linkedin facebook linkedin facebook nod32

Kriptologiya masalalari

Muallif: Mengliyev Sh.

Qo`shilgan sana: 2014-03-09

Kriptologiya masalalari

Kriptografiya- axborotlarni aslidan o‘zgartirilgan holatga o‘tkazishlarning matematik uslublarini topish va takomillashtirish bilan shug‘ullanadi. Dastlabki sisitemalashgan kriptografik uslublar eramiz boshida, YUliyssezarning ish yuritish yozishmalarida uchraydi. U biror ma’lumotni mahfiy holda biror kishiga etkazmoqchi bo‘lsa, alfavitning birinchi harfini alfavitning to‘rtinchi harfi bilan, ikkinchisi beshinchisi bilan va hokazo shu tartibda almashtirib matnning asli holatidan shifrlangan matn holatiga o‘tkazgan.
Kriptografik sistemalar yo‘nashidagi izlanishlar ayniqsa, birinchi va ikkinchi jahon urushi yillari davrida muhim ahamiyat kasb etdi va jadal rivojlandi. Urushdan keyingi yillarda hisoblash texnikalarining yaratilishi va takomillashib, insoniyat faoliyatining barcha sohalariga chukur va keng ma’noda kirib borishi, kriptografik uslublarni tabiiy ravishda rrivojlanib va takomillashib borishini taqozo etmoqda.
Kriptografik uslublarning axborotlar tizimi muhofazasi masalalarida qo‘llanishi, ayniksa, hozirgi kunda muhimdir. Haqiqatan ham, bir tomondan komp'yuter tizimlarining INTERNET tarmoqlari bilan bog‘liq ravishda katta hajmdagi davlat va xarbiy axamiyatga ega bo‘lgan axborotlarni hamda shu kabi: iqtisodiy, shaxsiy va boshqa turdagi axborotlarni tez va sifatli uzatish va qabul qilishdagi roli ortib bormoqda. Ikkiichi tomondan esa bunday axborotlarning keng ma’nodagi muhofazasini ta’minlash masalalari muhimlashib bormoqda.
Axborotlarning muhofazasi masalalari bilan kriptologiya (kryptos-maxfiy, 1ogos-ilm) shug‘ullanadi. Kriptologiya maqsadalari o‘zaro qarama-qarshi bo‘lgan ikki yo‘nalishga ega - kriptografiya va kriptoanaliz.
Kriptografiyaning ochik matnlarni shifrlash masalalarining matematik uslublari bilan shugullanishi to‘g‘risida yuqorida aytib o‘tildi.
Kriptoanaliz esa shifrlash uslubini (kalitini yoki algoritmini) bilmagan holda shifrlangan matnniig asli xolatini topish uslublari masalalari bilan shug‘ullanadi.
Hozirgi zamon kriptografiyasi quyidagi to‘rtta bo‘limni o‘z ichiga oladi:
1)  Simmetrik kriptosistemalar.
2)  Ochiq uslubga (kalitga) yoki yana boshqacha aytganda ochiq algoritmga asoslangan kriptosistemalar.
3)  Elektron imzo sistemalari.
4) Kriptosistemalarda kalitlardan foydalanish uslublarini boshqarish.
Kriptografik uslublardan foydalanishning asosiy yo‘nalishlari: maxfiy ma’lumotlarni aloqa kanali (masalan, elektron pochta) bo‘yicha uzatish, uzatilgan ma’lumotlarning haqiqiyligini ta’minlash, axborotlarni (xujjatlarni, ma’lumotlar jamg‘armasini) komp'yuterlar tizimi xotiralarida shifrlangan holda saqlash va shular kabi masalalarni o‘z ichiga oladi.

