Ахборот технологиялари” кафедраси ахборот хавфсизлиги

4. Маъруза. Ахборотни ҳимоялашнинг криптографик усуллари. Электрон рақамли имзо.

Ахборотнинг ҳимоялашнинг аксарият механизмлари асосини шифрлаш ташкил этади. Ахборотни шифрлаш деганда очиқ ахборотни (дастлабки матнни) шифрланган ахборотга ўзгартириш (шифрлаш) ва аксинча (расшифровка қилиш) жараёни тушунилади.

Ахборотни қайта акслантириш ёрдамида ҳимоялаш муаммоси инсон онгини узоқ вақтлардан буён безовта қилиб келган. Криптография тарихи – инсон тили тарихи билан тенгдош. Ҳатто дастлабки хат ёзиш ҳам ўз-ўзича криптографик тизим ҳисобланган, чунки қадимги жамиятда фақат алоҳида шахсларгина хат ёзишни билганлар. Қадимги Египет ва Қадимги Ҳиндистоннинг илоҳий китоблари бунга мисол бўла олади.
Хат ёзишнинг кенг тарқалиши натижасида криптография алоҳида фан сифатида вужудда келди. Дастлабки криптотизимлардан эрамизнинг бошларидаёқ фойдаланилган. ТСезар ўз хатларида тизимли шифрлардан фойдаланган.
Криптографик тизимлар биринчи ва иккинчи жаҳон урушларида жадал ривожланди. Уруш йилларидан сўнг ва ҳозирга қадар ҳисоблаш воситаларининг жадал ривожланиши криптографик усуллар яратишни тезлаштирди ва уларнинг мукаммаллигини оширди.
Бир томондан, компютер тармоқларидан фойдаланиш кенгайди, жумладан, Интернет глобал тармоғи. Бу тармоқда бегона шахслардан ҳимояланиши зарур бўлган ҳукумат, ҳарбий, тижорат ва шахсий характерга эга бўлган ахборотнинг катта ҳажми ҳаракатланади.
Бошқа томондан, қудратли компютерлар, тармоқли ва нейронли ҳисоблаш технологияларининг пайдо бўлиши очиш мумкин эмас деб ҳисобланган криптографик тизимларнинг обрўсига путур етказди.
Криптология – ахборотни қайта акслантириб ҳимоялаш муаммоси билан шуғулланади (крйптос – махфий, сирли, логос - фан). Криптология икки йўналишга бўлинади – криптография ва криптоанализ. Бу икки йўналишнинг мақсадлари қарама-қарши.
Криптография – ахборотни қайта акслантиришнинг математик усулларини излайди ва тадқиқ қилади.
Криптоанализ – калитни билмасдан шифрланган матнни очиш имкониятларини ўрганади.
Бу китобда асосий эътибор криптографик усулларга қаратилган.
Замонавий криптография қуйидаги тўртта бўлимларни ўз ичига олади:

1. 
   Симметрик криптотизимлар.
   
2. 
   Очиқ калитли криптотизимлар.
   
3. 
   Електрон имзо тизимлари.
   
4. 
   Калитларни бошқариш.
   

Криптографик усуллардан фойдаланишнинг асосий йўналиши – махфий ахборотнинг алоқа каналидан узатиш (масалан, электрон почта), узатиладиган хабарнинг узунлигини ўрнатиш, ахборотни (ҳужжатларни, маълумотлар базасини) шифрланган ҳолда рақамли воситаларда сақлаш.
Шундай қилиб, криптография ахборотни шундай қайта ишлаш имконини берадики, бунда уни қайта тиклаш фақат калитни билгандагина мумкин.
Шифрлаш ва дешифрлашда қатнашадиган ахборот сифатида бирор алифбо асосида ёзилган матнлар қаралади. Бу терминлар остида қуйидагилар тушунилади.
Алифбо – ахборот белгиларини кодлаш учун фойдаланиладиган чекли тўплам.
Матн – алифбо элементларининг тартибланган тўплами.
Замонавий АТларида қўлланиладиган алифболарга мисол сифатида қуйидагиларни келтириш мумкин:

0. 
   З₃₃ алифбоси – рус алифбосининг 32 ҳарфлари ва бўш жой белгиси;
   
1. 
   З₂₅₆ алифбоси – АСCИИ ва КОИ-8 стандарт кодларига кирувчи белгилар;
   
2. 
   Бинар алифбо - З₂={0, 1}
   
3. 
   Саккизлик ёки ўн олтилик алифболар.
   

Шифрлаш – акслантириш жараёни: очиқ матн деб ҳам номланадиган матн шифрматнга алмаштирилади.

Дешифрлаш – шифрлашга тескари жараён. Калит асосида шифрматн очиқ матнга акслантирилади.
Калит – матнни шифрлаш ва шифрини очиш учун керакли ахборот.
Криптографик тизим – очиқ матнни акслантиришнинг Т оиласини ўзида мужассамлаштиради. Бу оила аъзолари к билан индексланади ёки белгиланади. к параметр калит ҳисобланади. К калитлар фазоси – бу калитнинг мумкин бўлган қийматлари тўплами. Одатда калит алифбо ҳарфлари кетма-кетлигидан иборат бўлади.
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.
Калитларни тарқатиш ва калитларни бошқариш терминлари ахборотни акслантириш тизимлари жараёнига тегишли. Бу ибораларнинг моҳияти фойдаланувчилар ўрасида калит яратиш ва тарқатишдир.
Електрон рақамли имзо деб – хабар муаллифи ва таркибини аниқлаш мақсадида шифрматнга қўшилган қўшимчага айтилади (електрон хужжатдаги мазкур электрон хужжат ахборотини электрон рақамли имзонинг ёпиқ калитидан фойдаланган холда махсус ўзгартириш натижасида хосил қилинган ҳамда электрон рақамли имзонинг очиқ калити ёрдамида электрон хужжатдаги ахборотда хатолик йўқлигини аниқлаш ва электрон рақамли имзо ёпиқ калитининг эгасини идентификатсия қилиш имкониятини берадиган имзо).
Криптобардошлилик деб калитларни билмасдан шифрни очишга бардошлиликни аниқловчи шифрлаш тавсифига айтилади.
Криптобардошлиликнинг бир неча кўрсаткичлари бўлиб, улар:

• 
  барча мумкин бўлган калитлар сони;
  
• 
  криптоанализ учун зарур бўлган ўртача вақт.
  

Тк акслантириш унга мос келувчи алгоритм ва к калит қиймати билан аниқланади. Ахборотни ҳимоялаш мақсадида самарали шифрлаш калитни яширин сақлашга ва шифрнинг криптобардошлилигига боғлиқ.
Деярли туб сон – туб бўлиш эҳтимоли 1 га яқин.
Белги – ахборотни фиксирланган узунликдаги кўриниши
ША – Сеcуре Ҳаш Алгоритҳм маълумотни хешлаш алгоритми
вақтинчалик штемпел - вақтни белгилаб қўйиш механизми
Диффи - Хеллман алгоритми – икки абонент ўртасида ўзаро калит алмашиниш алгоритми
Аутентификатсия – шахсини ҳаққонийлигини тасдиқлаш.