podstawy kryptografii. wydanie ii full.pdf

(21363 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 rzĴdzĴce kryptografiĴ
¤ Poznaj wspĀczesne algorytmy szyfrowania
¤ Zastosuj w praktyce technologie kryptograficzne
Wiķkszoľě z nas kojarzy szyfrowanie i kryptografiķ z filmami czy powieľciami
poľwiķconymi tajnym agentom wraz z ich zleceniodawcami. Tymczasem kryptografia
-- nauka znana od bardzo dawna i stosowana do przedstawiania okreľlonych danych
w formie zrozumiaĀej tylko dla wybranych osb Ï jest powszechnie wykorzystywana nie
tylko w armii.
Dziľ informacja staĀa siķ najcenniejszym towarem, a ochrona danych osobowych
Ï niezwykle istotnym zagadnieniem. Dlatego efektywne sposoby zabezpieczania
informacji majĴ Ńywotne znaczenie zarwno dla firm i instytucji, jak i osb prywatnych.
Cyfrowe uwierzytelnianie poczty elektronicznej i witryn WWW czy ĀĴcza VPN
to rozwiĴzania oparte o niezwykle zĀoŃone algorytmy kryptograficzne. Aby sprawnie
korzystaě z istniejĴcych rozwiĴzaĺ lub implementowaě wĀasne, naleŃy zapoznaě siķ
z podstawowymi wiadomoľciami zwiĴzanymi z szyfrowaniem danych.
KsiĴŃka â Podstawy kryptografii. Wydanie II Ò to doskonaĀy przewodnik po wszelkich
zagadnieniach dotyczĴcych szyfrowania danych, uzupeĀniony o opisy najnowszych
osiĴgniķě w tej dziedzinie. Znajdziesz tu wszystko, co jest niezbķdne do zrozumienia
i zastosowania zaawansowanych rozwiĴzaĺ kryptograficznych. Poznasz historiķ
kryptografii, aparat matematyczny leŃĴcy u podstaw tej nauki i teoriķ szyfrowania
danych. Dowiesz siķ, jakie algorytmy szyfrowania stosowane sĴ obecnie i do czego
moŃna je wykorzystaě. Najwiķkszy nacisk poĀoŃono tu na stosowanie kryptografii
w praktyce Ï czyli na opis protokoĀw SSL i SSH oraz kwestii zwiĴzanych z podpisem
elektronicznym, algorytmami PGP i implementacjĴ szyfrowania danych w jķzyku PHP.
¤ Historia kryptografii
¤ Matematyczne podstawy szyfrowania danych
¤ Szyfry strumieniowe, klucze publiczne i steganografia
¤ Zabezpieczanie poĀĴczeĺ internetowych
¤ Mechanizm PGP
¤ Certyfikaty cyfrowe i podpisy elektroniczne
¤ ProtokoĀy SSL i SSH
¤ Najczķľciej stosowane algorytmy szyfrujĴce
Zobacz, jak fascynujĴca jest kryptografia
Wydawnictwo Helion
ul. Koľciuszki 1c
44-100 Gliwice
tel. 032 230 98 63
e-mail: helion@helion.pl
773531437.047.png 773531437.048.png 773531437.049.png 773531437.050.png 773531437.001.png 773531437.002.png 773531437.003.png 773531437.004.png 773531437.005.png 773531437.006.png 773531437.007.png 773531437.008.png 773531437.009.png 773531437.010.png 773531437.011.png 773531437.012.png 773531437.013.png 773531437.014.png 773531437.015.png 773531437.016.png 773531437.017.png 773531437.018.png 773531437.019.png 773531437.020.png 773531437.021.png 773531437.022.png 773531437.023.png 773531437.024.png 773531437.025.png 773531437.026.png 773531437.027.png 773531437.028.png 773531437.029.png 773531437.030.png 773531437.031.png 773531437.032.png 773531437.033.png 773531437.034.png 773531437.035.png 773531437.036.png 773531437.037.png 773531437.038.png 773531437.039.png 773531437.040.png 773531437.041.png 773531437.042.png 773531437.043.png 773531437.044.png 773531437.045.png 773531437.046.png
 
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