Kriptografiya. Asosiy tushunchalar

         SHunday qilib, kriptografik uslublar axborotlar matnini asli holidan o‘zgartirib, faqat kalitni bilgan holdagina uni asli holatini olish imkoniyatini beradi.
SHifrlangan va deshifrlangan masalalariga tegishli bo‘lgan, ma’lum bir alfavitda tuzilgan ma’lumotlar matnlarni tashkil etadi.
Alfavit – axborotlarni kodlashtirish uchun foydalaniladigan chekli sondagi belgilar to‘plami. Misollar sifatida:
- o‘ttiz oltita belgidan (harfdan) iborat o‘zbek tili alfaviti;
- o‘ttiz ikkita belgidan (harfdan) iborat rus tili alfaviti;
- yigirma sakkizta belgidan (harfdan) iborat lotin alfaviti;
- ikki yuz elik oltita belgidan iborat ASSII va KOI-8 standart komp'yuter kodlarining alfaviti;
- binar alfavit, ya’ni 0 va 1 belgilardan iborat bo‘lgan alfavit;
- sakkizlik va o‘n oltilik sanoq sistemalari belgidaridan iborat bo‘lgan alfavitlarni keltirish mumkin.
Matn – alfavitning elementlaridan (belgilaridan) tashkil topgan tartiblangan tuzilma.
SHifrlangan – ochiq matn deb ataluvchi dastlabki matnni shifrlangan matn holatiga o‘tkazish jarayoni.
Deshifrlash – shifrlashga teskari bo‘lgan jarayon, ya’ni kalit yordamida shifrlangan matnni dastlabki matn holatiga o‘tkazish.
Kalit – bevosita dastlabki matnni shifrlash va deshifrlash uchun zarur bo‘lgan ma’lumot.
Kriptografik sistema – ochiq matnni shifrlash (deshifrlash) jarayonini tashkil etuvchi amallar majmui bo‘lib, alfavitlar belgilarini almashtirishlar ketma-ketligidan iborat.
Kriptoistema ikki qismga bo‘linadi: simmetrik va ochiq kalitli (uslubli).
Simmetrik kriptosistemalarda shifrlash uchun ham va deshifrlash uchun ham bir xil kalit (uslubdan) foydalaniladi.
Ochiq kalitli kriptosistemalarda ikkita kalitdan foydalaniladi – o‘zaro matematik bog‘liq bo‘lgan ochiq va yopiq kalitlardan. Bunda ma’lumotlar hammaga ma’lum bo‘lgan ochiq kalit bilan shifrlanadi va faqat ma’lumot yuborilayotgan shaxsga ma’lum bo‘lgan yopiq kalit bilangina deshifrlanadi.
Kalitlarni taqsimlash va kalitlarni boshqarish – kalitlarni foydalanuvchilar orasida taqsimlash va shu kalitlarni yaratish jarayonlarini o‘z ichiga oladi.
Elektron (raqam) imzo – matnga ilova qilinadigan kriptografik almashtirishdan iborat bo‘lib, shu matn jo‘natilgan shaxsga matnning haqiqiy yoki nohaqiqiy ekanligini aniqlash imkonini beradi.
Kriptobardoshlik – shifrlash kaliti noma’lum bo‘lgan holda shifrlangan matnning deshifrlashni qiyinlik darajasini belgilaydi. Kriptobardoshlikni belgilovchi bir – nechta ko‘rsatkichlar mavjud, bulardan:
- deshifrlash uchun qidirilayotgan kalitlarnng mumkin bo‘lgan barcha imkoniyatlari soni;
- deshifrlash uchun zarur bo‘lgan o‘rtacha vaqt.
Axborotlarni muhofazalash maqsadida shifrlashning sifati kalitning maxfiy saqlanishi va shifrlashning kriptobardoshlilik darajasiga bog‘liq.

Simmetrik va asimmetrik kriptosistemalar

qadimgi shifrlash uslublari har xil jadvallarga asoslangan bo‘lib, bu jadvallar ma’lumotlar matnidagi alfavit belgilarining ma’lum tartibdagi o‘rin almashtirishlarini ifodalovchi oddiy amallardan iborat bo‘lgan. Bunda kalit vazifasini jadvalning o‘lchami, alfavit belgilarining almashtirishni ta’minlovchi biror aniq jumla yoki jadvalning o‘rin almashtirishlarini tartiblovchi biror alohidalik xususiyati va  boshqa shu kabilar o‘tagan. Misol uchun, ushbu

ANGLASHILMOVCHILIK TUSHUNARSIZLIKKA

 OLIB KELDI

jumlasi ustunlarining soni  5 ta va satrlarning soni 8 ta bo‘lgan jadvalning ustunlari bo‘yicha yozib chiqilsa, so‘ngra shu jadvalning satrlari bo‘yicha gruppalanib:

 AMTIL, NOUZI, GVSHLB, LCHIIK,
AINKE, SHLAKL, IIRAD, LKSOI

kabi shifrlangan so‘zlar hosil bo‘ladi.
Ma’lumotlarni shifrlab muhofazalashning turli maqsadlarda qo‘llanib rivojlanib borishi, shifrlash uslublarining keng omma tomonidan foydalanish uchun qulay bo‘lishini talab qilinishi bilan birga, uning bardoshligiga bo‘lgan talabni ham kuchayishiga olib keldi. XIX asrda aloqa kommunikatsiyalarining rivodlanib borishi, tabiiy ravishda, shifrlash jarayonlarining avtomatlashtirishni talab eta boshladi. Telegraf aloqa sistemalari vujudga keldi va ular ham o‘z navbatida ma’lumotlarni shifrlashni talab eta boshladi. Maxsus, g‘ildirak ko‘rinishidagi, sonli shifrlash qurilmasi 1790 yilda Amerika qo‘shma SHtatlari (AqSH) davlat kotibi, keyinchalik esa AqSH uchinchi Prezidenti  bo‘lgan Tomas Djeffeson  tomonidan yaratilgan va shunga o‘xshash sonli shifrlash qurilmalari ikkinchi jahon urushi yillaridan keyin ham AqSH qurolli kuchlarida qo‘llanib kelingan. Bunday sonli shifrlash qurilmalarining ishlashi, etarli darajada uzun bo‘lgan berilgan kalit bo‘yicha ma’lumotlar matnini ko‘p alfavitli  almashtirishga asoslangan bo‘lib, arifmometrning ishlash asoslariga o‘xshash bo‘lgan. Kalitning (davriy) uzunligi shifrlash qurilmasining maxsus g‘ildiraklarini bir marta to‘la aylanishlarining umumiy davri bilan aniqlanadi. Masalan, mos holda 13, 15, 17 va 19 davriy aylanishlarga ega maxsus to‘rtta g‘ildirakli qurilma 62985 (davriy) uzunlikka ega bo‘lgan kalitni beradi. YA’ni, qurilma g‘ildiraklari biror aniq holatda turgan bo‘lsa, manna shu holatga qaytadan ketma-ket 1-g‘ildirakni 13 marta, 2-g‘ildirakni 15 marta, 3-g‘ildirakni 17 marta, 4-g‘ildirakni 19 marta aylantirish bilan erishiladi.
Hozirgi zamon kriptografik mashinalari asosan, 1917 yilda, Edvard Xeberi tomonidan yaratilgan “Enigma – Enigma” («Jumboq» ma’nosini anglatuvchi) deb ataluvchi rotorli kriptografik mashinaning ishlash tamoyillari tashkil etadi. «Enigma» mashinalarining sanoat namunalari “Siemen” firmasi tomonidan ishlab chiqilib, dastlab bitta o‘qga o‘rnatilgan o‘rtga aylanuvchi g‘ildirakdan iborat bo‘lib, biror aniq holatning oddiy almashtirishlar yordamida, milliondan ortiq shifrlangan holatini olish imkonini bergan. Har bir g‘ildirakning ikala tomonida 25 tadan (lotin alfavitining belgilari harflari sonicha) elektrik bog‘lanish tuganlari joylashgan bo‘lib, g‘ildiraklar aylanganda elektrik bog‘lanish impulslari ro‘y berib, harflarning almashuvi jarayoni ro‘y beradi. SHifrlash jarayoni boshlanishi oldidan g‘ildiraklar kalitni belgilovchi so‘zni aniqlovchi holatiga o‘rnatiladi. Alfavit belgilarini boshqa belgilar bilan almashtirib – shifrlash jarayoni, shifrlashni kerak bo‘lgan belgining tugmachalarini bosish natijasida amalga oshirilgan. Bunda: shifrlanishi kerak bo‘lgan belgining tugmachalarini bosish natijasida, avval 1-g‘ildirak bir qadamga burilgan va hokazo. Natijada, tabiiyki, kalitning uzunligi ochiq matn uzunligiga nisbatan uzun bo‘lgan.
