PGP на страже электронной корреспонденции. Шифрование веб-почты и мобильные клиенты. От алгоритмов к стандартам шифрования почты

Шифрование электронной почты - это единственный способ гарантировать, что информация, которую вы передаете реципиенту, будет сохранена в тайне от хакеров и других перехватчиков.

В этой статье я приведу список лучших бесплатных программ для шифрования электронной почты, которые вы можете скачать и использовать для того чтобы держать вашу переписку в тайне.

Зачем шифровать свою электронную почту?
Если сообщения электронной почты, которыми обмениваются две стороны, будут перехвачены, содержание письма, может быть легко понято хакером, если сообщение было отправлено в виде обычного текста, т. е. без какого-либо шифрования.
А если послание было зашифрованным , перехватчик увидит только абракадабру вместо содержимого, если конечно он не имеет ключ дешифрования сообщения (что, очевидно, маловероятно, так как письмо было перехвачено на пути к получателю).
Следовательно, шифрование служит для хранения ваших частных электронных писем, подальше от посторонних глаз.

Шифрование - это увлекательная и удобная утилита, которая помогает сохранить ваши файлы или сеансы связи с другими устройствами в безопасности, так что никакой злоумышленник не сможет получить к ним доступ. Основной принцип шифрования на удивление прост.

Файл или сообщение шифруется с помощью кода или ключа. Получатель знает, что был использован код, для зашифровки сообщения и может, таким образом, использовать один и тот же ключ, чтобы расшифровать или разблокировать сообщение. Любой другой человек с другим ключом (или без ключа вообще) будет смотреть на набор букв и цифр, которые не имеют никакого логического смысла.

Следовательно, если вы хотите отправить файлы, которые имеют финансовые, юридические, связанные с предпринимательской деятельностью, или медицинским обслуживанием, или являются конфиденциальными или по любой другой причине, в электронном виде, вы, очевидно, хотите защитить их от хакеров, следовательно, вы должны зашифровать вашу электронную почту. Однако, если вы будете шифровать только, те письма, которое действительно содержат конфиденциальную информацию, а остальные регулярно отправлять обычным текстом, вы в конечном итоге непреднамеренно будете приглашать злоумышленников взломать ваш аккаунт электронной почты.

Мудрее всего шифровать все письма, которые вы посылаете . В этом случае хакер никогда не сможет угадать, в каких из ваших писем содержится информация, которую вы хотите защитить, и он не будет тратить время и усилия, которые уйдут на расшифровку каждого сообщения.

Когда дело доходит до популярных почтовых провайдеров, услугами которых пользуются большинство людей, таких, как mail.ru , Gmail , mail.yandex.ru , и так далее, то ни один из них не шифрует исходящие сообщения электронной почты, отправленные с помощью учетных записей.

Для шифрования электронной почты, необходимо использовать онлайн сервисы или скачать определенное программное обеспечение. Есть много типов программного обеспечения для шифрования, некоторые из них бесплатные. Я составил список из 6 самых лучших бесплатных почтовых программ для шифрования.

Лучшие бесплатные программы шифрования электронной почты

Infoencrypt

Для человека, который не желает скачивать весь софт для шифрования электронной почты, и просто хочет добавить безопасности отдельному сообщению, Infoencrypt является отличным вариантом, так как это браузерная программа.
Нет необходимости, создавать учетную запись с именем пользователя, паролем и другими деталями; на этом сайте, есть JavaScript интерфейс, где можно ввести текстовое содержимое, и мгновенно появиться его зашифрованный аналог.
Вам необходимо указать пароль, который используется, чтобы связать сообщение с его ключом, с помощью этой программы. Получатель может открыть содержимое электронной почты путем копирования-вставки зашифрованного текста в то же место, на этом самом сайте, и введя пароль, который вы установите, как ключ.
Это программное обеспечение использует симметричный алгоритм шифрования, и реализует расширенный стандарт шифрования (AES) 128, и использует случайный вектор инициализации. Ключ определяется путем формирования ключа на основе пароля функция (PBKDF)2. Это гарантирует, что текст не может быть расшифрован без правильного пароля, а также механизма, который следует за этими точными стандартами.
Пользователи должны гарантировать, что они не раскрывают пароль получателю через незащищенную среду (например, в том же или последующих письмах).
Также этот сервис может только помочь защитить текст (содержания письма), а не вложения и другие аспекты отправляемого электронного письма.

Mailvelope

Mailvelope представляет собой программное обеспечение, которое использует асимметричное шифрование с открытым ключом, и соответствует стандартам OpenPGP, open-source privacy, которая совместима со всеми видами электронной почты.
В первую очередь предназначен для шифрования веб-почты, и имеет предварительные настройки, чтобы работать со всеми основными веб-сервисами электронной почты, такими как в Gmail, Yahoo, Mail , и тому подобными, а также может быть настроен на работу с любым другим.
Его можно скачать как плагин для веб-браузера (например, как приложение из магазина Chrome, или Firefox), и настроить для шифрования электронной почты.
Это очень безопасный сервис, так как он шифрует всю сессию, и таким образом не позволяет оставлять данные в браузере. Единственная Уязвимость этой программы заключается в том, что она не поддерживает шифрование почтовых вложений.
Чтобы перейти на официальный сайт, нажмите .

Enigmail

Только пользователи почтовых клиентов Mozilla Thunderbird и Seamonkey , могут использовать эту удивительную утилиту для шифрования электронной почты. Это программное обеспечение, которое поддерживает стандарты OpenPGP , открытого ключа шифрования и подписи почтовых сообщений.
Он использует GNU Privacy Guard (криптографическое программное обеспечение с открытым исходным кодом и общедоступной лицензией, что обеспечивает довольно хорошую конфиденциальность PGP) для реализации криптографического аспекта шифрования. GNU Privacy Guard не приходит с программным обеспечением, и должен быть установлен отдельно.
Лучшая часть использования enigmail заключается в том, что он также шифрует и расшифровывает вложения электронной почты.
Чтобы перейти на официальный сайт, нажмите .

