Informaciyanı qorǵawda kriptografiyanıń ornı

simmetrik hám asimmetrik - ashıq giltli.
Simmetrik kriptotizimlerde shifrlaw ushın da hám deshifrlash ushın da bir hil giltdan paydalanıladı.
Ashıq giltli kriptotizimlerde eki giltdan paydalanıladı -- óz-ara matematikalıq baylanıslı bolǵan ashıq hám jabıq giltlerden. Bunda maǵlıwmatlar hámmege málim bolǵan maǵlıwmat jiberilip atırǵan shaxstıń ashıq gilti menen shifrlanadı hám tek maǵlıwmat jiberilip atırǵan shaxstıń ózinegine málim bolǵan jabıq gilt menen deshifrlanadi.
Giltlerdi bólistiriw hám basqarıw - kriptobardoshli giltlerdi islep shıǵıw (yamasa jaratıw), olardı qáwipsizlikli saqlaw, hám de giltlerdi paydalanıwshılar arasında qáwipsizliklengen halda bólistiriw processlerin óz ishine aladı. Elektron cifrlı qol - elektron tekstke qosımsha etiletuǵın kriptografik almastırıwdan ibarat bolıp, sol elektron tekst jiberilgen shaxsqa qabıl etilgen elektron teksttiń hám matinni cifrlı imzolovchining haqıyqıy yamasa naxaqiqiy ekenligin anıqlaw imkaniyatın beredi.
Bloklı shifrlaw algoritmları jaratılıw tiykarına kóre tómendegi túrlerge bólinedi:
- Ózgertiw-almastırıw tarmaqları (Substitution-permutation networks);
- Feystel tarmaǵına tiykarlanǵan (Feistel ciphers);
- Lai-Massey shifrları (Lai-Massey ciphers);
Bloklı shifrlaw algoritmları islew rejimleri. Simmetrik shifrlaw algoritmlarında qawipsizlik kóz qarasınan kriptografik sistemalardan málim izbe-izliklerge tıykarlanıp paydalınıw bar. Bul taypa daǵı algoritmlar bloklı shifrlaw algoritimlari modelleri esaplanadi.
Bul algoritmlarda ámelge asırıwshı vektor (initialization vector, Iv) den paydalanıladı. Ámelge asırıwshı vektor málim bıytlar izbe-izliginen ibarat bolıp, ashıq tekstke yamasa giltga málim algoritm boyınsha qosıladı. Bul shama giltdan ayrıqsha sanalib, ádetde zárúr sonda da sır saqlanmaydi.
Házirde tómendegi modeller keń qollanıladı :
- Electronic codebook (ECB);
- Cipher-block chaining (CBC);
- Propagating cipher-block chaining (PCBC);
- Cipher feedback (CFB);
- Output feedback (OFB);
- Counter (CTR). Electronic codebook (ECB).
Dáslepki ápiwayı modellerden biri bolıp, ashıq mant bloklarǵa bólinedi hám hár bir blok ústinde gilt menen ámeller atqarıladı (2.2, 2.3 -súwretler).

2.2-súwret ESB modulda shifrlaw


2.3-súwret ESB modulda deshifrlaw

Bul modeldiń tiykarǵı kemshiligi birdey ashıq tekst birdey shifr tekstke almasadı. Bulardan tısqarı bul model tekstti jasırıw sıyaqlı wazıypalardı atqarmaydı. Usılardı esapqa alǵan halda oǵada jasırın informaciyalar menen islewde bul modelden paydalanıw usınıs etilmeydi (2. 7 - súwret). Programmalıq tárepden ámelge asırıwda parallel esaplawlarǵa tiykarlanǵan halda shifrlawdı ámelge asırıw múmkinshiligi bar.

2.4-súwret. ECB rejiminiń ázziligi
Cipher-block chaining (CBC). Bul model 1976 jıl IBM tárepinen islep shıǵılǵan bolıp, daslep ashıq tekstke baslanǵısh vektor qosılıp, nátiyje gilt járdeminde shifrlanadı (2.5, 2.6 -su'wretler).

2.5-súwret. SVS modelde shifrlaw
Deshifrlashda shifrmatn gilt járdeminde deshifrlanib, baslanǵısh vektorǵa qosıladı hám nátiyjede ashıq tekst alınadı.

2.6 -súwret. SVS modelde deshifrlash
Bul rejimde shifrlawda birdey maǵlıwmat blokları hár túrlı shifrmatn bloklarına almastırıladı. Bul bolsa shifrmatnga qaray analiz qılıw usılın aldın alıwǵa járdem beredi (2. 10 - súwret). Kemshiligi bolsa sistemanı parallel tárzde amalgi asırıw múmkin emes, sebebi keyingi basqısh nátiyjesi aldınǵı basqısh nátiyjesine baylanıslı.

