Podstawy_kryptografii_Wydanie_II_pokry2.pdf

(685 KB) Pobierz
Podstawy kryptografii.
Wydanie II
Autor: Marcin Karbowski
ISBN: 978-83-246-1215-4
Format: B5, stron: 304
Poznaj tajniki szyfrowania i zabezpieczania informacji
•
Opanuj mechanizmy matematyczne rz¹dz¹ce kryptografi¹
•
Poznaj wspó³czesne algorytmy szyfrowania
•
Zastosuj w praktyce technologie kryptograficzne
Wiêkszoœæ z nas kojarzy szyfrowanie i kryptografiê z filmami czy powieœciami
poœwiêconymi tajnym agentom wraz z ich zleceniodawcami. Tymczasem kryptografia
-- nauka znana od bardzo dawna i stosowana do przedstawiania okreœlonych danych
w formie zrozumia³ej tylko dla wybranych osób – jest powszechnie wykorzystywana nie
tylko w armii.
Dziœ informacja sta³a siê najcenniejszym towarem, a ochrona danych osobowych
– niezwykle istotnym zagadnieniem. Dlatego efektywne sposoby zabezpieczania
informacji maj¹ ¿ywotne znaczenie zarówno dla firm i instytucji, jak i osób prywatnych.
Cyfrowe uwierzytelnianie poczty elektronicznej i witryn WWW czy ³¹cza VPN
to rozwi¹zania oparte o niezwykle z³o¿one algorytmy kryptograficzne. Aby sprawnie
korzystaæ z istniej¹cych rozwi¹zañ lub implementowaæ w³asne, nale¿y zapoznaæ siê
z podstawowymi wiadomoœciami zwi¹zanymi z szyfrowaniem danych.
Ksi¹¿ka
„Podstawy
kryptografii. Wydanie II” to doskona³y przewodnik po wszelkich
zagadnieniach dotycz¹cych szyfrowania danych, uzupe³niony o opisy najnowszych
osi¹gniêæ w tej dziedzinie. Znajdziesz tu wszystko, co jest niezbêdne do zrozumienia
i zastosowania zaawansowanych rozwi¹zañ kryptograficznych. Poznasz historiê
kryptografii, aparat matematyczny le¿¹cy u podstaw tej nauki i teoriê szyfrowania
danych. Dowiesz siê, jakie algorytmy szyfrowania stosowane s¹ obecnie i do czego
mo¿na je wykorzystaæ. Najwiêkszy nacisk po³o¿ono tu na stosowanie kryptografii
w praktyce – czyli na opis protoko³ów SSL i SSH oraz kwestii zwi¹zanych z podpisem
elektronicznym, algorytmami PGP i implementacj¹ szyfrowania danych w jêzyku PHP.
Wydawnictwo Helion
ul. Koœciuszki 1c
44-100 Gliwice
tel. 032 230 98 63
e-mail: helion@helion.pl
•
Historia kryptografii
•
Matematyczne podstawy szyfrowania danych
•
Szyfry strumieniowe, klucze publiczne i steganografia
•
Zabezpieczanie po³¹czeñ internetowych
•
Mechanizm PGP
•
Certyfikaty cyfrowe i podpisy elektroniczne
•
Protoko³y SSL i SSH
•
Najczêœciej stosowane algorytmy szyfruj¹ce
Zobacz, jak fascynuj¹ca jest kryptografia
Spis treści
Kilka słów wstępu ............................................................................................... 9
Rozdział 1. Historia kryptografii ........................................................................ 13
1.1. Prolog — Painvin ratuje Francję .............................................................................. 13
1.2. Początek… ................................................................................................................ 17
1.2.1. Steganografia ................................................................................................... 17
1.2.2. Kryptografia .................................................................................................... 18
1.2.3. Narodziny kryptoanalizy ................................................................................. 20
1.3. Rozwój kryptografii i kryptoanalizy ......................................................................... 21
1.3.1. Szyfry homofoniczne ...................................................................................... 21
1.3.2. Szyfry polialfabetyczne ................................................................................... 22
1.3.3. Szyfry digraficzne ........................................................................................... 27
1.3.4. Kamienie milowe kryptografii ........................................................................ 28
1.4. Kryptografia II wojny
światowej
.............................................................................. 29
1.4.1. Enigma i Colossus ........................................................................................... 30
1.5. Era komputerów ....................................................................................................... 35
1.5.1. DES ................................................................................................................. 36
1.5.2. Narodziny kryptografii asymetrycznej ............................................................ 37
1.5.3. RSA ................................................................................................................. 37
1.5.4. PGP .................................................................................................................. 38
1.5.5. Ujawniona tajemnica ....................................................................................... 40
1.5.6. Upowszechnienie kryptografii ........................................................................ 40
Rozdział 2. Matematyczne podstawy kryptografii .............................................. 43
2.1. Podstawowe pojęcia ................................................................................................. 44
2.1.1. Słownik tekstu jawnego .................................................................................. 44
2.1.2. Przestrzeń tekstu .............................................................................................. 44
2.1.3. Iloczyn kartezjański ......................................................................................... 45
2.1.4. System kryptograficzny ................................................................................... 46
2.1.5. Szyfrowanie monoalfabetyczne ...................................................................... 47
2.1.6. Funkcje jednokierunkowe ............................................................................... 47
2.1.7. Arytmetyka modulo ......................................................................................... 48
2.1.8. Dwójkowy system liczbowy ........................................................................... 49
2.1.9. Liczby pierwsze ............................................................................................... 50
2.1.10. Logarytmy ..................................................................................................... 54
2.1.11. Grupy, pierścienie i ciała ............................................................................... 54
2.1.12. Izomorfizmy .................................................................................................. 56
6
Podstawy kryptografii
2.2. Wzory w praktyce ..................................................................................................... 57
2.2.1. Kryptosystem RSA .......................................................................................... 58
2.2.2. Problem faktoryzacji dużych liczb .................................................................. 60
2.2.3. Mocne liczby pierwsze .................................................................................... 61
2.2.4. Generowanie liczb pierwszych ........................................................................ 62
2.2.5. Chińskie twierdzenie o resztach ...................................................................... 64
2.2.6. Logarytm dyskretny ........................................................................................ 65
2.2.7. XOR i AND ..................................................................................................... 66