Hushmail

Hushmail это не просто сервис для шифрования электронной почты, но поставщик услуг электронной почты целиком. Существуют разные виды аккаунтов, которые можно зарегистрировать. Индивидуальный может быть открыт бесплатно с 25 Мб свободного места. С бизнес-аккаунтом можно воспользоваться целым рядом дополнительных преимуществ, включая POP3 или IMAP загрузка электронной почты на рабочем столе клиента.
Сообщения, отправленные и полученные между пользователями. автоматически шифруются и расшифровываются, так как открытые ключи всех учетных записей пользователей известны программному обеспечению.
Зашифрованное сообщение отправляется на адрес электронной почты с разных доменных имен, отправители должны указать пароль, который будет использоваться для идентификации получателя. Отправитель также предоставляет подсказки, чтобы помочь получателю.
Hushmail использует стандарты OpenPGP для шифрования, с 2048-битным ключом.
Чтобы перейти на официальный сайт, нажмите .

Gpg4win

Установка Gpg4win (только для Windows) предоставит вам целый набор бесплатных программ, с открытым исходным кодом, которые следуют стандартам OpenPGP, включая ту, которая может зашифровать и подписать вашу электронную почту, отправленную с помощью приложения Outlook .
Официальное распространение GNU Privacy Guard для Windows, это программное обеспечение является полностью бесплатным и имеет лицензию GNU (General Public License).
Для пользователей Mac, и GNU Suite - это пакет программ с той же функциональностью.
Один из продуктов, входящих в Gpg4win―Kleopatra предназначен для управления и назначения сертификатов к вашим документам и даже по электронной почте. Это удобный сервис, который позволяет организовать сертификаты, и эффективно координировать с серверами (для импорта и экспорта ключей).
Это программное обеспечение работает на всех версиях Windows, от Windows ХР до Windows 10. Плагин для приложения Outlook, позволяет шифровать вашу электронную почту, совместим с любой 32 и 64-разрядной версии. Он универсален и также доступен в России.
☞ Помимо электронной почты, эта программа позволяет подписать и зашифровать абсолютно любые файлы на компьютере.
☞ Чтобы перейти на официальный сайт, нажмите .

Comodo Free Email Certificate

Разработан компанией Comodo Inc, специализирующейся на интернет-безопасности, которая может похвастаться такими продуктами, как антивирусное программное обеспечение, SSL-сертификаты и др. Comodo Free Email Certificate - это сервис, который позволяет вам зашифровать и подписать электронную почту бесплатно если вы являетесь физическим лицом, и с минимальными затратами, если вы являетесь корпоративным пользователем.
Он создает сертификат безопасности электронной почты, который защищает вашу электронную почту от любых посторонних глаз, а также сохраняет свою аутентичность в плане проверки вашего авторства, и защиты контента.
Он прост в установке и работает как плагин почти для каждого крупного клиента электронной почты (Outlook , Thunderbird и др.). Для его установки пользователям необходимо просто зарегистрировать учетную запись с сертификатом
Чтобы перейти на официальный сайт, нажмите .

Не игнорируйте преимущества шифрования электронной почты, не нужно недооценивать риски. Мы надеемся, что из множества надежных, легкий и бесплатных вариантов, вы найдете тот, который вам наиболее удобен, и вы сможете защитить все ваши файлы и разговоры.

Основные понятия криптографии

Проблема защиты информации от несанкционированного (самовольного) доступа (НСД) заметно обострилась в связи с широким распространением локальных и особенно глобальных компьютерных сетей.

Защита информации необходима для уменьшения вероятности утечки (разглашения), модификации (умышленного искажения) или утраты (уничтожения) информации, представляющей определенную ценность для ее владельца.

Проблема защиты информации волнует людей несколько столетий.

По свидетельству Геродота, уже в V в. до н. э. использовалось преобразование информации методом кодирования.

Одним из самых первых шифровальных приспособлений была скитала, которая применялась в V в. до н.э. во время войны Спарты против Афин. Скитала - это цилиндр, на который виток к витку наматывалась узкая папирусная лента (без пробелов и нахлестов). Затем на этой ленте вдоль оси цилиндра (столбцами) записывался необходимый для передачи текст. Лента сматывалась с цилиндра и отправлялась получателю. Получив такое сообщение, получатель наматывал ленту на цилиндр такого же диаметра, как и диаметр скиталы отправителя. В результате можно было прочитать зашифрованное сообщение.

Аристотелю принадлежит идея взлома такого шифра. Он предложил изготовить длинный конус и, начиная с основания, обертывать его лентой с шифрованным сообщением, постепенно сдвигая ее к вершине. На каком-то участке конуса начнут просматриваться участки читаемого текста. Так определяется секретный размер цилиндра.

Шифры появились в глубокой древности в виде криптограмм (по-гречески - тайнопись). Порой священные иудейские тексты шифровались методом замены. Вместо первой буквы алфавита записывалась последняя буква, вместо второй- предпоследняя и т. д. Этот древний шифр назывался атбаш. Известен факт шифрования переписки Юлия Цезаря (100-44 до н. э.) с Цицероном (106-43 до н. э.).

Шифр Цезаря реализуется заменой каждой буквы в сообщении другой буквой этого же алфавита, отстоящей от нее в алфавите на фиксированное число букв. В своих шифровках Цезарь заменял букву исходного открытого текста буквой, отстоящей от исходной буквы впереди на три позиции.

В Древней Греции (II в. до н.э.) был известен шифр, который создавался с помощью квадрата Полибия. Таблица для шифрования представляла собой квадрат с пятью столбцами и пятью строками, которые нумеровались цифрами от 1 до 5. В каждую клетку такой таблицы записывалась одна буква. В результате каждой букве соответствовала пара цифр, и шифрование сводилось к замене буквы парой цифр.

