Криптографияның дамуы

Пән: Информатика, Программалау, Мәліметтер қоры
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 23 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны

Кіріспе
Қазіргі кезде ақпаратты қорғау жалпы ұлттық мәселеге айналып отыр.
Информациялық технологияның қарқынды дамуы және Интернеттің тез таралуы
конфиденциалды ақпаратты қорғаудың әдістерін дамытуға, әсіресе
криптографияның дамуына көп әсер етті.
Мемлекеттің барлық салаларына қатысты ақпарат нақты саяси, материалдық
және бағалылығы жағынан да құнды болып саналады. Ақпаратты қорғау
мемлекеттің көзқарасымен алғанда қазіргі кезде өзекті мәселеге айналды және
мемлекет алдындағы бірден-бір шешілуі қажет, ұлттық қауіпсіздіктің негізгі
элементі ретінде қарастырылып отыр.
Жаңа қуатты компьютерлердің, желілік технологиялардың пайда болуы мен
ақпараттың компьютерде шоғырлануы мүлдем ашылмайды деп саналған
криптография жүйесін пайдалануға мүмкіндік береді.
Криптография термині ежелгі гректердің cryptos – құпия және grapho
– жазу сөздерінен құралған.
Курстық жұмысымның мақсаты:
1) ақпараттық ресурстардың сыртқа кетуін, ұрлануын, жоғалуын,
бұрлануын, қолдан жасалуын, оларға рұқсатсыз қол жеткізуді пайдалануды және
таратуды, зиян, залал келтіруді болғызбау;
2) тұлғаның, мемлекеттің және қоғамның ақпараттық қауіпсіздігі;
3) ақпаратты қорғаудың жолдарын және ақпаратты қорғаудың мәселелерін
шешу;
Тақырыптың өзектілігі. Криптография қоғам өмірінің ажырымас бөлігіне
айналып келеді. Мыңдаған жылдар бойы криптография әскери және
дипломатикалық байланыстарды қорғау үшін қолданылып келеді. Информациялық
ғасырдың басталуымен бірге криптографияның жеке секторлары да қоғамға жедел
қажет екендігін байқалтты.
Ақпаратты қорғаудың әртүрлі жолдары (мысалы, механикалық немесе
физикалық), әртүрлі мәселелері бар (мысалы, қоғамдық немесе әскери). Мен
ақпаратты қорғаудың математикалық жолдарын (яғни, математикалық әдістерін
немесе қулықтарын) және ақпаратты қорғаудың математикалық мәселелерін
қарастырамын.
Курстық жұмыстың міндеттері. Ақпаратты қорғау әдістері мен ақпаратты
шифрлеу жүйелері жайлы мағлұмат беру. Сонымен қатар криптографияның
негіздері болып табылатын симметриялық және ашық кілтті криптожүйелер
туралы ашып айту. Ашық кілтті криптожүйеде кілт басқару қалай жүзеге
асатынын көрсету.
Курстық жұмыстың құрылымы: курстық жұмыс кіріспеден, екі бөлімнен және
қорытынды мен пайдаланылған әдебиеттер тізімінен тұрады.

1-бөлім. Ақпаратты қорғау мәселесі
1.1. Компьютерлік ақпаратты қорғау мәселесі
Компьютерлік вирус – көбейтілуге және басқа программаларға жұғуға
қабілетті, әдетте өлшемі шағын (200-ден 5000 байтқа дейін) арнайы
компьютерлік программа (яғни ол кодын көп қайтара көшіреді де, оны басқа
программалардың кодына қосады). Ол компьютерге пайдаланушының рұқсатынсыз,
зақымдалған дискета немесе зақымдалған файлмен бірге түсуі мүмкін.
Ішінде вирусы бар программа зақымдалған деп аталады.
Зақымдалған программа жұмысын бастағанда, алдымен басқаруға вирус
алады. Вирус басқа программаларды тауып, оларды зақымдайды, сонымен қатар
қандай да бір зиянды әрекет жасайды: компьютердің қалыпты жұмыс істеуіне
кедергі келтіреді, дискідегі файлды бұзады, компьютерде сақталған ақпаратты
бүлдіреді, жедел жадты ластайды және т.с.с вирустың бір компьютерден
басқа компьютерлерге тарайтын қабілеті бар.
