Защита информации. Лабораторные работы №1-5. Все варианты

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
по дисциплине “Защита информации”

Всего требуется выполнить пять лабораторных работ, соответствующих пяти основным главам лекционного курса. Прежде чем приступать к выполнению очередной лабораторной работы, необходимо изучить соответствующую главу и выполнить хотя бы по одному варианту прилагаемых к ней задач. Задание на лабораторные работы общее для всех (вариантов нет). Каждая последующая лабораторная работа обычно включает в себя наработки из предыдущих работ.

Требования к оформлению отчета

Для проверки лабораторной работы необходимо представить:

Файл с текстом программы (программ);
Файл с результатами.


Если программа написана в соответствии с заданием, в ней нет ошибок, и получен правильный результат ее работы, то обучающийся получает зачет по данной лабораторной работе. В противном случае работа отправляется на доработку.

В каждой лабораторной работе есть рекомендации к выполнению. Приведенная в них последовательность действий при написании программы, реализующей поставленную задачу, не является единственной и обязательной. Допускается выбор любого языка программирования, позволяющего получать 32-битные исполняемые файлы. Реализация всех алгоритмов выполняется с использованием встроенных типов данных (без применения арифметики длинных чисел). Важно, чтобы целочисленный тип со знаком имел размер 32 бита.

Лабораторная работа №1

Тема: Шифры с открытым ключом (Глава 2)

Задание:

1. Написать и отладить набор подпрограмм (функций), реализующих алгоритмы возведения в степень по модулю, вычисление наибольшего общего делителя, вычисление инверсии по модулю.

2. Используя написанные подпрограммы, реализовать систему Диффи-Хеллмана, шифры Шамира, Эль-Гамаля и RSA, в частности:

2.1. Для системы Диффи-Хеллмана с параметрами p = 30803, g = 2, XA = 1000, XB = 2000 вычислить открытые ключи и общий секретный ключ.

2.2 Для шифра Шамира с параметрами p = 30803, g = 2, cA = 501, cB = 601 и сообщения m = 11111 вычислить dA, dB, x1, x2, x3, x4.

2.3. Для шифра Эль-Гамаля с параметрами p = 30803, g = 2, c = 500, k = 600 и сообщения m = 11111 вычислить зашифрованное сообщение.

2.4. Для шифра RSA с параметрами пользователя P = 131, Q = 227, d = 3 и сообщения m = 11111 вычислить зашифрованное сообщение.


Лабораторная работа №2

Тема: Теоретическая стойкость криптосистем (Глава 3)

Задание:

Пусть источник без памяти порождает буквы из алфавита {0, 1, 2, ..., 9} с вероятностями 0.4, 0.2, 0.1, 0.05, 0.05, 0.05, 0.05, 0.04, 0.03, 0.03 соответственно. Пусть используется шифр Цезаря

e = (m + k) mod 10

с ключом k, выбираемым равновероятно из этого же алфавита.

Написать программу, которая

1) вычисляет расстояние единственности для этого шифра;

2) для введенного зашифрованного сообщения (например, 3462538) вычисляет апостериорные вероятности использования различных ключей.


Лабораторная работа №3

Тема: Шифры с секретным ключом (Глава 4)

Задание:

Выполнить программную реализацию шифра по ГОСТ 28147-89.

Написать программу, которая, используя полученную реализацию шифра, зашифровывает сообщение в режимах ECB, CBC, OFB и CTR (сообщение, режим и ключ задаются при запуске программы).

Написать программу, которая расшифровывает ранее зашифрованное сообщение.

Рекомендации к выполнению:

Зашифрованное сообщение выводить в бинарный файл. Исходный файл так же имеет смысл рассматривать как бинарный.

Лабораторная работа №4

Тема: Цифровая подпись (Глава 5)

Задание:

Разработать программы для генерации и проверки подписей по ГОСТ Р34.10-94. Рекомендуемые значения общих открытых параметров q = 787, p = 31481, a = 1928. Остальные параметры пользователей выбрать самостоятельно. Хеш-функцию реализовать на основе блокового шифра по ГОСТ 28147-89.

Рекомендации к выполнению:

Сообщение брать из файла. Подпись писать в файл с таким же именем, но другим расширением (например, если сообщение в файле message.doc, то подпись помещается в файл message.doc.sign). Все используемые файлы рассматривать как бинарные (т.е. как потоки произвольных байт).


Лабораторная работа №5

Тема: Криптографические протоколы (Глава 6)

Задание:

Выполнить компьютерную реализацию протокола "Электронные деньги". Все необходимые параметры выбрать самостоятельно.

- Состояние: Зачет
- СибГУТИ
- 2016 г