Проектирование и разработка информационных систем

 
 

---

35 
2 ОБЗОР ПРИРОДНЫХ АЛГОРИТМОВ КРИПТОАНАЛИЗА 
Так как задачей криптографии является защита информации, то при 
создании любой 
криптографической системы необходимо предусмотреть её 
криптостойкость против возможных попыток взлома, то есть определения 
ключа шифра и расшифрования информации, либо ее искажения, а также 
определение уязвимостей алгоритма шифрования. Для осуществления 
криптоанализа системы, то есть возможностей определения секретного ключа, 
проводятся так называемые криптографические атаки. 
Существуют различные методы криптоанализа или криптоатак: 
1. 
аналитические атаки;
2. 
статистические атаки;
3. 
силовые атаки;
4. 
атаки по сторонним или побочным каналам, иными словами, по 
сторонней информации, которая может быть получена от устройства 
шифрования, не являющейся ни шифротекстом, ни открытым текстом: по 
времени, по мощности, по ошибкам вычисления, по электромагнитному 
излучению. 
Для блочных симметричных шифров характерно применение 
следующих криптоатак [3]: 
1. с использованием только зашифрованного текстами 
2. с известным открытым текстом 
3. атака со связанным ключом 
4. атака с избранныи тм ключом 
5. линейный криптоанализ 
6. дифференциальный криптоанализ 
Так же для криптоанализа используются эволюционные алгоритмы, к 
числу которых относятся генетический алгоритм, алгоритмы роевого 
интеллекта — децентрализованные самоорганизующиеся системы. 

---

36 
Эвристические алгоритмы применяются для решения задач высокой 
вычислительной сложности, к которым можно отнести задачу криптоанализа. 
В то время как полный перебор вариантов решения занимает существенное 
время и не всегда является возможным, эвристические методы позволяют 
найти достаточно хорошее решение, при котором получаемый результат 
является приемлемым. В алгоритмах эволюционных вычислений основным 
является построение начальной модели и правил, по которым она может 
изменяться, то есть эволюционировать. 
Существует ряд работ, посвященных исследованию возможностей 
применения данных алгоритмов для криптоанализа симметричных, в 
основном, блочных алгоритмов, таких как DES с использованием ограничений 
по количеству раундов шифрования [22].
При работе с эвристическими алгоритмами возникает необходимость 
оценки полученного решения. Для таких целей служит фитнесс-функция, 
которая отображает множество решений задачи на множество действительных 
чисел. При этом предполагается, что наиболее приспособленные особи должны 
получить наибольшее значение фитнесс-функции. Выбор фитнесс-функции 
является одной из основных задач при использовании эвристических 
алгоритмов криптоанализа. Одним из вариантов при работе с осмысленными 
текстами может являться оценка сравнения частот встречаемости биграмм с 
эталонными значениями [10]. Но в более общем случае, если текст является не 
осмысленным, такой вариант не будет эффективным. Другим способом 
является очень общий вариант: побитовое сравнение. В представленной работе 
используется фитнесс-функция с побитовым сравнением. При этом 
сравнивается блок оригинального шифротекста и блок шифров. Еще одним 
словом в пользу использования такой фитнесс-функции в данной работе 
является то что работа проводится с ограниченным количеством информации. 
Рассматривается отдельный блок оригинального текста и оригинального 
зашифрованного текста, по размеру соответствующий одному блоку, который 
используется в алгоритме шифрования: для AES – 128 бит, для DES – 64 бит. 

---

37