Вирустар қайдан пайда болады? Оларды білікті қаскөй мамандардан басқа
бәсекелес фирмаларға зиян келтіру үшін қызғаныш, зиянкестік, мансапқорлық
оймен немесе антивирустық программаларды сатудан ақша табу үшін жазады.
Компьютерлік вирустармен күресу үшн, оларды зерттейтін және
антивирустық (вирусқа қарсы) программалар жазатын мамандар бар. Ресейдегі
атақты программистер: Д.Лозинский, Д.Мостовой, И.А.Данилов, Н.Безруков және
т.б.
Жаңа вирустық программалардың саны үнемі көбейіп және түрлері өзгеріп
отырады, сондықтан компьютер пайдаланушы вирустар табиғатын, вирустардың
жұғу әдісін және олардан қорғануды білуі керек.
Компьютерге вирус, негізінен дискеттер мен лазерлік диск, сондай-ақ
компьютерлік желі арқылы кіріп, қатқыл дискіні зақымдайды. Дискетті
зақымдау тіптен оңай. Егер зақымдалған компьютердің дискіжетегіне дискетті
тіпті жай ғана салып және оның мазмұнын оқыса да оған вирус жұғуы мүмкін.
Вирус көбіне дискінің жүктейтін секторына және EXE, COM, SYS немесе BAT
кеңейтілулері бар атқарылатын файлдарға жиі жұғады. Мәтіндік немесе
графикалық файлдарға сирегірек жұғады.
Қазіргі кезде 50 мыңнан астам вирус белгілі. Олар шартты түрде келесі
белгілеріне байланысты мынадай топтарға бөлінеді.
Компьютердің вируспен зақымдалғанын дер кезінде анықтау үшін
вирустардың пайда болуының келесі негізгі белгілерін білу қажет:
1. Ойдағыдай жұмыс істеп тұрған программалардың жұмысын тоқтатуы
немесе жұмыс істемеуі;
2. компьютердің баяу жұмыс істеуі;
3. файлдар мен қапшықтардың жоғалуы немесе олардың құрамының
бұрмалануы;
4. файлдар өлшемдерінің өзгеруі;
5. дискідегі файлдар санының кенеттен көбеюі;
6. бос жедел жад өлшемінің кішіреюі;
7. компьютер жұмысындағы жиі тұрып қалулар мен жаңылысулар.
Компьютер вируспен зақымдалғанда келесі операцияларды орындау керек.
- Вирус өзінің бүлдіретін функцияларын орындауын жалғастырмауы үшін
компьютерді өшіру керек.
- Компьютерді жүйелік дискеттен жүктеп, вирустарды тауып, оларды жою
үшін антивирустық прогрммаларды іске қосу керек. Операциялық жүйені қатқыл
дискіден жүктегенде кейбір вирустар жедел жадқа жүктейтін модульден ауысуы
мүмкін, сондықтан жүйелік дискті пайдалану қажет.
- Содан кейін винчестердің барлық логикалық дискілерін ретпен
зиянсыздандыру керек. Егер логикалық дискідегі кейбір файлдарды қалпына
келтіру мүмкін болмаса және олар жоюға келмесе, онда зақымдалған, онда
зақымдалған файлдарды басқадай логикалық көшіріп, бұл дискіні қайтадан
пішімдеу керек. Содан кейін бұл логикалық дискідегі барлық файлдарды кері
көшіру және архивтік көшірмелерді пайдалану арқылы қалпына келтіру керек.
Компьютерлік вирустардың негізгі ерекшеліктерін, антивирустық
программалардың сипаттамаларын және программалар мен деректерді
компьютерлік виурстардан сақтау шараларын қарастырайық.
Вирустарды барлық алуан топтарынан негізгі топтарын бөліп атайық.
1. Жүктейтін вирустар – дискеттің немесе винчестердің жүктеу
секторында сақталатын компьютердің бастапқы жүктеу программаларын
зақымдайды және компьютерді жүктегенде іске қосылады.