2.7 - súwret. SVS rejiminiń abzallıǵı

2.8-súwret. CTR modelde shifrlaw
Counter (CTR). OFB model sıyaqlı bul modelde de aǵımlı shifrlawda bloklı mifrlashni ámelge asırıw ushın ámelde paydalanıladı. Bul keyingi gilt izbe-izligi sanagich ma`nisin shifrlaw ámeli arqalı ámelge asıradı. Sanagich ma`nisi bolsa tákirarlanmaydigan algoritm tiykarında payda etinadi. Bul usıl ámelde keń paydalanılıp, kriptobardoshligi menen hám parallel esaplaw imkaniyatın beriwi menen belgilenedi (2.9, 2.10 súwretler)
.
2.9-súwret. CTR modelde deshifrlaw
Joqarıdaǵı súwretlerden kórinip turıptı, olda, birpara shifrlaw rejimlerinde de shifrlaw da deshifrash ámelleri birgelikte ámelge asırılsa geyde tek shifrlaw ámelinen paydalanıladı.
Simmetrik aǵımlı shifrlaw algoritmları. Aǵımlı shifrlawda bolsa shifrlaw birligi bir bıyt yamasa bir báyit boladı. Nátiyje ádetde odan aldın ótken shifr aǵımına baylanıslı boladı. Bunday shifrlaw sxeması maǵlıwmatlar aǵımın uzatıw sistemalarında qollanıladı, yaǵnıy bunda maǵlıwmattı uzatıw qálegen waqıtta baslanıwı hám tamamlanılıwı múmkin.

2.10-súwret Aǵımlı shifrlaw sisteması
ı

Gilt

Ashıq tekst

Gilttiń 2 lik kórinisi

Shifrmattıń 2 lik kórinisi

Maǵlıwmattıń 2 lik kórinisi

Eger shifrlaw procesi ashıq maǵlıwmattı ańlatiwshı elementar (mısalı : bıyt, yarım báyit, bes bıyt, báyit) belgilerdi shifrma'lumotni ańlatiwshı elementar belgilerge akslantirish tiykarında ámelge asırılsa, bunday shifrlaw algoritmı úzliksiz (aǵımlı ) shifrlaw sinfturkumiga kiredi. Bul taypa daǵı shifrlaw algoritmlarınıń ulıwma sxeması tómendegishe (2.10-súwret). 1 Aǵımlı shifrlaw algoritmları aldın kópshilikke arnalǵan sanalgan hám kishi múmkinshilikke iye apparatlarda tán bolǵan. Aǵımlı shifrlaw algoritmları maǵlıwmat uzınlıǵına teń bolǵan gilt izbe-izliginen paydalanǵanligi sebepli hám házirde kompyuter texnikası múmkinshiligin artpaqtası nátiyjesinde aǵımlı shifrlaw algoritmları ornın bloklı shifrlaw algoritmları iyelep atır. Aǵımlı shifrlaw algoritmlarına mobil baylanıs quralları baylanıs standartı GSM (Global System for Mobile Communications) protokolında paydalanılǵan A5 qózǵaw registorlariga tiykarlanǵan aǵımlı shifrlaw algoritmı, sımsız baylanıs qurallarılarında ámeldegi WEP protokolında paydalanılǵan RC4 aǵımlı shifrlaw algoritmların mısal qılıp alıwımız múmkin.
Assimetrik shifrlaw algoritmları
Asimmetrik shifrlaw sistemalarında eki gilt isletiledi. Informaciya ashıq gilt járdeminde shifrlansa, jasırın gilt járdeminde rasshifrovka etiledi. Asimmetrik shifrlaw sistemaların ashıq giltli shifrlaw sistemalar dep xam júritiledi. Ashıq giltli sistemaların qóllaw tiykarında qaytarılmas yamasa bir tárepli funktsiyalardan paydalanıw jatadı. Bunday funktsiyalar tómendegi ayrıqshalıqlarǵa iye. Ekenin aytıw kerek x málim bolsa y=f (x) funktsiyanı anıqlaw ańsat. Biraq onıń málim ma`nisi boyınsha x ni anıqlaw ámeliy jixatdan múmkin emes. Kriptografiyada jasırın dep atalıwshı jolǵa iye bolǵan bir tárepli funktsiyalar isletiledi. z parametrli bunday funktsiyalar tómendegi ayrıqshalıqlarǵa iye. Málim z ushın Ez hám Dz algoritmların anıqlaw múmkin. Ez algoritmı járdeminde anıqlıq tarawindegi barlıq x ushın fZ (x) funktsiyanı ańsatǵana alıw múmkin. Tap nátiyjede Dz algoritmı járdeminde kerek bahalar tarawindegi barlıq y ushın teris funktsiya x=f -1 (y) da ańsatǵana anıqlanadı. Áyne waqıtta kerek bahalar tarawindegi barlıq z hám derlik barlıq, y ushın xatto Ez málim bolǵanında xam f -1 (y) ni esaplawlar járdeminde tawıp bolmaydı. Ashıq gilt retinde y isletilse, jasırın gilt retinde x isletiledi. Ashıq giltni isletip shifrlaw ámelge asırılǵanda óz-ara baylanısda bolǵan sub'ektler ortasında jasırın giltni almaslaw zárúriyatı joǵaladı. Bul bolsa óz gezeginde uzatılıwshı informaciyanıń kriptoximoyasini ápiwayılastıradı.
Asimmetrik kriptotizimlerde informaciyanı shifrlawda hám deshifrlashda túrli giltlerden paydalanıladı :- ashıq gilt K informaciyanı shifrlawda isletiledi, jasırın gilt k den xisoblab shiǵarıladı ; - jasırın gilt k, onıń jupi bolǵan ashıq gilt járdeminde shifrlanǵan informaciyanı rasshifrovka qılıwda isletiledi. Jasırın hám ashıq giltler jup-jup generatsiyalanadi. Jasırın gilt iyesinde qalıwı jáne onı ruxsatsız paydalanıwdan isenimli qorǵaw zárúr (simmetrik algoritm daǵı shifrlaw giltiga uqsap ). Ashıq giltning nusqaları jasırın gilt iyesi informaciya almasinadigan kriptografik tarmaq abonentleriniń xar birinde bolıwı shárt. Asimmetrik shifrlawdıń ulıwmalastırılǵan sxeması 2.11-suwretde keltirilgen.

