Ахборот тизимлари ва уларнинг вазифалари

Жадвал 2

Маълум бўлган алфавит	A B C D E F G ] –I i J K L X Y Z
Aлтернатив алфавит	S O I H K T L : X N W m Y A P J

Кўп алфавитли алмаштиришда шундай қилиш мумкинки, шифрланган матнда хамма символлар бир хил частотада учраши мумкин, бу еса шифирлангандаги алътернатив алфавит ва тартибни билмасдан туриб шифрни ечиш анча қийинчиликларга олиб келади. ўрин алмаштириш тўғри алмаштиришга қараганда шифрни ечишда юқори мустахкамлигини таъминлайди ва сонли калитни ишлатиб бажарилади ёки мисол тариқасида пастда кўрсатиладиган еквивалентли калитли сўз.

Сонли калит қайтарилмайдиган сонлардан унга Тегишли калит сўзи эса – қайтарилмайдиган символлардан иборат. Келиб чиқадиган матн (plain text) калит тагига қаторма-қатор ёзилади. Шифрланган хабар (ipher text) устунларга калит сонларига қараб ўша тартибда ёзиб чиқишади (ёки алфавитдаги калит сўзининг айрим символлари уларда жойлашган тартибда) кўрилаётган мисол учун шифрларнган хабар TRANSPOSITION IS THE ENCIPHER METHOD қуйидаги кўринишда бўлади:
AIHHORTTPHPaEaaSNaRaTIaITOINMccNOEEDSSCEct.
Жадвал 3 оддий ўрин алмашувини ишлатиш мисоли келтирилган.


Жадвал 3

Калит сўз	S	E	C	n	R	1T	V
Сонли калит	5	2	1	7	4	36	8
Қаторма-қатор ёзилган берилган матн (plain text)	T	R	A	N	S	PO	S
	I	T	I	O	N	al	S"
	a	T	H	E	a	EN	C
	I	P	H	E	R	aM	E
	T	H	o	D	a	aa	a

Олдиндан танланган икки хонали кетма-кетлигида (маскали) берилган хабарни 2 модул 2 (ёки ўшани ўзи бўлган исключающие ёки мантиқ бўйича) битларни қўшимча асосланган гаммалаштириш

Модул 2 бўйича қўшиш оператцияси (исключающее ёки) тескари бўлади, шифрлангган хабарни ўша маска (калит) билан қўшилса биз яна берилган матнни оламиз (шифрни ечиш бўлади).
Маска (калит) сифатида константалар н ёки е турдагиларни ишлатиш мумкин ва Бунда маска Охирги узунликка ега бўлади.
Шифрни ечишда энг йуқори мустахкамликни чексиз узунлик маскаларни қўллаганда таъминланади, бу эса кетма-кетликлар тасодифий генератори билан хосил бўлган (аниқроғи псевдо тасодифий).
Бундай генератор аппаратли ёки дастурли воситалари ёрдамида осон ҳал қилинади, масалан, бу эса тескари боғламали силжиш регистр ёрдамида халақит қилишга чидамли циклик кодни хисоблашда қўлланилади.
Линиянинг қабул қилиш охирида генераторда аниқ қайта тиклаш псевдо тасодифий кетма-кетлигини таъминлаш шундай бирламчи холатни ўрнатилганда (силжиш регистордаги борлиқни) генератордаги узатадиган охиридаги ўша тескари боғламали структуралар.
Санаб ўтилган шифрлашнинг классик усуллари (алмаштириш, ўрнини алмаштириш ва гаммалаштириш) - тўғри чизиқли дейиш мумкин шу маънодаки, шифрланган хабарнинг узулиги берилган матннинг узунлигига тенг. Чизиқли бўлмагани қайта тузиш мумкин, масалан, олдиндан танланган бошқа узунликдаги символлар комбинациясини берилган символларнинг (ёки бутун сўзлар, жумла, гаплар) ўрнига алмаштириш.
Шифрлашнинг стандарт усуллари (Миллий ёки халқаро) шифрларни ечишга мустахкамлик даражасини ошириш учун шифрлашни бир нечта этаплар (қадамлар) амалга оширади, буларнинг ҳар бирида танланган калитга (ёки калитларга) қараб шифрлашни турли классик усуллари ишлатилади. Шифрлашнинг принципиал ҳар хил иккита стандарт усуллари мавжуд:

• 
  шифрлаш ва шифрларни ечишда (симметрик шифрлаш ёки очиқ калитли системалар – Private – key sistems) бир хил калитларни ишлатиб шифрлаш.
  