2. Файлдық вирустар көбінесе COM, EXE кеңейтілулері бар файлдарға
кіріп алады. Файлдық вирустар файлдардың басқа типтеріне кіре алады, бірақ
олар онда басқару ала алмайды, сондықтан көбею қабілетінен айрылады.
3. Жүктейтін – файлдық вирустар файлдарды да, дискілердің жүктейтін
секторларын да зақымдайды.
4. Драйверлік вирустар компьютер құрылғыларының драйверлерін
зақымдайды немес өзін файлға қосымша қатар конфигурациясын қосу арқылы
ендіреді.
5. Желілік вирустар ондаған және жүздеген мың компьютерді біріктіретін
желілерде тарайды.
Соңғы кезде компьютерлік вирустармен күресуде үлкен тәжірибе
жинақталды, антивирустық программалар жасалды, программалар мен деректерді
қорғау шаралары айқындалды. Вирус табылған кезеңнен бастап қысқа уақыт
ішінде қайта пайда болатын вирустарды жеңетін антивирустық құралдар үнемі
жетілдіріліп және дамытылып отырады. Вирустарды табуға және жоюға мүмкіндік
беретін программалар антивирустық программалар деп аталады.
Белгілі антивирустық программаларды бірнеше типтерге бөлуге болады.
Детектор-программалар белгілі вирустардың бірімен зақымдалған
файлдарды табады, мұндай программалар жеке түрде сирек кездеседі.
Фагтар немесе доктор-программалар, сондай-ақ вакцина-программалар
вируспен зақымдалған файлдарды тауып қана қоймай, оларды емдейді де,
программаны вируспен зақымдалғанға дейінгі қалпына келтіре отырып,
файлдардан вирус программасының тәнін жояды. Фагтар өз жұмысының басында
вирустарды жедел жадтан іздейді, оларды жояды, тек содан кейін ғана
файлдарды емдеуге кіріседі. Фагтардың ішінде полифагтар, яғни вирустардың
көп мөлшерін жоятын доктор-программалары ерекше. Ең кең таралған полифагтар
Aidstest жасаушысы – Д.Лозинский, Scan, Norton AntiVirus және Doctor Web
жасаушысы – И.Данилов программалары болып табылады.
Ревизор-программалар вирустрдан қорғайтын құралдардың ең сенімдісі.
Ревизор программалардың алғашқы қалпын, яғни компьютердің вируспен
зақымдалмаған кезін есте сақтайды, содан кейін ағымдағы жағдайды алғашқы
жағдаймен салыстырып отырады. Егер өзгеріс табылса, онда дисплейдің
экранына хабарлама шығарады. Ресейде Д.Мостов жасаған ADinf ревизор-
программасы кең таралған. Бұл программаны барлық оқу орындарындағы
компьютерлерге орнату ұсынылған. Ол тек вирустардың белсенділігін ғана
емес, кейбір оқушылардың зиянды әрекеттерін де (оқушылардың тиісуіне
болмайтын файлдар мен қапшықтарды жылжытуын, өшіруін, жазуын) бақылауға
мүмкіндік береді.
Фильтр-программалар немесе күзетшілер - үнемі компьютер жадында
болатын шағын резидентті программалар. Олар компьютердің операцияларын
бақылайды және компьютер жұмысының барысында вирустарға тән күмәнді
әрекеттерді табады. Қандай да бір программа осындай әрекеттерді орындамақшы
болғанда, күзетші хабарлама жібереді, ал пайдаланушы тиісті операцияны
орындауға рұқсат береді немесе тыйым салады. Пайдаланушылар, әдетте
күзетшіні қолданбайды, өйткені әрдайым берілетін ескерту жұмысқа кедергі
келтіреді. Фильтр-программалар вирусты көбеймей тұрып, оның өмірінің ең
алғашқы сатысында табуға мүмкіндік береді, бірақ олар файлдар мен
дискілерді емдемейді, сондықтан вирустарды жою үшін фагтарды қолдану
қажет болады.
Вирустардан қорғайтын программалық құралдардан басқа винчестердің
белгілі бөлімдерін сенімді қорғауды қамтамасыздандыратын тағы арнайы
қосымша құрылғылар болады. Мұндай құрылғыға Ю.Фомин жасаған Sheriff платасы
мысал болып табылады.
