АППАРАТНЫЕ ШИФРАТОРЫ

Вчера, сегодня, и возможно и завтра очень часто для зашифровки данных применяются по край не мере такие шифраторы, как – аппаратные шифраторы, программно-аппаратные шифраторы, и, наконец, программные. Все они различаются не только в способе шифрования, но и в ценовой категории. Самые дорогостоящие шифраторы – аппаратные, затем программно-аппаратные, а самые низкостоющие – 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.

Цель статьи - анализ аппаратного шифрования.

В масштабах данной работы 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 (шифротекст). Традиционная криптография образует раздел симметричных криптосистем, в которых зашифрование и расшифрование проводится с использованием одного и того же секретного ключа. Само слово криптография образуется от древнегреческого kriptos – скрытый и graphy – пишу, что дает понять – криптография – это шифропись (скрытопись).

Плюсы (достоинства) и минусы (недостатки) аппаратного шифратора. Программные шифраторы стоят ниже по ценовой категории чем аппаратные и в ряде случаев способны так же обеспечить достаточно быструю скорость обработки информации, однако этим список их преимуществ исчерпывается. Но все же плюсов у аппаратного шифратора гораздо больше, среди них такие как:

• 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;
• шифрование и хранение ключей происходит в самом шифраторе, а не в ;
• 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;

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. Непросто это все сделать с отлаженной операцией. Даже любой непрофессионал сможет подключить к компьютеру или к модему шифровальное устройство. Виды устройств аппаратного шифрования. На рынке существует три разновидности аппаратных средств 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.

Доверенная загрузка. Он контролирует вход на компьютер. При каждом включении компьютера у пользователя запрашивается его данные, которые уже забиты в шифровальном аппарате. Если ключи шифратор сочтет за свои, то будет продолжаться включение компьютера. Если же все произойдет наоборот, то пользователю придется разбирать компьютер и вытаскивать оттуда сам шифратор, чтобы выключить компьютер.

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 наперсональный 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.

Как работает шифр процессор? Для этого представим  схему, на которой будет представлен сам процесс

1) 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 так же ключ шифрования, который, является случайно сгенерированным числом. Само шифрование – это достаточно сложное математическое преобразование, поэтому он схож на набор сгенерированных чисел (величин).

2) 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.

3) 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.

Список литературы:

1. Лукашов Игорь Владиславович «Криптография? Железно// [Электронный ресурс]. – Режим доступа. - URL: http://www.osp.ru/pcworld/2003/03/165312/ (дата обращения 25.05.2016г.)
2. Панасенко С.П., Ракитин В.В. Аппаратные шифраторы // [Электронный ресурс]. – Режим доступа. - URL: http://www.osp.ru/pcworld/2002/08/163808/ (дата обращения 26.06.2016г.)