Идею квадрата Полибия проиллюстрируем таблицей с русскими буквами. Число букв в русском алфавите отличается от числа букв в греческом алфавите, поэтому и размер таблицы выбран иным (квадрат 6 х 6). Заметим, что порядок расположения символов в квадрате Полибия является секретной информацией (ключом).

Зашифруем с помощью квадрата Полибия слово КРИПТОГРАФИЯ:

26 36 24 35 42 34 14 36 11 44 24 63

Из примера видно, что в шифрограмме первым указывается номер строки, а вторым - номер столбца. В квадрате Полибия столбцы и строки можно маркировать не только цифрами, но и буквами.

В настоящее время проблемами защиты информации занимается криптология (kryptos - тайный, logos - наука). Криптология разделяется на два направления - криптографию и криптоанализ. Цели этих двух направлений криптологии прямо противоположны.

Криптография - наука о защите информации от несанкционированного получения ее посторонними лицами. Сфера интересов криптографии - разработка и исследование методов шифрования информации.

Под шифрованием понимается такое преобразование информации, которое делает исходные данные нечитаемыми и трудно раскрываемыми без знания специальной секретной информации - ключа. В результате шифрования открытый текст превращается в шифрограмму и становится нечитаемым без использования дешифрирующего преобразования. Шифрограмма Может называться иначе: зашифрованный текст, криптограмма, шифровка или шифротекст. Шифрограмма позволяет скрыть смысл передаваемого сообщения.

Сфера интересов криптоанализа противоположная - разработка и исследование методов дешифрования (раскрытия) шифрограммы даже без знания секретного ключа.

Под ключом понимается секретная информация, определяющая, какое преобразование из множества возможных шифрующих преобразований выполняется в данном случае над открытым текстом. При использовании скиталы ключом является диаметр цилиндра.

Дешифрование - обратный шифрованию процесс. При дешифрировании с использованием ключа зашифрованный текст (шифрограмма, шифровка) преобразуется в исходный открытый текст.

Процесс получения криптоаналитиками открытого сообщения из криптограммы без заранее известного ключа называется вскрытием или взломом шифра.

Существует несколько классификаций шифров.

По характеру использования ключа алгоритмы шифрования делятся на два типа: симметричные (с одним ключом, по-другому - с секретным ключом) и несимметричные (с двумя ключами или с открытым ключом). Несимметричные алгоритмы шифрования и дешифрования порой называют асимметричными.

В первом случае в шифраторе отправителя и дешифраторе получателя используется один и тот же ключ (Ключ 1, см. рис). Шифратор образует шифрограмму, которая является функцией открытого текста. Конкретный вид функции преобразования (шифрования) определяется секретным ключом. Дешифратор получателя сообщения выполняет обратное преобразование по отношению к преобразованию, сделанному в шифраторе. Секретный ключ хранится в тайне и передается по каналу, исключающему перехват ключа криптоаналитиком противника или коммерческого конкурента.

Во втором случае (при использовании асимметричного алгоритма) получатель вначале по открытому каналу передает отправителю открытый ключ (Ключ 1), с помощью которого отправитель шифрует информацию. При получении информации получатель дешифрирует ее с помощью второго секретного ключа (Ключ 2). Перехват открытого ключа (Ключ 1) криптоаналитиком противника не позволяет дешифровать закрытое сообщение, так как оно рассекречивается лишь вторым секретным ключом (Ключ 2). При этом секретный Ключ 2 практически невозможно вычислить с помощью открытого Ключа 1.

При оценке эффективности шифра обычно руководствуются правилом голландца Огюста Керкхоффа (1835-1903), согласно которому стойкость шифра определяется только секретностью ключа, т. е. криптоаналитику известны все детали процесса (алгоритма) шифрования и дешифрования, но неизвестно, какой ключ использован для шифрования данного текста.

Криптостойкостью называется характеристика шифра, определяющая его устойчивость к дешифрованию без знания ключа (т. е. устойчивость к криптоанализу). Имеется несколько показателей криптостойкости, среди которых количество всех возможных ключей и среднее время, необходимое для криптоанализа.

Алгоритмы шифрования с открытым ключом используют так называемые необратимые или односторонние функции. Эти функции обладают следующим свойством: при заданном значении аргумента х относительно просто вычислить значение функции f(x). Однако если известно значение Функции у =f(x), то нет простого пути для вычисления значения аргумента х.

Все используемые в настоящее время криптосистемы с открытым ключом опираются на один из следующих типов необратимых преобразований.

1. Разложение больших чисел на простые множители (алгоритм RSA, авторы - Райвест, Шамир и Адлеман - Rivest, Shamir, Adleman).

2. Вычисление логарифма или возведение в степень (алгоритм DH, авторы - Диффи и Хелман).

3. Вычисление корней алгебраических уравнений.

Рассмотрим простейший пример «необратимых» функций. Легко в уме найти произведение двух простых чисел 11 и 13. Но попробуйте быстро в уме найти два простых числа, произведение которых равно 437. Подобные трудности возникают и при использовании вычислительной техники для отыскания двух простых сомножителей для очень большого числа: найти сомножители можно, но потребуется много времени.

Таким образом, в системе кодирования RSA, основанной на разложении на множители, используются два разных ключа: один для шифрования сообщения, а второй - отличный от первого, но связанный с ним - для дешифрования. Ключ шифрования (открытый, несекретный ключ) основан на произведении двух огромных простых чисел, а ключ дешифрования (закрытый, секретный ключ) - на самих простых числах.

Заметим, что по операцию разложения простого числа на множители порой называют факторизацией.

Термин «необратимые» функции неудачен. Правильнее было бы их назвать быстро (или просто) необратимые функции. Однако этот термин устоявшийся, и с неточностью приходится мириться.