Антивирустық программаларды қолдану ақпараттың толық қорғалуын
қамтамасыз етпейді. Профилактикалық алдын алу шараларын қолдану керек,
мысалы төмендегідей:
1. резервтік көшірме жасау – ақпаратты архивтеу;
2. зақымдануы ықтимал кездейсоқ заңды өнім болып табылмайтын ұрлық
программаларды қолданбау;
3. дискеттерден файлдарды шығарып оқымай тұрып, оларды вирусқа
тексеру;
4. антивирустық программа дискетте сақталуы керек, өйткені винчестерде
болса, ол да зақымдануы мүмкін;
5. компьютерді үнемі вирусқа тексеріп отыру керек!
Вирустар үнемі өзгереді және олардың саны күн сайын көбеюде,
антивирустық программалар да жаңарып отырады, сондықтан әрқашан
антивирустардың жаңа нұқсаларының шығуын қадағалап жүру қажет. Егер
антивирустардың ескі нұсқасы тексеруден кейін бәрі таза деп хабарласа да,
сақ болу керек, өйткені ол бүркемеленудің басқа әдісін қолданған жаңа
вирусты байқамауы да мүмкін.

1.2. Ақпаратты қорғау жүйесі
Қолдануға қажетті кез-келген басқа программаның тұжырымдамасы сияқты
қорғаныс жүйесін құру тұжырымдамасы да мынадай сұрақтарды қарастырады:
ақпаратты қорғау аймағындағы практикалық зерттемелердің өзектілігі,
қорғаныс жүйесін құрудың негізгі кезеңдері және қорғаныс мәселесін шешудің
әр түрлі әдістемелерінің салыстырмалы талдауы.
Қорғаныс жүйесін құрудың негізгі кезеңдері төмендегідей болып
жіктеледі:
1. Мүмкін болатын қауіп-қатердің талдауы келесі қауіп-қатерден
қорғанудың негізгі түрлерін зерттеумен айналысады:
- Ақпараттың конфиденциалдығының бұзылуының қауіп-қатері;
- Ақпараттың бүтінділігінің бұзылуының қауіп-қатері.
Бұл кезең шындығында да барлық қауіп-қатердің жиынтығынан байсалды
зиян (вирус, ұрлық) келтіретіндерін таңдаумен аяқталады.
2. Қорғаныс жүйесін жоспарлау кезеңі қорғалатын құрылымдар тізімінен
және оларға мүмкін болатын қауіп-қатерден тұрады. Бұл кезде қорғанысты
қамтамасыз етудің келесі бағыттарын назарға алу қажет:
- құқықтық-этикалық;
- моральды-этикалық;
- қорғанысты қамтамасыз етудің әкімшіліктік шаралары;
- қорғанысты қамтамасыз етудің аппараттық-программалық шаралары.
3. Қорғаныс жүйесін іске асыру ақпаратты өңдеудің жоспарланған
ережелерін іске асыруға қажетті құралдарды орнату мен баптауды
қамсыздандырады.
4. Қорғаныс жүйесін сүйемелдеу кезеңі жүйенің жұмысын бақылау, ондағы
болып жатқан оқиғаларды тіркеу, қорғанысты бұзуды айқындау мақсатымен
оларды талдау және қажетінше қорғаныс жүйесін түзетумен сипатталады.
Қорғаныстың аппараттық әдістерін қолдану мынадай техникалық құралдарды
пайдалануды ұсынады:
1. Тыңдалатын және жазылатын құрылғылардан қорғайтын TRD-800
категориялы радиохабарлағыштар мен магнитофондар детекторы;
2. Жасырын бейне бақылау құратын модульдік нөмірлер;
3. Ақпаратты жеткізудің дұрыстылығын қамтамасыз ететін ақпаратты
анықтылыққа тексеру сызбалары;
4. Құпиялы құжаттарды жіберуге арналған SAFE-400 категориялы факстік
хабардың скремблері.
Қорғаныстың аппараттық әдістері ресурстардың үлкен шығынын талап
етеді.