2.14-súwret. Asimmetrik shifrlawdıń ulıwmalastırılǵan sxeması

Qabıl qılıwshınıń ashıq gilti Kv

ı

Xabar M

Qabıl qılıwshınıń jasırın gilti

ı

Deshifrlaw Dv

Qabıl qılıwshi B

Qáwipsiz emes kanal

Shifrlawshi C Ev

Kv

Shifrlaw Ev

Xabar M

Jiberiwshi A

Asimmetrik kriptotizimde shifrlanǵan informaciyanı uzatıw tómendegishe ámelge asıriladı :
1. Tayarlıq basqıshı :
- abonent V jup giltni generatsiyalaydi: jasırın gilt kV hám ashıq gilt KV;
- ashıq gilt KV abonent A ga hám qalǵan abonentlerge jónetiledi.
- A hám V abonentler ortasında informaciya almaslaw :
- abonent A abonent B dıń ashıq gilti KV járdeminde informaciyanı shifrlaydı hám shifrmatnni abonent B ga jiberedi;
- abonent V óziniń jasırın gilti kB járdeminde informaciyanı deshifrlaydi. Xesh kim (sonday-aq abonent A xam) bul informaciyanı deshifrlay almaydı, sebebi abonent B dıń jasırın gilti ol jaǵdayda joq. Asimmetrik kriptotizimde informaciyanı qorǵaw informaciya qabıl etiwshi gilti kB dıń jasırınlıǵına tiykarlanǵan. Asimmetrik kriptotizimlerdiń tiykarǵı qásiyetleri tómendegiler:
1. Ashıq giltni hám shifr tekstti ximoyalangan kanal arqalı jıberiw múmkin, yaǵnıy niyeti buzıq adamǵa olar málim bolıwı múmkin.
2. Shifrlaw E→:M S hám rasshifrovka qılıw DB: S → M algoritmlerı ashıq. Ámelde asimmetrik shifrlaw algoritmlarınıń jaratıw ushın bir tárepleme funktsiyalardan (máselelerden) paydalanıw usınıs etiledi.
Házirde ashıq giltli sistemalardı jaratıw ushın tómendegi máselelerler keń paydalanıladı :
- úlken sannı eki túpkilikli ko'paytuvchi formasında ańlatıw ;
- diskret logarifmlew mashqalası ;
- elliptik iymek sızıqlarǵa tiykarlanǵan. Ashıq giltli kriptotizimlerdi bir tárepli funktsiyalar kórinisi boyınsha parıqlaw múmkin. Bulardıń ishinde RSA, El-Gamal hám Mak-Elis sistemaların ayrıqsha tilge alıw orınlı.
Házirde eń nátiyjeli hám keń tarqalǵan ashıq giltli shifrlaw algoritmı retinde RSA algoritmın kórsetiw múmkin. RSA atı algoritmdı jaratıwshıları famılıyalarınıń birinshi xarfidan alınǵan (Rivest, Shamir hám Adleman).
RSA shifrlaw algoritmı assimetrik shifrlaw algoritmları ishinde jaratılǵan dáslepki algoritmlardan biri sanalib, úlken sannı eki túpkilikli san ko'paytuvchisi formasında jayıw mashqalasına tiykarlanǵan. Házirgi kúnde de bul algoritmnan ámelde keminde 1024-bıyt giltdan paydalanıw usınıs etiledi.
El-Gamal sisteması chekli maydanlarda diskret logarifmlerdiń esaplanıw quramalılıǵına tiykarlanǵan. RSA hám El'-Gamal sistemalarınıń tiykarǵı kemshiligi retinde modul' arifmetikasidagi quramalı ámellerdiń atqarılıwı zárúriyatın kórsetiw múmkin. Bul óz gezeginde aytarlicha esaplaw resurslarini talap etedi.