В 40-х годах XX в. американский инженер и математик Клод Шеннон предложил разрабатывать шифр таким образом, чтобы его раскрытие было эквивалентно решению сложной математической задачи. Причем, сложность задачи должна быть такой, чтобы объем необходимых вычислений превосходил бы возможности современных ЭВМ.

В асимметричных системах приходится применять длинные ключи (2048 бита и больше). Длинный ключ увеличивает время шифрования открытого сообщения. Кроме того, генерация ключей становится весьма длительной. Зато пересылать открытые ключи можно по незащищенным (незасекреченным, открытым) каналам связи. Это особенно удобно, например, для коммерческих партнеров, разделенных большими расстояниями. Открытый ключ удобно передавать от банкира сразу нескольким вкладчикам.

В симметричных алгоритмах используют более короткие ключи, поэтому шифрование и дешифрование происходят быстрее. Но в таких системах рассылка ключей -является сложной процедурой. Передавать ключи нужно по закрытым (секретным) каналам. Использование курьеров для рассылки секретных ключей дорогая, сложная и медленная процедура.

В США для передачи секретных сообщений наибольшее распространение получил стандарт DES (Data Encryption Standard).

Стандарт DES является блочным шифром. Он шифрует данные блоками по 64 бита. При шифровании используется ключ длиной 56 битов. Данный стандарт подвергался многократному детальному криптоанализу. Для его взлома были разработаны специализированные ЭВМ стоимостью, достигавшей 20 миллионов долларов. Были разработаны способы силового взлома стандарта DES на основании распределенных вычислений с использованием множества ЭВМ. Для увеличения криптостойкости впоследствии был разработан способ DES-шифрования с использованием трех ключей - так называемый «тройной DES».

Можно утверждать, что на протяжении многих лет дешифрованию криптограмм помогает частотный анализ появления отдельных символов и их сочетаний. Вероятности появления отдельных букв в тексте сильно различаются. Для русского языка, например, буква «о» появляется в 45 раз чаще буквы «ф» и в 30 раз чаще буквы «э». Анализируя достаточно длинный текст, зашифрованный методом замены, можно по частотам появления символов произвести обратную замену и восстановить исходный открытый текст. В таблице приведены относительные частоты появления русских букв.

Буква	Частота	Буква	Частота	Буква	Частота	Буква	Частота
о	0.09	в	0.038	з	0.016	ж	0.007
е, ё	0.072	л	0.035	ы	0.016	ш	0.006
а	0.062	к	0.028	б	0.014	ю	0.006
и	0.062	м	0.026	ь, ъ	0.014	ц	0.004
н	0.053	д	0.025	г	0.013	щ	0.003
т	0.053	п	0.023	ч	0.012	э	0.003
с	0.045	у	0.021	и	0.01	ф	0.002
р	0.04	я	0.018	х	0.009

Относительная частота появления пробела или знака препинания в русском языке составляет 0,174. Приведенные цифры означают следующее: среди 1000 букв текста в среднем будет 174 пробелов и знаков препинания, 90 букв «о», 72 буквы «е» и т. д.

При проведении криптоанализа требуется по небольшому отрезку текста решить, что собой представляет дешифрованный текст: осмысленное сообщение или набор случайных символов. Часто криптоаналитики вскрывают шифры на ЭВМ методом перебора ключей. Вручную выполнить анализ множества фрагментов дешифрированных текстов невозможно. Поэтому задачу выделения осмысленного текста (т. е. обнаружение правильно дешифрированного текста) решают с помощью ЭВМ. В этом случае используют теоретические положения, разработанные в конце XIX в. петербургским Математиком А.А. Марковым, так называемые цепи Маркова.

Следует заметить, что, по мнению некоторых специалистов, нет нераскрываемых шифров. Рассекретить (взломать) любую шифрограмму можно либо за большое время, либо за большие деньги. Во втором случае для дешифрования потребуется использование нескольких суперкомпьютеров, что приведет к существенным материальным затратам. Все чаще для взлома секретных сообщений используют распределенные ресурсы Интернета, распараллеливая вычисления и привлекая к расчетам сотни и даже тысячи рабочих станций.

Есть и другое мнение. Если длина ключа равна длине сообщения, а ключ генерируется из случайных чисел с равновероятным распределением и меняется с каждым новым сообщением, то шифр невозможно взломать даже теоретически. Подобный подход впервые описал Г. Вернам в начале XX в., предложив алгоритм одноразовых шифроблокнотов.

Рассмотрим еще одну классификацию шифров.

Множество современных методов шифрования можно разделить на четыре большие группы: методы замены (подстановки), перестановок, аддитивные (гаммирования) и комбинированные методы.

В шифре перестановок все буквы открытого текста остаются без изменений, но перемещаются с их исходных позиций на другие места (примером является шифрование с помощью скиталы).

Следующая простейшая «шифровка» получена методом перестановки двух соседних букв РКПИОТРГФАЯИ.

В этом «секретном» сообщении легко узнать слово КРИПТОГРАФИЯ.

Более сложный алгоритм перестановок сводится к разбиению сообщения на группы по три буквы. В каждой группе первую букву ставят на третье место, а вторую и третью буквы смещают на одну позицию влево. В результате получится криптограмма: РИКТОПРАГИЯФ.

Перестановки получаются в результате записи исходного текста и чтения шифрованного текста по разным путям некоторой геометрической фигуры.

В шифре замены позиции букв в шифровке остаются теми же, что и у открытого текста, но символы открытого текста заменяются символами другого алфавита. В качестве примера можно назвать квадрат Полибия. Здесь буквы заменяются соответствующими цифрами.

Метод замены часто реализуется многими пользователями случайно при работе на ЭВМ. Если по забывчивости не переключить на клавиатуре регистр с латиницы на кириллицу, то вместо букв русского алфавита при вводе текста будут печататься буквы латинского алфавита. В результате исходное сообщение будет «зашифровано» латинскими буквами. Например, rhbgnjuhfabz - так зашифровано слово криптография.

