Номер части:
Журнал

ФОРМАЛИЗОВАННАЯ МОДЕЛЬ КРИПТОГРАФИЧЕСКОГО СЖАТИЯ ДАННЫХ



Науки и перечень статей вошедших в журнал:


DOI:
Дата публикации статьи в журнале:
Название журнала: Евразийский Союз Ученых, Выпуск: , Том: , Страницы в выпуске: -
Автор:
, ,
Автор:
, ,
Автор:
, ,
Анотация:
Ключевые слова:                     
Данные для цитирования: . ФОРМАЛИЗОВАННАЯ МОДЕЛЬ КРИПТОГРАФИЧЕСКОГО СЖАТИЯ ДАННЫХ // Евразийский Союз Ученых. Технические науки. ; ():-.





В настоящее время очень часто требуется не только зашифровать данные, но и сделать их хранение и передачу как можно более эффективной. На практике, задача сжать и зашифровать файл решается напрямую – сначала данные сжимаются каким-нибудь известным методом, а затем шифруются блочным шифром.

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.

Объединение этих алгоритмов позволит повысить эффективность передачи и хранения данных по сравнению с последовательным применением алгоритма шифрования и алгоритма сжатия по отдельности. [1]

Все криптографические алгоритмы строятся с использованием, так называемых, криптографических примитивов – простейших операций, комбинация которых позволяет получить алгоритм шифрования данных.

Для симметричных алгоритмов шифрования такими криптографическими примитивами являются:

  • Подстановка (или замена). Операция, заменяющая символ открытого текста другим символом алфавита по заданному правилу.
  • Перестановка. Операция, меняющая местами символы открытого текста по заданному правилу.
  • Криптопреобразование Адамара — обратимое преобразование битовой строки.

Для разрабатываемого алгоритма была выбрана операция подстановки. Эта операция использует таблицу замены, отвечающую требованиям стойкости. Наиболее распространенными таблицами замены являются таблицы замены современных стандартов шифрования: ГОСТ 28147-89 и AES (Advanced Encryption Standard).

Таблица замены алгоритма ГОСТ представляет несколько вариантов замены исходных 4-х битов текста, что делает ее применение более предпочтительным.

Были проанализированы алгоритмы сжатия данных без потерь:

  • кодирование Хаффмана;
  • адаптивное кодирование Хаффмана;
  • арифметическое кодирование;
  • адаптивное арифметическое кодирование.

Анализ алгоритмов проводился по критериям:

  • степень сжатия;
  • скорость сжатия (таблица 1).

Таблица 1

Значения критериев для методов сжатия

  Степень сжатия Скорость сжатия
худшая лучшая
Кодирование Хаффмана 1 8 0
Адаптивное кодирование Хаффмана 1 >8 0,5
Арифметическое кодирование 1 >8 0,5
Адаптивное арифметическое кодирование 1 >8 1

Для алгоритма криптографического сжатия был выбран метод Кодирование Хаффмана, т.к. он обладает лучшей совокупностью скорости и степени сжатия по сравнению с другими методами сжатия.

Был составлен неформальный алгоритм работы кодирования Хаффмана:

  1. Расчет и упорядочивание частот появления символов;
  2. Построение дерева Хаффмана;
  3. Кодирование, считывание битов по дереву, пока не достигнем листа;
  4. Декодирование.

Оптимальным способ осуществления криптографического сжатия является модификация алгоритма сжатия, т.к. если сначала зашифровать текст, то сжатие криптографического текста будет бесполезным и малоэффективным, потому что распределение частот появления символов в шифротексте стремиться к равновероятному.

По результатам анализа алгоритма работы кодирования Хаффмана было принято решение о добавлении операции подстановки на шаге 3 – процессе кодирования открытого текста. При этом симметричная операция обратной подстановки должна быть добавлена на шаге 4 – процессе раскодирования сжатого и зашифрованного текста.

Была разработана математическая модель криптографического сжатия данных.

Производится замена результирующего символа z*=k*<<4+t* с помощью дерева G.

Дальнейшие исследования направлены на разработку программного средства и проведение экспериментальных исследований с целью определить его качество, как с точки зрения сжатия, так и с точки зрения криптографической стойкости.

Список литературы:

  1. Никишова А.В., Кожевникова И.С., Васенёва В.А., Николаенко В.Г. Свойства сжатых данных, влияющие на их защищенность – Национальная ассоциация ученых. Ежемесячный научный журнал №5 / 2014 часть 2. V Международная научно-практическая конференция: «Отечественная наука в эпоху изменений: постулаты прошлого и теории нового времени» — Ек.: 2014, стр.33-35[schema type=»book» name=»ФОРМАЛИЗОВАННАЯ МОДЕЛЬ КРИПТОГРАФИЧЕСКОГО СЖАТИЯ ДАННЫХ» description=»Для соединения таких теоретически противоположных операций как сжатие и шифрование данных, был разработан алгоритм криптографического кодирования. Разработанный алгоритм является модификацией алгоритма сжатия, во время работы которого данные шифруются с помощью криптографического примитива.» author=»Кожевникова Ирина Сергеевна, Ананьин Евгений Викторович, Датская Лариса Викторовна» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-03-13″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_30.05.2015_05(14)» ebook=»yes» ]
Список литературы:


Записи созданы 6778

Похожие записи

Начните вводить, то что вы ищите выше и нажмите кнопку Enter для поиска. Нажмите кнопку ESC для отмены.

Вернуться наверх