Программалық әдістер есептеуіш алгоритмдер мен қатынауды шектеуді
қамтамасыз ететін программаларды және ақпаратты рұқсатсыз пайдаланудан
шығаруды ұсынады. Программалық әдістер келесі функцияларды іске асырады:
1. Идентификация, аутентификация, авторизация (Pin кодтар, парольдер
жүйелері арқылы);
2. Резервті көшіру және қалпына келтіру процедуралары;
3. Антивирустық программаларды белсенді қолдану және антивирустық
қорларды жиі жаңартып отыру;
4. Транзакцияны өңдеу.
Ақпаратты қорғаудың криптографиялық әдісі – бұл ақпаратты шифрлаудың,
кодтаудың немесе басқаша түрлендірудің арнайы әдісі, мұның нәтижесінде
ақпарат мазмұнына криптограмма кілтінсіз және кері түрлендірмей шығу мүмкін
болмайды. Криптографиялық қорғау – ең сенімді қорғау әдісі, өйткені
ақпаратқа шығу емес, оның тікелей өзі қорғалады, (мысалы, әуелі тасуыш
ұрланған жағдайдың өзінде ондағы шифрланған файлды оқу мүмкін емес).
Мұндай қорғау әдісі стандартты операциялар немесе программалар дестесі
түрінде жүзеге асырылады. Операциялық жүйенің негізіндегі қорғау көбінесе
қатынас құруды басқарудың процедураларын жүзеге асыруға мүмкіндік беретін
мәліметтер қорын басқару жүйелері деңгейіндегі қорғау құралдарымен
толықтырылуы керек.
Қазіргі кезде ақпарат қорғаудың криптографиялық әдісінің көпшілік
қаблдаған жіктеуі жоқ. Дегенмен, жіберілетін хабарламаның әрбір символы
шифрлауға түскенде шартты түрде 4 негізгі топқа бөлуге болады:
- ауыстыру шифрланушы мәтіннің символдары сол немесе басқа алфавит
символдарымен алдын ала белгіленген ережеге сәйкес ауыстырылады;
- аналитикалық түрлендіруде шифрланушы мәтін қандай да бір
аналитикалық ереже бойынша түрлендіріледі;
- орын ауыстыру шифрланушы мәтіннің символдарының орны жіберілетін
мәтіннің берілген блогының шегінде қандай да бір ереже бойынша шифрланады.
Ақпаратты шифрлаудың сенімділік дәрежесі бойынша көптеген программалық
өнімдер бар. Кең таралған программалардың бірі болып Циммерменн құрған
Pretty Good Privacy (PGP) болып табылады. Оның криптографиялық қорғау
құралы өте күшті. Танымдылығы мен ақысыз таратылуы іс жүзінде PGP-ны дүние
жүзінде электрондық хат алысу стандартына айналдырды. PGP программасына
желіде көпшіліктің шығуына мүмкіндігі бар.
Ақпаратты қорғаудың ұйымдастырушылық әдісі келесі іс-шаралардың
ұйымдастырылуы мен іске асырылуын қарастырады:
1. өртке қарсы қорғаныс;
2. жанбайтын сейфтерде аса қажетті құжаттарды сақтау;
3. өту жүйесі арқылы қатынау регламенті;
4. бақылау жүйесін ұйымдастыру;
5. қолданушылардың әр түрлі категорияларының қорғаныс объектілері мен
олардың орындалу талаптарына қатынауды регламентациялайтын көмекші
нұсқамаларды даярлау.
6. мамандарды таңдау мен даярлау;
7. қауіпсіздік мәселесі бойынша семинарларға, конференцияларға
қатысуды қамтасыз ету мен ұйымдастыру.
Дербес компьютердің программалық өнімі мен жіберілетін ақпаратқа
рұқсатсыз шығудан ең сенімді қорғау - әр түрлі шифрлау әдісін (ақпарат
қорғаудың криптографиялы әдістері) қолдану болып табылады.
Қорғаудың криптографиялық әдістері деп ақпаратты түрлендірудің арнайы
құралдарының жиынтығын айтамыз, нәтижесінде оның мазмұны жасырылады.