Masalan, chap va o‘ng tomondagi g‘ildiraklarning U belgisiga mos keluvchi elektr bog‘lanish tugunlari g‘ildiraklarning boshqa tomonidagi F belgiga mos keluvchi elektr bog‘lanish  tugunlari bilan bog‘langan. Agarda g‘ildirak bir qadamga burilsa, bu holat U belgidan keyingi V belgini F belgidan keyingi G belgiga almashtirish jarayonini ifodalaydi. To‘rt g‘ildirakli kriptografik mashinalarda alfavit belgilarini shifrlash jarayonidan o‘tib, to‘rt kara shifrlanadi. Deshifrlash jarayonini murakkablashtirish maqsadida vaqti-vaqti bilan g‘ildiraklarning o‘rin almashtirilib turilgan. Keyinchalik esa g‘ildiraklarning soni 5 va 6 taga ko‘paytirilib, ularning harakatini ma’lum ma’noda tartibsiz bo‘lishi ta’minlangan. Bu qurilmaning hajmi katta bo‘lmagan hamda undan foydalanish murakkab bo‘lmaganligi sababli oddiy aloqa g‘izmatchilari ham ishlata olganlar.
SHu davrga kelib ma’lumotlarning ishonchli shifrlash masalasi to‘la hal qilingandek edi. Lekin Angliya kriptografik xizmatining xizmatchilari Londondan 80 km. shimolda joylashgan «Bletchli Bog‘» qarorgohiga butun ikkinchi jahon urushi yillari davomida nemislar shifrovkasini o‘qib borishga muvaffaq bo‘ldilar. Bunga Polьsha razvedka xizmatining 1939 yilda qo‘lga kiritgan «Enigma» kriptografik mashinasining chizmalari asos bo‘ldi. Gitlerchilarning Polьsha hujumidan so‘ng mashina chizmalari Angliyaning tegishli xizmat tashkilotlariga berildi. Tez orada Angliya kriptoanalitika xizmati xodimlari. «Enigma» mashinasining shifrlash kalitini bilish uchun, mashinaning maxsus g‘ildiraklaridagi elektr bog‘lanish tugunlarining sxemasini bilish kerakligini aniqladilar. SHundan so‘ng «Enigma» mashinasining qurilma namunasini qo‘lga kiritish uchun harakatlar boshlandi. Birinchi namunani Germaniyaning janubiy-sharqiy qismiga joylashgan zavoddan olinishiga erishildi, ikkinchi Norvegiya havo hududlarida urib tushirilgan nemis hujumchi samolyotlaridan olingan, uchinchi Fransiya uchun bo‘lgan janglarda asr tushgan nemis harbiy aloqachi askaridan olingan. Keyingi namunalar esa g‘ovvoslar  maxsus qismlari bilan nemis suv osti kemalarilan olingan. 1942 yilda Alan Tьyuring tomonidan maxsus elektron hisoblash mashinasi yaratilgunga qadar, «Enigma» shifrlarini deshifrlash ancha mushkul bo‘ldi. Alan Tьyuringning deshifrlash uchun maxsus yaratgan va «Koloss» deb nomlangan ushbu mashinasi insoniyat dunyosida birinchi yaratilgan tez ishlovchi elektron hisoblash mashinasi (EHM) edi. SHundan so‘ng Angliya kriptoanalitiklari, namunalari olingan «Enigma» mashinalarining g‘ildiraklaridan foydalanib, qisqa vaqt ichida mumkin bo‘lgan barcha kalitlarni tanlab chiqib, deshifrlash masalasini hal eta boshladilar. Nemislar esa deshifrlashda EHMning qo‘llanishini hisobga olmagan edilar. SHuni ham aytib o‘tish kerakki, 1930 yilda nemis kriptoanalitigi Georg SHederning «Enigma» kriptografik mashinasining shifrlash uslubiga ishonchsizlik bildirib keltirgan dalillar, ko‘pchilik mas’ul mutaxassislarning nazaridan chetda qolgan.
1926 yilda Amerika telefon va telegraf kompaniyalaridan birining injeneri G.S. Vernam o‘zining ikkilik sanoq sistemasi asosida yaratgan shifrlash uslubini e’lon qildi [3]. Vernamning shifrlash uslubissezarning shifrlash uslubiga o‘xshash bo‘lib, u quyidagi

