокого уровня (UBASIC, VB, C, С++, Pascal или DELPHI, Java, Fortran) и на ассемблере. Ясно, что целесообразно выбрать самую эффективную реализацию, так как все алгоритм должен быть предельно быстрым. Встаёт вопрос об оценке эффективности реализации РО-алгоритма Поларда.

Целью курсовой работы является исследование методов реализации и ускорения РО-алгоритма Полларда.

Основной интерес вызывает время работы этих алгоритмов.

Задачи решаемые в курсовой работе:

1.     Описание алгоритма и методов ускорения;

2.     Реализация алгоритма и его ускорение;

3.     Оценка эффективности методов ускорения.

——————————————————————————————————————————

Содержание работы

Введение

Глава 1. Теоретическое обоснование методов реализации и ускорения

1.1 Теория чисел

1.2 Элементарные методы

1.3 РО-метод Полларда

Глава 2. Реализация методов реализации и ускорения

2.1 Выбор среды программирования

2.2 Реализация РО-алгоритма

2.3 Ускорение РО-алгоритма

Глава 3. Методика измерений и полученный результат

Заключение

Список литературы

Приложения 1

Приложения 2

Приложения 3

Основные задачи исследования:

1.     Анализ алгоритмов группы «N-1» построения простых чисел

2.     Выбор языка программирования.

3.     Программная реализация алгоритма.

4.     Генерация больших простых чисел и оценка времени, необходимого для их построения.

——————————————————————————————————————————————————-

Содержание работы

Введение

Глава I.   Анализ «N-1» алгоритмов построения простых чисел. Выбор алгоритма        

1.1     Используемые факты, теоремы и определения из теории    чисел

1.2     Элементарные (классические) алгоритмы построения простых чисел и проверки на простоту

1.3     «N-1» — алгоритмы построения и проверки простых чисел.                                                                                            

1.4     Выбор алгоритма

Глава II.  Разработка алгоритма

2.1             Проблемы, связанные с реализацией алгоритма.

2.2             Выбор языка программирования

2.3             Описание и блок-схема алгоритма

2.4             Программная реализация

Глава III. Исследования результатов выполнения программы

3.1             Характеристика компьютера

3.2             Результаты

3.3             Анализ результатов

Заключение

Приложение 1. Обозначения

Приложение 2. Листинг программы

Список литературы

——————————————————————————————————————————————————-

Характеристига работы

Объем курсовой работы составляет 43 листа, имеется листинг программы