В аддитивном методе буквы алфавита вначале заменяются числами, к которым затем добавляются числа секретной псевдослучайной числовой последовательности (гаммы). Состав гаммы меняется в зависимости от использованного ключа. Обычно для шифрования используется логическая операция «Исключающее ИЛИ». При дешифровании та же гамма накладывается на зашифрованные данные. Метод гаммирования широко используется в военных криптографических системах. Шифры, получаемые аддитивным методом, порой называют поточными шифрами.

Комбинированные методы предполагают использование для шифрования сообщения сразу нескольких методов (например, сначала замена символов, а затем их перестановка).

Существует еще один подход к передаче секретных сообщений. Он сводится к сокрытию самого факта передачи информации. Такими способами шифрования занимается наука стеганография.

Если криптография делает открытое сообщение нечитаемым без знания секретного ключа, то стеганография разрабатывает такие методы шифрования, при которых сложно заметить сам факт передачи информации.

Стеганография использует специальные контейнеры, в которых прячется передаваемое сообщение. Например, секретный текст внедряется в безобидный рисунок какого-то цветка на поздравительной открытке.

Шифрование сообщений различными методами

Вместо хвоста - нога, А на ноге - рога.

Л. Дербенеёв.

Рассмотрим, как зашифровать сообщение методом замены (другими словами методом подстановки). Вначале используем шифр Цезаря. Предположим, что требуется зашифровать сообщение «ГДЕ АББА».

Как известно, циклический шифр Цезаря получается заменой каждой буквы открытого текста буквами этого же алфавита, расположенными впереди через определенное число позиций, например через три позиции. Циклическим он называется потому, что при выполнении замены вслед за последней буквой алфавита вновь следует первая буква алфавита. Запишем фрагменты русского алфавита и покажем, как выполняется шифрование (порядок замены):

В результате проведенного преобразования получится шифрограмма:

ЁЖЗ ГДДГ.

В данном случае ключом является величина сдвига (число позиций между буквами). Число ключей этого шифра невелико (оно равно числу букв алфавита). Не представляет труда вскрыть такую шифрограмму перебором всех возможных ключей. Недостатком шифра Цезаря является невысокая криптостойкость. Объясняется это тем, что в зашифрованном тексте буквы по-прежнему располагаются в алфавитном порядке, лишь начало отсчета смещено на несколько позиций.

Замена может осуществляться на символы другого алфавита и с более сложным ключом (алгоритмом замены). Для простоты опять приведем лишь начальные части алфавитов. Линии показывают порядок замены букв русского алфавита на буквы латинского алфавита. Зашифруем фразу «ГДЕ АББА»

В результате такого шифрования получится криптограмма:

Рациональнее использованный в последнем случае ключ записать в виде таблицы:

А	Б	В	Г	Д	Е
Е	F	А	С	D	В

При шифровании буквы могут быть заменены числами (в простейшем случае порядковыми номерами букв в алфавите). Тогда наша шифровка будет выглядеть так:

Замена символов открытого текста может происходить на специальные символы, например, на «пляшущих человечков», как в рассказе К. Дойла или с помощью флажков, как это делается моряками.

Более высокую криптостойкость по сравнению с шифром Цезаря имеют аффинные криптосистемы.

В аффинных криптосистемах, за счет математических преобразований, буквы, заменяющие открытый текст, хаотично перемешаны. В аффинных криптосистемах буквы открытого текста нумеруются числами, например, для кириллицы от 0 до 32. Затем каждая буква открытого текста заменяется буквой, порядковый номер которой вычисляется с помощью линейного уравнения и вычисления остатка от целочисленного деления.

Аффинные криптосистемы задаются при помощи двух чисел а и b. Для русского алфавита эти числа выбираются из условия а ≥ 0, b ≤ 32. Максимальное число символов в используемом алфавите обозначаются символом γ. Причем числа а и γ = 33 должны быть взаимно простыми. Если это условие не будет выполняться, то две разные буквы могут отображаться (превращаться) в одну. Каждый код буквы открытого текста μ заменяется кодом буквы криптограммы по следующему правилу. Вначале вычисляется число α= a∙μ + b, a затем выполняется операция целочисленного деления числа αна число γ = 33, то есть α= β(mod (γ)). В качестве кода символа Шифрограммы используется остаток от целочисленного деления. Для определенности выберем такие числа: а = 5 и b =3. Фрагмент процедуры, иллюстрирующей порядок шифрования, приведен в таблице.

В ранее рассмотренных нами шифрах каждой букве открытого текста соответствовала одна определенная буква криптограммы. Подобные шифры называются шифрами одноалфавитной замены.

Длинные сообщения, полученные методом одноалфавитной замены (другое название - шифр простой однобуквенной замены), раскрываются с помощью таблиц относительных частот. Для этого подсчитывается частота появления каждого символа, делится на общее число символов в шифрограмме. Затем с помощью таблицы относительных частот определяется, какая была сделана замена при шифровании.

Повысить криптостойкость позволяют шифры многоалфавитной замены (или шифры многозначной замены). При этом каждому символу открытого алфавита ставят в соответствие не один, а несколько символов шифровки.

Ниже приведен фрагмент ключа многоалфавитной замены:

А	Б	В	Г	Д	Е

С помощью многоалфавитного шифра сообщение «ГДЕ АББА» можно зашифровать несколькими способами:

19-83-32-48-4-7-12,

10-99-15-12-4-14-12 и т. д.

Для каждой буквы исходного алфавита создается некоторое множество символов шифрограммы так, что множества каждой буквы не содержат одинаковых элементов. Многоалфавитные шифры изменяют картину статистических частот появления букв и этим затрудняют вскрытие шифра без знания ключа.