 

(1)

tenglama bilan ifodalanadi va bunda x, u, z  o‘zgaruvchilar ikkilik sanoq sistemasi alfavitlarida qiymatlar qabul qiladi, belgi esa 2 modul bo‘yicha ko‘shish amalini bildiradi, ya’ni:

Bu uslubning mohiyati: deshifrlash kalitining faqat bir marta ishlatilishiga asoslanib, shifrlash har safar yangi tasodifiy bitlardan iborat bo‘lgan kalit bilan amalga oshiriladn. Bunday shifrlash uslubidan ko‘rinib turibdiki, shifrlash va deshifrlash uchun ochiq matn uzunligi bilan teng bo‘lgan bitta kalitdan foydalaniladi, hamda bu kalitni foydalanuvchiga muhofazalagan aloqa kanali orqali uzatilishi talab etiladi. Bundan tashqari, shu usul bilan shifrlangan matnni deshifrlash imkoniyati yo‘k. Bu uslubning avtori G.S.Vernam ham deshifrlash imkoniyati yo‘qligini ta’kidlagan, lekin fikrining isbotini keltirmagan. Kriptologiya sohasidagi ilmiy ishlar avtorlari, 1949 yilgacha bo‘lgan davrni qat’iy igbotsiz - faqat intuitsiya va "ishonchga" asoslangan - ilmiy aooslanmagan kriptologiya davri, deb ataydilar. Ta’kidlab o‘tish joizki, Angliya kriptologiya xizmati nkkinchi jahon urushi yillari davrida matematiklar kriptologiyaning rivojlanishiga o‘zlarining katta xissasini qo‘shishi mumkinligiga iqror bo‘ldilar. Alan Tьyuring ham kriptologiya xizmati mutaxassislaridan biri bo‘lgan.
1949 yildagi K.E.SHennonning "Maxfiy tizimlarda aloqa naza-riyasi" [4] deb nomlangan ilmiy maqolasi ilmiy asoslangan maxfiy kalitni kriptografiya davrini boshlab berdi. SHennon o‘zining elektrotexnika va matematikaga oid bilimlaridan kellb chiqib, keng ma’nodagi maxfiy aloqa tizimi nazariyasining asosini 1948 yilda e’lon kilingan - axborotlar nazariyasiga bag‘ishlangan ilmiy maqolasi asosida yaratdi [ 5 ]. SHennon o‘zining bu ilmiy maqolalarida Vernam uslubida shifrlanishning ishonchligi darajasida to‘xtalib, deshifrlash mumkin emasligini ilmiy asosda isbotlab berdi hamda shu uslubda shifrlashda foydalanuvchiga maxfiy aloqa kanali orqali uzatiladitan maxfiy kalit hajmi (uzunligi) uchun aniq quyi chegaraning qanday bo‘lishini ilmiy asosda ko‘rsatib berdi. SHennonning 1948 yilda e’lon qilingan ilmiy maqolasi krintologiya sohasidagi ilmiy maqolalarning sezilarli ko‘payishiga olib keldi. Uning 1949 yilda e’lon qilingan ilmiy maqolasi katta ahamiyatli bo‘lsa-da, kriptologiya sohasidagi ilmiy maqolalarning sezilarli ko‘payishiga olib kelmadi. Bunga sabab ehtimolki, SHennonning maxfiy tizimlarda aloqa nazarnyasinint maxfiy kalitga asoslangani bo‘lib, maxfiy kalitni foydalanuvchiga etkazish masalalari echimining murakkabligi bilan bog‘liqligidadir. 1976 yilda U.Diffi va M.E.Xellmanning "Kriptografiyada yangi yo‘nalishlar" [6] deb nomlangan maqolasining e’lon qilinishi shu sohadagi ochiq ilmiy ishlarning rivojini juda yuqori pog‘onaga ko‘tarilishiga sabab bo‘ldi. Ular o‘zlarining ushbu ishida maxfiy aloqa tizimlarida ma’lumotlarni shifrlash va deshifrlashda maxfiy kalitning tizim foydalanuvchilari orasida maxsus muhofazalangan aloqa kanali orqali uzatilishi va qabul qilinishiga xojat bo‘lmaydigan ilmiy-amaliy uslub asoslarini yaratib, bugungi kunda kam rivojlanib va dolzarblashib borayotgai ochiq (maxfiy bo‘lmagan) kalitli kriptografiya davrini boshlab berdi. Eslatib o‘tish joizki, R.K.Merklining U.Diffi va M.E.Xellmanga bog‘liq bo‘lmagan holda, lekin ular bilan deyarli bir paytda boshqa ilmiy jurnalga e’lon qilish uchun berilgan maqolasida [7] ham ma’lumotlarni ochiq kalitli shifrlash g‘oyasining asoslari keltirilgan. Ammo R.K.Merklining maqolasini nashiryotda uzoq vaqt e’lon qilinmay to‘xtab qolishi, uni avtorlik huquqidan deyarli mahrum etdi.

3153 marta o`qildi.

Parol:
Eslab qolish.


Ro`yhatdan o`tish

testing

+998915878681

Siz o`z maxsulotingizni 3D reklama ko`rinishda bo`lishini xohlaysizmi? Unda xamkorlik qilamiz.

3D Reklama


Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru

Besucherzahler
счетчик посещений