• 
  Шифрлаш учун очиқ калитларни ва ёпиқ калитларни шифрларни ечиш учун (симметрик бўлмаган шифрлаш) фойдаланиб шифрлаш.
  

Шифрлашни стандарт усулларини қўллашда алгаритмларнинг аниқ математик ифодалаш жуда қийин. Фойдаланувчилар учун биринчи навбатда хар хил усулларнинг ишлатиш хусусиятлари мухим (шифрни ечишда мустахкамлик даражаси, шифрлаш ва шифрни ечиш тезлиги, калитлари тартиби ва тарқатиш қулайлиги).
Маълумотларни шифрлаш стандарти AҚШда DES (Data Encryptijn Standard) симметрик шифрлаш усулларининг гуруҳига тегишли бўлиб 20 йилдан кўпроқ ишлаб келмоқда (1976 й қабул қилинган). Қўлланалидиган операциялари – ўрнини алмаштириш, гаммалантириш ва чизиқли бўлмаган алмашув.
Қадамлар сони - 16. Калитнинг узунлиги 56 Бит, улардан 8 бит – бу жуфт/тоқлик текширадиган разрядлари.
Узоқ вақт давомида бу усулни шифрни ечишга мустахкамлик даражаси етарли деб ҳисобланарди, лекин 1998 й махсуслаштирилган компютер (DES cracker) ихтиро қилингани тўғрисида хабар пайдо бўлади, бу компютер узоғи билан 9 Кун ичида (HTTP:/www. eff. orq /des racker). Шифрланган матнни ечишга қодир екан. Бундай хабарларни рақобатли курашнинг бир намунаси деб хисобласа бўлади.
Бизнинг ГОСТ 28147-89 DES га аналог (ўхшаш) бўлади, лекин калитнинг узунлиги 256 бит, шунинг учун шифрни ечишга мустахкамлик даражаси анча йуқори. Яъни мухим томони шундаки, Бунда бутун ҳимоялаш системаси кўзда тутилган бўлиб, шифрлашни симметрик усулларини “авлодли” камчиликларини энгиб ўтади – яъни хабарларни алмаштириш имконияти. Шифрлашни симметрик усулларини авзаллиги – шифрлаш ва шифрни ечишни катта тезлиги, камчилиги эса – агар калти учинчи шахсга тегадиган бўлса, бунда ҳимоялаш даражаси кам бўлади.
Aйнан, интернет тармоғида електрон почтадан фойдаланганда шифрлашнинг симметрик бўлмаган усуллари ёки очиқ калитли системалар – public – key systems жуда машҳур. Бу усуллар гуруҳини намояндаси – PGP (Pretty Good Privfcy – етарлича махфийланган).
Бунда ҳар бир фойдаланувчи икки калитга эга бўлади. Очиқ калитлар шифрлаш учун мўлжалланган ва бемалол тармоқда тарқатилади, лекин шифрни ечиш имконияти бўмлайди. Бунинг учун махфий (ечилган) калитлар керак бўлади.
Бунда шифрлаш принсипи бир томонли функцияларни ишлатишга асосланган. Тўғри функция X - f (x) очиқ алгоритм (калит) асосида осон ҳисобланади. Тескари қайта тузиш f (x) – x ечилган калитни билмаса қийинроқ ва кўп вақтни олади, кетқазилган вақт бир томонлама функцияни “ҳисоблаш қийинчилик” даражасини ифодалайди.
Очиқ калитлар системасининг ғоясини қуйидагича тушунтирамиз (жадвал 4). Хабарларни шифрлаш учун оддий телефонлар китобидан фойдаланиш мумкин, унда абонентлар исми алфавит тартибида жойлашган ва телефон номерлари олдига қўйилган. Берилган сўзнинг бошланиш харфига абонент исми олинади ва шифрланган хабар сифатида телефон номери ишлатилади. Тушунарлики, фойдаланувчида берилган матннинг символи ва абонент исми ўртасидаги тўғри келишини танлаш имконияти бор, яни бу кўп алфавитли система бўлиб, шифрни ечишга унинг мустахкамлик даражасини оширади.
Локал (очиқ) фойдаланувчи “тескари” телефон справочникка эга бўлиб, унда биринчи устунида ўсиб бориш бўйича телефон номерлари жойлашган ва осон шифрни ечишни бажаради.