1-Лабаратория иши Мавзу: Симметрик ўрин алмаштириш алгоритмлари ёрдамида шифрлаш

№1-Лабаратория иши
Мавзу: Симметрик ўрин алмаштириш алгоритмлари ёрдамида шифрлаш
Кириш. Ахборотларни қайта ишлаш жараёнларини автоматлаштириш воситалари, усуллари ва формалари мураккаблашуви ва ривожланиши бўйича уларни ахборот технологияларида уларни қўлланилиш хавфсизлик даражасидан ошиб бормоқда.
1.Ишдан мақсад: Симметрик криптотизимни асосий усулларини ўрганиш ва тадқиқ этиш.
2.Қисқача назарий маълумот:
Криптография – ахборотни қайта акслантиришнинг математик усулларини излайди ва тадқиқ қилади.
Калит – матнни шифрлаш ва шифрини очиш учун керакли ахборот.
Криптоанализ – калитни билмасдан шифрланган матнни очиш имкониятларини ўрганади.
Кодлаштириш - эса ахборотни иккилик саноқ системасидаги “0” ва “1” лардан иборат рақамли кўринишидир.Агар ахборотни шифрлаш ва уни қайта тиклаш учун бир хил калитдан фойдаланилса бундай шифрлаш усули симметрик шифрлаш усули дейилади.
Криптотизимлар симметрик ва очиқ калитли тизимларга бўлинади.
Симметрик криптотизимларда шифрлаш ва шифрни очиш учун битта ва айнан шу калитдан фойдаланилади.
Очиқ калитли криптотизимларда бир-бирига математик усуллар билан боғланган очиқ ва ёпиқ калитлардан фойдаланилади. Ахборот очиқ калит ёрдамида шифрланади, очиқ калит барчага ошкор қилинган бўлади, шифрни очиш эса фақат ёпиқ калит ёрдамида амалга оширилади, ёпиқ калит фақат қабул қилувчигагина маълум.
Симметрик шифрлаш алгоритмларининг турлари
Симметрик шифрлаш алгоритми тўртта турга бўлиниб , улар қуйидагилар:

1. 
   Ўрин алмаштириш шифри.
   
2. 
   Силжитиш шифри.
   
3. 
   Гаммалаштириш шифри.
   
4. 
   Шифрлаш асосида шифрлашнинг аналитик ифодаси.
   

Ўрин алмаштиришга мисол тариқасида дастлабки ахборот блокини матрицага қатор бўйича ёзишни, ўқишни эса устун бўйича амалга оширишни кўрсатиш мумкин. Матрица қаторларини тўлдириш ва шифрланган ахборотни устун бўйича ўқиш кетма-кетлиги калит ёрдамида берилиши мумкин. Усулнинг криптотурғунлиги блок узунлигига (матрица улчамига) боғлиқ. Масалан узунлиги 64 символга тенг бўлган блок (матрица ўлчами 8x8) учун калитнинг 1,6 10⁹ комбинацияси бўлиши мумкин. Узунлиги 256 символга тенг бўлган блок (матрица ўлчами 16x16) калитнинг мумкин бўлган комбинацияси 1,4 10²⁶ га етиши мумкин. Бу ҳолда калитни саралаш масаласи замонавий ЭҲМлар учун ҳам мураккаб ҳисобланади.
Ўрин алмаштириш шифри оддий шифрлаш ҳисобланиб, бу усулда қатор ва устундан фойдаланилади. Чунки шифрлаш жадвал асосида амалга оширилади. Бу ерда калит (К) сифатида жадвалнинг устун ва қатори хизмат қилади. Матн (Т₀) символларининг ўлчамига қараб NxM жадвали тузилади ва очиқ матнни (Т₀) устун бўйича жойлаштирилиб чиқилади, қатор бўйича ўқилиб шифрланган матнга (Т₁) эга бўлинади ва блокларга бўлинади.
Масалан, «Ахборот хавфсизлиги жадвали» матни шифрлансин.
Т₀=Ахборот хавфсизлиги жадвали;
К = 5х5; В=5;

А	О	Ф	И	Д
Х	Т	С	Г	В
Б	Х	И	И	А
О	А	З	Ж	Л
Р	В	Л	А	И

Т₁=АОФИД_ХТСГВ_БХИИА_ОАЗЖЛ_РВЛАИ

Биринчи бўлиб, шифрлаш жадвалидан (XIV асрнинг охирларида) дипломатик муносабатларда, харбий соҳаларда ахборотни муҳофазалашда фойдаланилган.
Оддий ўрин алмаштириш усулидан ташқари калит ёрдамида ўрин алмаштириш усули ҳам мавжуд. Шифрлаш жадвалидан калит орқали фойдаланилади.
Бу ерда калит символларига мос ҳолда жадвалнинг ўлчамига қараб NxM жадвали тузилади ва очиқ матнни (Т₀) устун бўйича жойлаштирилиб чиқилади. Сўнгра калит символлари алфавит тартибида тартибланиб, устун бўйича ўрин алмаштирилади, қатор бўйича ўқилиб шифрланган матнга (Т₁) эга бўлинади ва блокларга бўлинади.
Т₀= Ўзбекистон келажаги буюк давлат;
К = Тошкент;
В=4;
Матнда 28-та ва калитда 7-та ҳарфлар борлиги учун 7х4 жадвал тузамиз.

Ў	К	О	Л	Г	Ю	В
З	И	Н	А	И	К	Л
Б	С	К	Ж	Б	Д	А
Е	Т	Е	А	У	А	Т

Энди калит орқали 7х6 жадвал тузиб калитдаги ҳарфларни алфавит бўйича рақамлаб чиқамиз.

Т	о	ш	к	е	н	т
5	4	7	2	1	3	6
Ў	К	О	Л	Г	Ю	В
З	И	Н	А	И	К	Л
Б	С	К	Ж	Б	Д	А
Е	Т	Е	А	У	А	Т

Рақам бўйича устунларни ўзгартириб чиқамиз .

е	к	н	о	Т	т	Ш
1	2	3	4	5	6	7
Г	Л	Ю	К	Ў	В	О
И	А	К	И	З	Л	Н
Б	Ж	Д	С	Б	А	К
У	А	А	Т	Е	Т	Е

Қатор бўйича 4 тадан блокларга бўлиб, символлар кетма-кетлигидаги шифрланган матнни оламиз. Шуни эътиборга олиш керакки, агар қаторда кетма-кет иккита бир хил ҳарф келса, чап тарафдан келаётган ҳарф биринчи рақамланади, кейин эса иккинчиси рақамланади ва шифрланган матн ҳосил қилинади.

Т₁= ГЛЮК УВОИ АКИЗ ЛНБЖ ДСБА КУАА ТЕТЕ”;
Шифрни очишда тескари жараён амалга оширилади. Шифрланиш жараёни қадамма – қадам амалга оширилса мақсадга мувофиқ бўлади.