Axborotlarni kriptografik himoyalash usullari Kriptografiya haqida asosiy tushunchalar. «Kriptografiya»

Kriptografiya - ma’lumotlarni o‘zgartirish usullarining to‘plami bo‘lib, ma’lumotlarni himoyalash bo‘yicha quyidagi ikkita asosiy muammolarni hal qilishga yo‘naltirilgan: maxfiylik; yaxlitlilik. Maxfiylik orqali yovuz niyatli shaxslardan axborotni yashirish tushunilsa, yaxlitlilik esa yovuz niyatli shaxslar tomonidan axborotni o‘zgartira olmaslik haqida dalolat beradi. Bu yerda kalit qandaydir ximoyalangan kanal orqali junatiladi. Umuman olganda, ushbu mexanizm simmetriyali bir kalitlik tizimiga taallukdidir.
Asimmetriyali ikki kalitlik kriptografiya tizimini:
Bu holda ximoyalangan kanal bo‘yicha ochiq kalit junatilib, maxfiy kalit jo‘natilmaydi.
Yovuz niyatli shaxslar o‘z maqsadlariga erisha olmasa va kriptotaxlilchilar kalitni bilmasdan turib, shifrlangan axborotni tiklay olmasa, u holda kriptotizim kriptomustahkam tizim deb aytiladi. Kriptotizimning mustahkamligi uning kaliti bilan aniqlanadi va bu kriptotaxlilning asosiy qoidalaridan biri bo‘lib xisoblanadi. Ushbu ta’rifning asosiy ma’nosi shundan iboratki, kriptotizim barchalarga ma’lum tizim hisoblanib, uning o‘zgartirilishi kup vakt va mablag talab kiladi, shu bois ham faqatgina kalitni o‘zgartirib turish bilan axborotni ximoyalash talab kilinadi.
Simmetriyali kriptotizim asoslari
Kriptografiya nuqtai-nazaridan shifr — bu kalit demakdir va ochiq ma’lumotlar to‘plamini yopiq (shifrlangan) ma’lumotlarga o‘zgartirish kriptografiya o‘zgartirishlar algoritmlari majmuasi hisoblanadi.
Kalit — kriptografiya o‘zgartirishlar algoritmining ba’zi-bir parametrlarining maxfiy holati bo‘lib, barcha algoritmlardan yagona variantini tanlaydi. Kalitlarga nisbatan ishlatiladigan asosiy ko‘rsatkich bo‘lib kriptomustahkamlik hisoblanadi.
Kriptografiya himoyasida shifrlarga nisbatan quyidagi talablar qo‘yiladi:

• 
  yetarli darajada kriptomustaxkamlik;
  
• 
  shifrlash va kaytarysh jarayonining oddiyligi;
  
• 
  axborotlarni shifrlash oqibatida ular hajmining ortib ketmasligi;
  
• 
  shifrlashdagi kichik xatolarga ta’sirchan bo‘lmasligi.
  

Ushbu talablarga quyidagi tizimlar javob beradi:

• 
  o‘rinlarini almashtirish;
  
• 
  almashtirish;
  
• 
  gammalashtirish;
  
• 
  analitik o‘zgartirish.
  

O‘rinlarini almashtirish shifrlash usuli bo‘yicha boshlangich matn belgilarining matnning ma’lum bir qismi doirasida maxsus qoidalar yordamida o‘rinlari almashtiriladi.
Almashtirish shifrlash usuli bo‘yicha boshlangich matn belgalari foydalanilayotgan yoki boshqa bir alifbo belgilariga almashtiriladi.
Gammalashtirish usuli bo‘iicha boshlang‘ich matn belgilari shifrlash gammasi belgilari, ya’ni tasodifiy belgilar ketma-ketligi bilan birlashtiriladi.
Tahliliy o‘zgartirish usuli bo‘yicha boshlangich matn belgilari analitik formulalar yordamida o‘zgartiriladi, masalan, vektorni matritsaga ko‘paytirish yordamida. Bu yerda vektor matndagi belgilar ketma-ketligi bo‘lsa, matritsa esa kalit sifatida xizmat kiladi.
O‘rinlarni almashtirish usullari eng oddiy va eng qadimiy usuldir. O‘rinlarni almashtirish usullariga misol sifatida kuyidagilarni keltirish mumkin:

• 
  shifrlovchi jadval;
  

—sexrli kvadrat.
Shifrlovchi jadval usulida kalit sifatida kuyidagilar qo‘llaniladi:

• 
  jadval o‘lchovlari;
  
• 
  so‘z yoki so‘zlar ketma-ketligi;
  
• 
  jadval tarkibi xususiyatlari.
  

Misol.
Quyidagi matn berilgan bo‘lsin:
KADRLAR TAYYoRLASh MILLIY DASTURI
Ushbu axborot ustun buyicha ketma-ket jadvalga kiritiladi:
k l a l i y t
a a y a l d u
d r yo sh l a r
r t r m i s i
Natijada, 4x7 o‘lchovli jadval tashkil qilinadi.
Endi shifrlangan matn qatorlar bo‘yicha aniklanadi, ya’ni o‘zimiz uchun 4 tadan belgilarni ajratib yozamiz.
KLAL IYTA AYAL DUDR YoShLA RRTR MISI
Bu yerda kalit sifatida jadval o‘lchovlari xizmat kiladi. Ushbu usulni murakkablashtirish maqsadida tayanch so‘zni kiritsa bo‘ladi. Yuqoridagi misol uchun quyidagi MAGISTR so‘zini olamiz va oldingi jadvalga joylashtiramiz:
m a g i s t r
4 1 2 3 6 7 5
k l a l i y t
a a y a l d u
d r yo sh l a r
r t r m i s i

Ikkinchi qatordagi raqamlar harflarning alifbo tarkibidan kelib chiqadi. Shu qatordagi raqamlar bo‘iicha ustunlarni tartiblaymiz: a g i m r s t 1 2 3 4 5 6 7 l a l k t i y a y a a u l d r yo sh d r l a t r m r i i s

Shifrlangan matn quyidagi ko‘rinishda bo‘ladi: LALK TIYA YAAU LDRYo ShDRL ATRM RIIS
Sehrli kvadrat deb, katakchalariga 1 dan boshlab sonlar yozilgan, undagi har bir ustun, satr va diagonal buyicha sonlar yigindisi bitta songa teng bo‘lgan kvadrat shaklidagi jadvalga aytiladi. Sehrli kvadratga sonlar tartibi bo‘yicha belgilar kiritiladi va bu belgilar satrlar buyicha o‘qilganda matn hosil bo‘ladi.
Misol.
4x4 o‘lchovli sehrli kvadratni olamiz, bu yerda son-larning 880 ta har xil kombinatsiyasi mavjud. Quyidagicha ish yuritamiz: 16 3 2 13 5 10 11 8 9 6 7 12 4 15 14 1
Boshlangich matn sifatida quyidagi matnni olamiz: DASTURLASh TILLARI va jadvalga joylashtiramiz: i s a l u t i a sh r l l t r a d
Shifrlangan matn jadval elementlarini satrlar bo‘yicha o‘qish natijasida tashkil topadi: ISAL UTIA ShRLL TRAD