2.2.8. Testy zgodności ............................................................................................... 67
2.2.9. Złożoność algorytmów .................................................................................... 76
2.2.10. Teoria informacji ........................................................................................... 77
Rozdział 3. Kryptografia w teorii ....................................................................... 83
3.1. Ataki kryptoanalityczne i nie tylko .......................................................................... 83
3.1.1. Metody kryptoanalityczne ............................................................................... 83
3.1.2. Kryptoanaliza liniowa i różnicowa ................................................................. 85
3.1.3. Inne rodzaje ataków ........................................................................................ 87
3.2. Rodzaje i tryby szyfrowania ..................................................................................... 92
3.2.1. Szyfry blokowe ............................................................................................... 92
3.2.2. Szyfry strumieniowe ..................................................................................... 101
3.2.3. Szyfr blokowy czy strumieniowy? ................................................................ 106
3.3. Protokoły kryptograficzne ...................................................................................... 107
3.3.1. Protokoły wymiany kluczy ............................................................................ 107
3.3.2. Podpis cyfrowy .............................................................................................. 111
3.3.3. Dzielenie sekretów ........................................................................................ 114
3.3.4. Inne protokoły ............................................................................................... 116
3.4. Infrastruktura klucza publicznego .......................................................................... 120
3.4.1. PKI w teorii… ............................................................................................... 121
3.4.2. …i w praktyce ............................................................................................... 121
3.5. Kryptografia alternatywna ...................................................................................... 124
3.5.1. Fizyka kwantowa w kryptografii ................................................................... 124
3.5.2. Kryptografia DNA ......................................................................................... 130
3.5.3. Kryptografia wizualna ................................................................................... 134
3.6. Współczesna steganografia ..................................................................................... 136
3.6.1. Znaki wodne .................................................................................................. 136
3.6.2. Oprogramowanie steganograficzne ............................................................... 138
Rozdział 4. Kryptografia w praktyce ............................................................... 141
4.1. Konstrukcja bezpiecznego systemu kryptograficznego ......................................... 141
4.1.1. Wybór i implementacja kryptosystemu ......................................................... 142
4.1.2. Bezpieczny system kryptograficzny .............................................................. 143
4.1.3. Najsłabsze ogniwo ......................................................................................... 144
4.2. Zabezpieczanie połączeń internetowych ................................................................ 148
4.2.1. Protokół SSL ................................................................................................. 148
4.2.2. Protokół SSH ................................................................................................. 156
4.3. PGP ......................................................................................................................... 164
4.3.1. PGPkeys ........................................................................................................ 164
4.3.2. PGPmail ........................................................................................................ 167
4.3.3. PGPdisk ......................................................................................................... 175
4.3.4. Standard PGP/MIME .................................................................................... 182
4.3.5. Web of Trust .................................................................................................. 183
4.3.6. PGP 9.x .......................................................................................................... 186
Spis treści
7
4.4. GnuPG .................................................................................................................... 188
4.4.1. Generowanie klucza prywatnego .................................................................. 188
4.4.2. Obsługa programu ......................................................................................... 189
4.5. TrueCrypt ................................................................................................................ 196
4.5.1. Tworzenie szyfrowanych dysków i partycji .................................................. 197
4.5.2. Obsługa dysków wirtualnych ........................................................................ 199
4.5.3. Ukryte dyski .................................................................................................. 200
4.5.4. Pozostałe opcje i polecenia ........................................................................... 202
4.6. Składanie i weryfikacja podpisów elektronicznych ............................................... 204
4.6.1. Wymagania techniczne ................................................................................. 204
4.6.2. Jak zdobyć certyfikat cyfrowy? ..................................................................... 206
4.6.3. O czym warto pamiętać? ............................................................................... 209
4.6.4. Konfiguracja programu pocztowego ............................................................. 209
4.6.5. Struktura certyfikatu ...................................................................................... 215
4.7. Kryptografia w PHP i MySQL ............................................................................... 217
4.7.1. Funkcje szyfrujące w PHP ............................................................................ 217
4.7.2. Szyfrowanie danych w MySQL .................................................................... 222
4.7.3. Kolejne udoskonalenia .................................................................................. 224
Podsumowanie ................................................................................................ 227
Dodatek A Jednokierunkowe funkcje skrótu ................................................... 229
A.1. MD5 ....................................................................................................................... 229
A.1.1. Przekształcenia początkowe ......................................................................... 229
