В рамках изучения предмета информационные технологии (ИТ), мы столкнулись с темой «аппаратные шифраторы». Тема может представлять интерес, т.к. проблемы с защитой информации в обучении студента вполне актуальны. В рамках курсовых /дипломных работ, могут студенты могут создавать продукты, программы, где информация может нуждаться в защите от копирования/распространения.

Очень часто для зашифровки данных применяются такие шифраторы, как – аппаратные шифраторы, программно-аппаратные шифраторы, программные. Все они различаются не только в способе шифрования, но и в ценовой категории. Самые дорогостоящие шифраторы – аппаратные, затем программно-аппаратные, а самые дешевые – программные. По своей сути, все эти шифраторы имеют определенные заложенные функции – шифровать, но так как в денежном эквиваленте все они достаточно различаются, нет смысла выбирать себе самый дешевый или самый дорогой, так как они все, можно сказать, одинаковые.

В масштабах работы по предмету был проведен анализ литературы посвященной криптографии, а также выявление плюсов и минусов аппаратного шифрования.

Для того чтобы подробнее ознакомиться с аппаратным шифрованием, необходимо разобрать что такое в целом криптография, что такое аппаратное шифрование и определить компоненты в нем.

Криптография – это наука о методах обеспечения, целостности данных и аутентификации, а также невозможности отказа от авторства.

Криптография изначально изучала методы (возможности) шифрования информации – обратимого преобразования открытого (исходного) текста на основе секретного алгоритма или ключа в самом зашифрованном текст. Традиционная криптография образует раздел симметричных криптосистем, в которых за шифрование и рас шифрование проводится с использованием одного и того же секретного ключа.

Преимущества аппаратных шифраторов:

аппаратный датчик случайных чисел использует действительно случайные числа, что в свою очередь дает огромное преимущество в защите информации;

 аппаратная реализация дает сто процентную гарантию на целостность крипто алгоритма;

с электронных ключей или с электронных носителей загрузка ключа происходит напрямую, а не через компьютер, что не даст никогда перехватить ключ;

благодаря аппаратным шифраторам можно сделать разграничение доступа к компьютеру, что позволит избежать несанкционированный доступ;

 при применении нескольких аппаратных шифраторов можно повысить скорость обработки информации;

если же добавлять на ваш компьютер специальное шифровальное оборудование, то будет возникать меньше проблем, чем при добавлении в программное обеспечение функций схожих шифровальному оборудованию;

само шифрование должно происходить незаметно даже для пользователя.

если делать это же при помощи программных средств, то нужно достаточно глубоко спрятать в операционной системе.

Виды устройств аппаратного шифрования:

блоки шифрования в каналах связи;

самодостаточные шифровальные модули;

шифровальные платы расширения для установки в персональные компьютеры.

Кроме всех базовых функций шифрования, изобретатели пытаются

добавить в свои устройства разнообразные функции, к примеру:

генератор случайных чисел – он нужен для создания криптографических ключей. При создании подписи используется каждый раз новое сгенерированное генератором число.

Контроль целостности файлов операционной системы. В ваше отсутствие злоумышленник не сможет ничего изменить. Шифратор сохраняет у себя весь перечень всех важных файлов, если опять произойдет взлом, то злоумышленник нечего не сможет сделать, если при очередной загрузке при несовпадении хотя бы одного из файлов произойдет блокировка.

Устройство криптографической защиты данных – по-другому УКЗД, называется плата со всеми вышеперечисленными возможностями. Устройство аппаратного шифрования, контролирующее вход на персональный компьютер и проверяющее целостность всех файлов операционной системы, называется также «электронным замком». Конечно, аналогия не совсем та - обычные замки сильно уступают этим устройствам. Доступ ко всем файлам находится только у администратора, или у того человека, которому доверяет администратор.

Вообще вычислитель - это набор регистров, которые связываются друг с другом шинами передачи данных. Именно вычислитель производит те или иные криптографические методы, с достаточной скоростью выполнения. В начале вычислитель получает конкретный текст или ту информацию, которую необходимо зашифровать, а также ключ шифрования, который, является случайно сгенерированным числом. Само шифрование – это достаточно сложное математическое преобразование, поэтому он схож на набор сгенерированных чисел (величин).

Блок управления – это, так скажем, программа, которая и управляет вычислителем. При изменении программы по любой причине, то работа будет давать сбой. Следуя из этого, можно сказать, что сама программа для хорошей производительности должна не только храниться достаточно устойчиво и функционировать, но и всегда производить само проверку. Вообще вычислитель тоже с каким-либо периодом отправляет Блоку Управления задачи, которые контролируют его работу. Вообще, в жизни устанавливается два или более шифр процессора. Это нужно для сравнивания результатов работы каждого из устройств.

Буфер ввода и вывода нужен для улучшения производительности самого устройства. Происходит это так – пока происходит шифрования первого блока, то тут же загружается второй блок и так далее пока не закончится информация. Это же происходит на выходе. Такой способ работы сильно увеличивает скорость шифрования.

Исходя из всего вышесказанного, можно сделать вывод, что криптографический метод – аппаратное шифрование остается надежным способом сокрытия информации на сегодняшний день, хотя имеет относительно много плюсов и минусов. Но, несмотря на это, криптографические методы (аппаратное шифрование) пользуются популярностью в определенных сферах, связанных с защитой информации и охраны личной информации.

Студенты могут выбирать эту интересную тему в качестве дипломного проектирования.

Научный руководитель – канд. пед. наук, доц.

Шихваргер Ю.Г.