Рассмотрим еще один шифр многоалфавитной замены, который был описан в 1585 г. французским дипломатом Блезом де Виженером. Шифрование производится с помощью так называемой таблицы Виженера. Здесь, как и прежде, показана лишь часть таблицы для того, чтобы изложить лишь идею метода.

Каждая строка в этой таблице соответствует одному шифру простой замены (типа шифра Цезаря). При шифровании открытое сообщение записывают в строчку, а под ним помещают ключ. Если ключ оказывается короче сообщения, то ключ циклически повторяют. Шифровку получают, находя символ в матрице букв шифрограммы. Символ шифрограммы находится на пересечении столбца с буквой открытого текста и строки с соответствующей буквой ключа.

Предположим, что нужно зашифровать сообщение «ГДЕ АББА». В качестве ключа выберем слово «ДЕВА». В результате получим:

ЯЯГ АЭЬЮ.

Система Плейфейра создает многоалфавитные шифры. Рассмотрим основную идею этой системы.

Шифрование производится с помощью квадрата (или прямоугольника), в который занесены буквы соответствующего национального алфавита. Буквы записываются в квадрат или прямоугольник в произвольном порядке. Этот порядок записи букв и конфигурация таблицы являются секретным ключом. Для определенности возьмем прямоугольную таблицу размером 8x4, в качестве букв алфавита - кириллицу, а буквы расположим в алфавитном порядке. Так как число русских букв 33, а число клеток - 32, исключим из таблицы букву Ё.

Предположим, что требуется зашифровать слово КРИПТОГРАФИЯ. Рассмотрим правила шифрования.

1. Открытый текст делится на блоки по две буквы. Буквы в одном блоке не должны быть одинаковыми. Произведем разделение исходного слова на блоки по две буквы КР-ИП-ТО-ГР-АФ-ИЯ.

2. Если буквы шифруемого блока находятся в разных строках и столбцах, то в качестве заменяющих букв используются буквы, расположенные в углах прямоугольника, охватывающего буквы открытого текста. На пример, блок КР заменяется символами ИТ.

3. Если буквы открытого текста попадают в одну строку, то шифрограмма получается путем циклического сдвига вправо на одну клетку. Например, блок ИП будет преобразован в ЙИ. Еще один пример к этому правилу. Если, предположим, требуется преобразовать блок КН, то получится ЛО.

4. Если обе буквы открытого текста попадают в один столбец, то для шифрования осуществляют циклический сдвиг на одну клетку вниз.

Блок ЖЦ будет преобразован в символы ОЮ, а блок ТЪ в символы ЪВ.

В соответствии с описанными правилами слово КРИПТОГРАФИЯ будет преобразовано в криптограмму ИТЙИЦКАУДРПШ.

Заметим, что если блоки открытого текста состоят из одинаковых букв, то криптограмма тоже будет содержать одинаковые пары символов. По этой причине рассмотренный шифр относится к одноалфавитным. Однако модификация этого шифра превращает его в многоалфавитную систему. Для этого используется несколько таблиц Плейфейера и производится многократное шифрование.

Здесь уместно рассмотреть криптографическую систему Хилла, в которой шифрование осуществляется с использованием математических преобразований: вычислений с помощью приемов линейной алгебры.

Данный шифр для отдельно взятой буквы можно считать многоалфавитным. Однако пары букв шифруются везде одинаково. Поэтому в широком смысле понятия криптографическую систему Хилла следует отнести к одноалфавитным шифрам.

Первоначально открытый текст методом замены следует преобразовать в совокупность чисел. Предположим, что шифруется текст, написанный с использованием 26-ти латинских букв. Выберем следующий алгоритм замены букв на числа: латинские буквы А, В, С, D, ..., Z будем заменять соответственно числами 1, 2, 3, 4,..., 26. Другими словами: пронумеруем буквы в порядке их расположения в алфавите, и при замене будем использовать их порядковые номера. В данном случае выбран такой алгоритм замены, но понятно, что он может быть любым.

Предположим, что нужно зашифровать немецкое слово ZEIT. Заменим буквы в соответствии с их порядковыми номерами в алфавите четырьмя числами: 26 - 5 - 9 - 20.

Далее следует выбрать некоторое число d > 2. Это число показывает, порядок разбиения открытого текста на группы символов (определяет, сколько букв будет в каждой группе). С математической точки зрения число d показывает, сколько строк должно быть в векторах-столбцах. Примем d = 2. Это означает, что числа 26 - 5 - 9 - 20 нужно разбить на группы по два числа в каждой группе и записать их в виде векторов-столбцов:

Рассмотрим примеры шифрования сообщения методом перестановок.

Идея этого метода криптографии заключается в том, что запись открытого текста и последующее считывание шифровки производится по разным путям некоторой геометрической фигуры (например, квадрата).

Для пояснения идеи возьмем квадратную таблицу (матрицу) 8x8. Будем записывать текст последовательно по строкам сверху вниз, а считывать по столбцам последовательно слева направо.

Предположим, что требуется зашифровать сообщение:

НА ПЕРВОМ КУРСЕ ТЯЖЕЛО УЧИТЬСЯ ТОЛЬКО ПЕРВЫЕ ЧЕТЫРЕ ГОДА ДЕКАНАТ.

н	А	_	П	Е	Р	в	О
м		к	У	Р	С	Е	_
т	Я	ж	Е	Л	О	_	У
ч	И	т	Ь	С	Я	_	т
О	Л	ь	К	О	_	П	Е
р	в	ы	Е	_	Ч	Е	Т
ы	р	Е	_	г	О	д	А
_	д	Е	К	А	н	А	Т

В таблице символом «_» обозначен пробел.

В результате преобразований получится шифровка

НМТЧОРЫ_А_ЯИЛВРД_КЖТЬЫЕЕПУЕЬКЕ_КЕРЛСО_ГАРСОЯ_ЧОНВЕ_

ПЕДАО_УТЕТАТ.

Как видно из примера, шифровка и открытый текст содержат одинаковые символы, но они располагаются на разных местах.

Ключом в данном случае является размер матрицы, порядок записи открытого текста и считывания шифрограммы. Естественно, что ключ может быть другим. Например, запись открытого текста по строкам может производиться в таком порядке: 48127653, а считывание криптограммы может происходить по столбцам в следующем порядке: 81357642.

Будем называть порядок записи в строки матрицы ключом записи, а порядок считывания шифрограммы по столбцам - ключом считывания.

Тогда правило дешифрирования криптограммы, полученной методом перестановок, можно записать так.

Чтобы дешифровать криптограмму, полученную с помощью матрицы п х п, нужно криптограмму разбить на группы символов по п символов в каждой группе. Крайнюю левую группу записать сверху вниз в столбец, номер которого совпадает с первой цифрой ключа считывания. Вторую группу символов записать в столбец, номер которого совпадает со второй цифрой ключа считывания и т.д. Открытый текст считывать из матрицы по строкам в соответствии с цифрами ключа записи.

Рассмотрим пример дешифрации криптограммы, полученной методом перестановок. Известно, что при шифровании использованы матрица 6x6, ключ записи 352146 и ключ считывания 425316. Текст шифрограммы таков:

ДКАГЧЬОВА_РУААКОЕБЗЕРЕ_ДСОХТЕСЕ_Т_ЛУ

Разобьем шифрограмму на группы по 6 символов:

ДКАГЧЬ ОВА_РУ ААКОЕБ ЗЕРЕ_Д СОХТЕС Е_Т_ЛУ

Затем первую группу символов запишем в столбец 4 матрицы 6x6, так как первая цифра ключа считывания - 4 (см. рисунок а). Вторую группу из 6 символов запишем в столбец 2 (см. рисунок б), третью группу символов - в столбец 5 (см. рисунок в), пропустив две фазы заполнения матрицы, изобразим полностью заполненную матрицу (см. рисунок г).

Считывание открытого текста в соответствии с ключом записи начинаем со строки 3, затем используем строку 5 и т.д. В результате дешифрования получаем открытый текст:

ХАРАКТЕР ЧЕЛОВЕКА СОЗДАЕТ ЕГО СУДЬБУ

Естественно, что описанная процедура дешифрования криптограммы производится компьютером автоматически с помощью заранее разработанных программ.


				Д
				К
				А
				Г
				ч
				ь


		О		д
		В		к
		А		А
				Г
		Р		ч
		У		ь


О	Д	А
В	К	А
А	А	К
	Г	О
Р	ч	Е
У	ь	Б


С	О		д	А	Е
О	В	Е	к	А
X	А	Р	А	К	Т
т		Е	Г	О
Е	Р		ч	Е	Л
С	У	д	ь	Б	У

Для повышения криптостойкости методы замены и перестановки нередко используют в сочетании с аддитивным методом.

©2015-2019 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-11

Всем нам иногда приходится пересылать в переписке ту или иную секретную информацию. Ну, возможно, не секретную, но такую, которая определенно не предназначена для чужих глаз. Самый надежный способ ее защиты - это шифрование. А самый простой способ зашифровать сообщения в вашей переписке в Skype, Viber, «ВКонтакте» и в любом другом месте - это кроссплатформенное приложение PGPTools.

Зачем это нужно?

Самый простой пример использования шифрования - это отправка защищенных сообщений, которые содержат важную информацию. Скажем, вы хотите переслать свои платежные реквизиты, общаясь с приятелем «ВКонтакте». Зашифрованное сообщение представляет собой беспорядочный набор символов, который можно смело пересылать через социальные сети, Skype, Viber, Telegram и любые другие мессенджеры. Даже если его перехватят злоумышленники, без специального ключа они увидят просто абракадабру.

Как это работает?

PGPTools имеет всего лишь две вкладки. На первой мы вводим или расшифровываем текст, а на второй находится список доступных ключей. Одним из преимуществ приложения является возможность не только импортировать готовые PGP-ключи, но и создавать свои собственные.

Принцип работы PGPTools очень прост, но надежен. Нужно набрать в окне приложения текст (или вставить скопированный), придумать пароль и выбрать ключ собеседника, с помощью которого ваше сообщение будет зашифровано. Остается просто скопировать ваш текст в уже зашифрованном виде и спокойно переслать его адресату. Он, в свою очередь, открывает его с помощью ключа, которым оно было зашифровано, и читает текст (при необходимости введя пароль).

Вы можете спросить: какой же тогда смысл в шифровании, если для дешифровки нужно передавать и сам ключ, который можно перехватить вместе с сообщением? Все дело в технологии шифрования PGP, где для дешифровки сообщения необходимы два ключа: публичный (тот, который вы передаете собеседнику) и приватный (который есть только у вас). Даже если хакеры перехватят зашифрованное сообщение и публичный ключ, это будут просто случайные наборы символов. Еще больше можно обезопасить себя, если отправлять каждое сообщение с разным ключом.

Система шифрования PGP создана еще в далеком 1991 году, но до сих пор в ее алгоритме не было найдено ни одной уязвимости. А это, согласитесь, говорит о многом.

Плюсы и минусы

Пользоваться PGPTools удобно еще и потому, что приложение доступно на всех популярных платформах, включая не только iOS и Mac, но и Android, Windows Phone и Windows. Независимо от устройств, которые используют ваши друзья или коллеги, вы сможете совершенно безопасно отправлять им важную личную информацию любым удобным для вас путем, будь то email, sms, социальные сети, мессенджеры и так далее.

Если говорить о минусах PGPTools, то можно назвать таковыми «спартанские» интерфейс и функциональность, но я бы, на самом деле, отнес это к плюсам. Приложение простое и отлично справляется с тем, для чего предназначено.

Итоги

Стоимость PGPTools невелика и не идет ни в какое сравнение с возможностями, которые приложение предоставляет. Если вы ищете надежное средство для передачи конфиденциальных данных в зашифрованном виде без привязки к конкретной платформе и каналу передачи, считайте, что вы его уже нашли. Кстати, более подробную информацию, а также инструкции по использованию PGPTools на различных платформах можно найти на официальном сайте приложения:

Честный ответ на этот вопрос будет звучать так: «Да. Но нет». Когда вы посещаете большинство сайтов, в адресной строке отображается протокол HTTP. Это – небезопасное соединение. Если зайдете в аккаунт одной из крупных почтовых служб, вы увидите уже HTTPS. Это говорит об использовании протоколов шифрования SSL и TLS, которые обеспечивают безопасное «путешествие» письма из окна браузера до почтового сервера. Вместе с тем это ничего не даёт в связи с новым СОРМ , который вступает в действие с 1 июля 2014 года. Тем более абсолютно ничто не защищает вашу переписку от недобросовестного сотрудника фирмы почтового сервиса, атак хакеров, незакрытой сессии на чужом компьютере, незащищенной точки Wi-Fi, а также любого требования спецслужб – уже сейчас - и даже самой службы почтового сервиса, в соответствии с их собственной политикой конфиденциальности.

Все письма, приходящие, уходящие или хранящиеся на сервере почтовой службы находятся в полнейшем распоряжении компании, которой он (сервер) принадлежит. Обеспечивая безопасность при самой пересылке, компания может делать с сообщениями все, что ей вздумается, так как, по сути, получает письма в своё распоряжение. Поэтому надеяться можно лишь на порядочность её (компании) руководства и служащих, а также на то, что вы вряд ли кого-то серьезно заинтересуете.

При использовании корпоративной почты переписка защищается силами IT-службы, которые могут установить очень строгий Firewall. И, тем не менее, это тоже не спасёт, если недобросовестный сотрудник «сольёт» информацию. Речь идет не обязательно о системном администраторе – злоумышленнику достаточно оказаться «внутри» корпоративной сети: если он настроен серьезно, остальное – дело техники.

Зашифруемся

Несколько повысить уровень защиты вашей почты «от дурака» может шифрование текста письма и вложения (их также можно поместить в архив с паролем, например, если сам текст не содержит конфиденциальных данных, а архив - содержит). В этом случае можно использовать специальное программное обеспечение.

Само тело письма можно шифровать сторонней криптографической программой, об этом уже писалось ранее , позволю себе повторить немного на свой лад. Наиболее популярный сервис, для которого специально создана программа шифрования – Gmail. Расширение SecureGmail устанавливается в Google Chrome, который это шифрование поддерживает, после чего всё совсем просто – для шифруемого сообщения вводится пароль и вопрос-подсказка для его восстановления. Единственный недостаток – ограничение использования только для GoogleChrome.

Есть шифратор, который подходит для практически любой онлайн-почты, например для mail.ru, yandex.ru, Gmail.com – для всех почтовых сервисов, которые вы можете открыть в окне браузера Mozilla. Это расширение Encrypted Communication. Принцип работы такой же, как у SecureGmail: написав сообщение, выделите его мышью, после чего нажмите правую кнопку и выберите «зашифровать при помощи Encrypted Communication». Далее введите и подтвердите пароль, известный вам и получателю. Естественно, оба этих клиента должны быть установлены и у получателя, и у отправителя и оба этих человека должны знать пароль. (Стоит отметить, что было бы опрометчиво отправлять пароль той же почтой.)

Кроме плагинов для браузера, в котором вы открываете почту, существует приложение для десктопных клиентов, которое также может использоваться и с онлайновыми почтовыми сервисами - PGP (Pretty Good Privacy). Метод хорош, так как использует два ключа шифрования – открытый и закрытый. А также можно использовать целый ряд программ как для шифрования данных, так и для шифрования текста письма: DriveCrypt, Gpg4win, Gpg4usb, Comodo SecureEmail и другие.

Как ни печально, продвинутая техника шифрования, как бы легка в использовании и красива она ни была, не спасёт, если, например, в вашем компьютере поселят backdoor, который делает снимки экрана и отправляет их в сеть. Поэтому лучший способ шифрования – не писать писем. Девиз «Надо чаще встречаться» приобретает в этом контексте новое звучание.

Минимизируем риски

Как уже было отмечено выше, идеальный способ шифрования – не писать писем. Чаще всего, не следует пользоваться бесплатными почтовыми сервисами для ведения переписки по работе, особенно если вы подписывали соглашение о неразглашении. Дело в том, что если ваши сообщения перехватят с корпоративной почты – разбираться с брешью в защите будут с IT-отделом компании. В противном случае вы несёте личную ответственность. Помните: при использовании «внешней» почты переписка обязательно попадет третьим лицам, как минимум, сотрудникам компании, предоставляющей услуги почтового сервиса. А они с вашим работодателем соглашения о неразглашении не подписывали.

Если вы важное лицо в компании, не пересылайте ключевые документы по открытым каналам, либо не используйте для их передачи электронную почту вообще, а для работы пользуйтесь корпоративной почтой и не высылайте важные письма на адреса бесплатных почтовых сервисов.

Во всех остальных случаях, например, при заключении договоров, полезно использовать почту, так как электронное сообщение содержит факты ваших договорённостей по работе и может вам в дальнейшем помочь. Помните, что большинство «сливов» информации происходят по вине отнюдь не хакеров, а «человеческого фактора». Вам вполне может быть достаточно использовать сложные пароли, регулярно их менять и не допускать их утраты. Следует не забывать закрывать свои сессии на чужих компьютерах, не пользоваться незащищенными соединениями при работе через Wi-Fi в общественных местах, установить галочки в настройках почтового ящика «запомнить мой IP адрес», «отслеживать IP адреса, с которых открывались сессии», «не допускать параллельных сессий». А также не создавать простых вопросов и ответов для восстановления пароля и не терять мобильный телефон, если к нему привязан ваш аккаунт.