Криптографиялық әдістердің маңызды аймақтарда қолданылуына қарамастан
криптографияны эпизодтық қолдану оның бүгінгі қоғамда атқаратын ролі мен
маңызына тіптен жақын көрсеткен жоқ. Криптография өзінің ғылыми пәнге
айналуын көрсеткен жоқ. Криптография өзінің ғылыми пәнге айналуын
электрондық ақпараттық технологиямен туындаған практиканың қажеттілігіне
парыз.
Криптографиялық әдістердің теориялық негізі болып математика мен
техниканың төмендегідей бөлімдерінде қолданылатын математикалық идеялар
табылады:
- қалдықтар кластарының жүйесіндегі модульдік арифметика;
- сандардың жай көбейткіштерге жіктелуі;
- ақырлы өрістердің математикалық ақпараттары;
- алгебралық көпмүшеліктер қасиеттері;
- дискреттік логарифм мәселесі;
- кодтау теориясы.
Криптографиялық шифрлау әдістері шифрлау кілтіне және оларды қайта ашу
белгісі бойынша симметриялық және ассиметриялық деп 2-ге жіктеледі.
Симметриялық әдісте жіберуші мен қабылдаушыда тек бір ғана кілт
қолданылады (құпия кілт).
Ал ассиметриялық әдісте 2 кілт қолданылады: құпия және ашық кілт.
Симметриялық әдістер: DES, IDEA, ГОСТ
Ассиметриялық әдістер: RSA, Diffi-Hellman
Шифрлауға және шифрланған ақпаратты ашуда қолданылатын ақпарат ретінде
– белгілі бір алфавитте құрылған мәтіндер қарастырылады.
- алфавит-ақпарат белгілерін кодтауда пайдаланатын соңғы көбейтінді;
- мәтін – алфавит элементтерінің реттелген жиыны.
Қазіргі ақпараттық жүйелерде қолданылатын алфавитке мысал ретінде
келесілерді келтіруге болады:
- алфавит Z33 – орыс алфавитінің 32 әрпі және бос орын;
- алфавит Z256 – ASCII және КОИ-8 стандартты кодына кіретін
символдар;
- бинарлы алфавит - Z2=(0, 1);
- сегіздік немесе он алтылық алфавит.

2-бөлім. Ақпараттық қауіпсіздік саясаты және негізгі элементтері
2.1.Ақпараттық қауіпсіздік саясаты
Ақпараттық қауіпсіздік — мемкелеттік ақпараттық ресурстардың, сондай-
ақ ақпарат саласында жеке адамның құқықтары мен қоғам мүдделері қорғалуының
жай-күйі.
Ақпаратты қорғау — ақпараттық қауіпсіздікті қамтамасыз етуге
бағытталған шаралар кешені. Тәжірибе жүзінде ақпаратты қорғау деп
деректерді енгізу, сақтау, өңдеу және тасымалдау үшін қолданылатын ақпарат
пен қорлардың тұтастығын, қол жеткізулік оңтайлығын және керек болса,
жасырындылығын қолдауды түсінеді. Сонымен, ақпаратты қорғау - ақпараттың
сыртқа кетуінің, оны ұрлаудың, жоғалтудың, рұқсатсыз жоюдың, өзгертудің,
маңызына тимей түрлендірудің, рұқсатсыз көшірмесін жасаудың, бұғаттаудың
алдын алу үшін жүргізілетін шаралар кешені. Қауіпсіздікті қамтамасыз ету
кезін қойылатын шектеулерді қанағаттандыруға бағытталған ұйымдастырушылық,
программалық және техникалық әдістер мен құралдардан тұрады.
Ақпараттық қауіпсіздік режимін қалыптастыру кешендік мәселе болып
табылады. Оны шешу үшін заңнамалық, ұйымдастырушылық, программалық,
техникалық шаралар қажет.
Ақпараттық қауіпсіздіктің өте маңызды 3 жайын атап кетуге болады: қол
жеткізерлік (оңтайлық), тұтастық және жасырындылық.
Қол жетерлік (оңтайлық) - саналы уақыт ішінде керекті ақпараттық
қызмет алуға болатын мүмкіндік. Ақпараттың қол жеткізерлігі - ақпараттың,
техникалық құралдардың және өңдеу технологияларының ақпаратқа кедергісіз
(бөгетсіз) қол жеткізуге тиісті өкілеттілігі бар ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.