A.1.2. Pętla główna MD5 ........................................................................................ 230
A.1.3. Obliczenia końcowe ..................................................................................... 232
A.2. SHA-1 .................................................................................................................... 232
A.2.1. Przekształcenia początkowe ......................................................................... 232
A.2.2. Pętla główna algorytmu SHA-1 ................................................................... 233
A.2.3. Operacje w cyklu SHA-1 ............................................................................. 233
A.2.4. Obliczenia końcowe ..................................................................................... 234
A.3. SHA-2 .................................................................................................................... 235
A.3.1. Dodatkowe pojęcia ....................................................................................... 235
A.3.2. Przekształcenia początkowe ......................................................................... 236
A.3.3. Operacje w cyklu SHA-2 ............................................................................. 237
A.3.4. Dodatkowe różnice między algorytmami SHA-2 ........................................ 239
Inne funkcje skrótu ........................................................................................................ 240
Dodatek B Algorytmy szyfrujące .................................................................... 241
B.1. IDEA ...................................................................................................................... 241
B.1.1. Przekształcenia początkowe ......................................................................... 241
B.1.2. Operacje pojedynczego cyklu IDEA ............................................................ 241
B.1.3. Generowanie podkluczy ............................................................................... 243
B.1.4. Przekształcenia MA ...................................................................................... 243
B.1.5. Deszyfrowanie IDEA ................................................................................... 243
B.2. DES ........................................................................................................................ 245
B.2.1. Permutacja początkowa (IP) ......................................................................... 245
B.2.2. Podział tekstu na bloki .................................................................................. 245
B.2.3. Permutacja rozszerzona ................................................................................ 247
B.2.4. S-bloki .......................................................................................................... 248
B.2.5. P-bloki .......................................................................................................... 249
B.2.6. Permutacja końcowa ..................................................................................... 250
B.2.7. Deszyfrowanie DES ..................................................................................... 250
B.2.8. Modyfikacje DES ......................................................................................... 251
8
Podstawy kryptografii
B.3. AES ........................................................................................................................ 253
B.3.1. Opis algorytmu ............................................................................................. 253
B.3.2. Generowanie kluczy ..................................................................................... 253
B.3.3. Pojedyncza runda algorytmu ........................................................................ 254
B.3.4. Podsumowanie .............................................................................................. 256
B.4. Twofish .................................................................................................................. 256
B.4.1. Opis algorytmu ............................................................................................. 257
B.4.2. Pojedyncza runda algorytmu ........................................................................ 257
B.4.3. Podsumowanie .............................................................................................. 261
B.5. CAST5 ................................................................................................................... 262
B.5.1. Opis algorytmu ............................................................................................. 262
B.5.2. Rundy CAST5 .............................................................................................. 263
B.6. DSA ........................................................................................................................ 263
B.6.1. Podpisywanie wiadomości ........................................................................... 264
B.6.2. Weryfikacja podpisu ..................................................................................... 264
B.6.3. Inne warianty DSA ....................................................................................... 265
B.7. RSA ........................................................................................................................ 266
B.7.1. Generowanie pary kluczy ............................................................................. 266
B.7.2. Szyfrowanie i deszyfrowanie ........................................................................ 266
B.8. Inne algorytmy szyfrujące ...................................................................................... 267
Dodatek C Kryptografia w służbie historii ....................................................... 269
C.1.
Święte
rysunki ........................................................................................................ 270
C.1.1. 1000 lat później… ........................................................................................ 271
C.1.2. Szyfr faraonów ............................................................................................. 272
C.1.3. Ziarno przeznaczenia .................................................................................... 273
C.1.4. Je tiens l’affaire! ........................................................................................... 274
C.1.5. Tajemnica hieroglifów .................................................................................. 275
C.2. Język mitów ........................................................................................................... 276
C.2.1. Mit, który okazał się prawdziwy .................................................................. 276
C.2.2. Trojaczki Kober ............................................................................................ 279
C.2.3. Raport z półwiecza ....................................................................................... 280
C.3. Inne języki .............................................................................................................. 283
Bibliografia ..................................................................................................... 285
Skorowidz ....................................................................................................... 287

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin