Ma'ruza Kirish. Axborotlarni izlash va ajratib olish tushunchalari. Axborotlarni izlash va ajratish xaqida asosiy tushunchalar. Axborotlarni ajratish va izlashning nazariy mezonlari. Axborot izlash strategiyasini loyihalash bosqichlari

Ma`ruza 15. Ketma-ket klasterizatsiyaga asoslangan model, usul va algoritmlari. Klasterizatsiya tushunchasi. Axborotni izlashda klasterizatsiya usul va algoritmlari.
Reja: 1. Ketma-ket klasterizatsiyaga asoslangan model, usul va algoritmlar.
2. Klasterizatsiya tushunchasi.
Ketma-ket klasterizatsiyaga asoslangan model, usul va algoritmlar.
Ketma-ket klasterizatsiyaga asoslangan modelad malumotlar kodlanadi. Shifrlash - bu ma'lumotni ruxsatsiz shaxslardan yashirish uchun, shu bilan birga unga avtorizatsiya qilingan foydalanuvchilarga kirish huquqini taqdim etish uchun uni qayta o'zgartirish. Shifrlash, asosan, uzatilayotgan ma'lumotlarning maxfiyligini ta'minlash uchun xizmat qiladi. Har qanday shifrlash algoritmining muhim xususiyati bu algoritm uchun mumkin bo'lganlar to'plamidan ma'lum bir transformatsiyani tanlashni tasdiqlaydigan Kalitdir. Agar foydalanuvchilarda haqiqiy kalit bo'lsa, ular avtorizatsiya qilinadi. Barcha murakkablik va aslida shifrlashdan foydalanish vazifasi bu jarayonning aniq amalga oshirilishidir. Umuman olganda, shifrlash ikki qismdan iborat - shifrlash va dekodlash. Shifrlash yordamida axborot xavfsizligining uchta holati ta'minlanadi: Maxfiylik. Shifrlash ma'lumot uzatish yoki saqlash paytida ruxsatsiz foydalanuvchilardan ma'lumotlarni yashirish uchun ishlatiladi. Butunlilik. Shifrlash ma'lumot uzatish yoki saqlash paytida o'zgartirilishining oldini olish uchun ishlatiladi. Aniqlanish. Shifrlash ma'lumot manbaini autentifikatsiya qilish va ma'lumotni yuboruvchiga ularga yuborilganligini rad etishining oldini olish uchun ishlatiladi. Shifrlangan ma'lumotni o'qish uchun qabul qiluvchi tomonga kalit va dekolifator kerak (shifrlash algoritmini amalga oshiruvchi qurilma). Shifrlash g'oyasi shundan iboratki, buzg'unchi shifrlangan ma'lumotlarga to'sqinlik qiladigan va uning kalitiga ega bo'lmagan holda uzatilgan ma'lumotni o'qiy olmaydi va o'zgartira olmaydi. Bundan tashqari, zamonaviy kriptotizimlarda (ochiq kalit bilan) ma'lumotlarni shifrlash va shifrlash uchun turli xil kalitlardan foydalanish mumkin. Biroq, kriptovalyutaning rivojlanishi bilan, shaxsiy matnni kalitsiz hal qilish uchun texnikalar paydo bo'ldi. Ular uzatilgan ma'lumotlarning matematik tahliliga asoslangan. Shifrlash maqsadi - Shifrlash maxfiy ma'lumotlarni ishonchsiz manbalarda saqlash va uni ta'minlanmagan holda uzatish uchun ishlatiladi.
Bunday ma'lumot uzatish ikkita o'zaro teskari jarayondan iborat: ma'lumotlar aloqa liniyasi orqali yuborilishidan oldin yoki saqlanishdan oldin u shifrlangan. Dastlabki ma'lumotlarni shifrlangan ma'lumotlardan tiklash uchun unga shifrlash jarayoni qo'llaniladi. Maxfiy ma'lumotlarni shifrlash. Biroq, keyinchalik ular ma'lumotni ishonchsiz manbalarda saqlash maqsadida shifrlashni boshladilar. Axborotni saqlash uchun shifrlash hozirdan foydalanilmoqda, bu jismoniy himoyalangan saqlash zarurati oldini oladi. Shifr - bu ko'rsatilgan har bir o'zgarishlarni amalga oshiradigan algoritmlar juftligi. Ushbu algoritmlar kalit yordamida ma'lumotlarga qo'llaniladi. Shifrlash va dekodlash uchun kalitlar boshqacha bo'lishi mumkin yoki ular bir xil bo'lishi mumkin. Ikkinchisining maxfiyligi (shifrlash) dastlab ularni faqat ularni uzatish uchun ishlatilgan, ma'lumotlarni ruxsatsiz tanishish uchun foydalanib bo'lmaydigan holga keltiradi va birinchisining maxfiyligi (shifrlash) soxta ma'lumotlarni kiritishni imkonsiz qiladi. Birinchi shifrlash usullari bir xil tugmachalardan foydalangan, ammo 1976 yilda turli xil tugmachalar yordamida algoritmlar aniqlangan. Ushbu kalitlarni sir saqlash va ularni qabul qiluvchilar o'rtasida to'g'ri taqsimlash uzatilayotgan ma'lumotlarning maxfiyligini ta'minlash nuqtai nazaridan juda muhim vazifadir. Ushbu muammo kalitlarni boshqarish nazariyasida o'rganiladi (ba'zi manbalarda uni maxfiy almashish deb nomlanadi). Hozirda juda ko'p sonli shifrlash usullari mavjud. Ushbu usullar asosan ishlatiladigan kalitlarning tuzilishiga qarab nosimmetrik va assimetrik usullarga bo'linadi. Bundan tashqari, shifrlash usullari turli xil kriptografik kuchlarga ega bo'lishi va kirish ma'lumotlarini boshqacha boshqarishi, shifrlash va oqim shifrlarini blokirovka qilishi mumkin. Kriptografiya fani barcha bu usullar, ularni yaratish va tahlil qilish bilan shug'ullanadi. Shifrlash va shifrlash - Aytilganidek, shifrlash o'zaro qarama-qarshi jarayonlardan iborat: ikkalasini shifrlash, parolni hal qilish. Ushbu ikkala jarayon ham mavhum darajada ma'lum talablar qo'yilgan matematik funktsiyalar bilan ifodalanadi. Ushbu funktsiyalar qurilgan to'plam shaklida matematik jihatdan namoyish etilishi mumkin. Boshqacha qilib aytganda, ma'lumotlarni ifodalovchi ikkita to'plam bo'lsin - va; va shifrlash xaritasi tomonidan ishlatiladigan ma'lumotlarning har ikki funktsiyasi (shifrlash va dekodlash) har xil. Shifrlash funktsiyasi Shifrni ochish funktsiyasi: Ularning elementlari tegishli funktsiyalarning dalilidir. Bundan tashqari, ushbu funktsiyalarga kalit tushunchasi allaqachon kiritilgan. Ya'ni, shifrlash yoki shifrni ochish uchun zarur bo'lgan kalit funktsiyaning bir qismidir. U ishlatilgan tugmachalarning tuzilishidan qat'i nazar, shifrlash jarayonlarini mavhum tarzda ko'rib chiqishga imkon beradi. Garchi, umumiy holda, ushbu to'plamlarning har biri uchun to'plamlar ushbu funktsiyalar uchun dalillar ma'lumotlar va kirish kaliti. Agar xuddi shu kalit shifrlash va parolni echishda ishlatilsa, u holda bunday algoritm nosimmetrik deb ataladi. Agar shifrlash kalitidan shifrlash kalitini olish algoritmik jihatdan qiyin bo'lsa, u holda algoritm assimetrik, ya'ni ochiq kalit algoritmlariga aytiladi. Shifrlash maqsadlarida foydalanish uchun, birinchi navbatda, bu funktsiyalar o'zaro teskari bo'lishi kerak Kriptografik quvvatning shifrlash funktsiyasining muhim xususiyati nolga tushishi kerak bo'lgan oddiy matn va shifrlangan matn o'rtasidagi o'zaro ma'lumotni baholashdir. Shifrning kriptografik kuchi Kriptografik shifrning xususiyati - uning kriptografik kuchi. Bilvosita baholash - bu kriptovalyutaga qarshi turish, ya'ni shifrni ochish uchun shifrni o'rganishga qaratilgan tahlil. Turli algoritmlarning kripto qarshiligini o'rganish uchun shifrlarning turlari va ularning kalitlari, shuningdek ularning kuchliligini hisobga oladigan maxsus nazariya yaratildi. Ushbu nazariyaning asoschisi Klod Shennon. Shifrning kriptografik kuchi uning eng muhim xarakteristikasi bo'lib, bu algoritm shifrlash muammosini qanchalik muvaffaqiyatli hal qilganligini aks ettiradi. Bu holda barcha mumkin bo'lgan kalitlarni oddiy qidirish orqali har qanday shifrlash tizimi, mutlaqo kriptografik xavfsiz tizimlardan tashqari buzilishi mumkin. Shifr matnini ochishga yordam beradigan yagona kalit topilmaguncha, siz saralashingiz kerak bo'ladi. Ushbu bitta kalitni tanlash to'g'ri shifrlangan xabarni aniqlash qobiliyatiga asoslangan. Ko'pincha bu xususiyat kalitni tanlashda qoqinadigan to'siqdir, chunki uni qo'lda sanab o'tsak, kriptovalyutaning to'g'ri shifrlangan matnni osongina ajratib turishi mumkin, ammo qo'lda ro'yxatga olish juda sekin. Agar dastur iteratsiyani amalga oshirsa, u tezroq, lekin uni to'g'ri matnni tanlash qiyin. Mutlaqo kriptografik kuchli shifrni to'liq qidirish bilan yorilishning iloji yo'qligi, shuningdek, shifrlangan xabarda aniq shifrlangan xabarni tanlash zarurligiga asoslanadi. Barcha mumkin bo'lgan tugmachalarni bosib, ularni mutlaqo xavfsiz tizimga qo'llagan holda, kriptovalyutada shifrlanishi mumkin bo'lgan barcha mumkin bo'lgan xabarlarning ko'pi olinadi. mazmunli xabarlarni o'z ichiga oladi). Bundan tashqari, to'liq qidirish jarayoni ko'p vaqt talab etadi va ko'p mehnat talab qiladi. Shifrni echishning yana bir usuli ushlangan xabarlarga asoslanadi. Ushbu usul juda katta ahamiyatga ega, chunki xabarlarni ushlash, tajovuzkorda shafqatsizlik usuli bilan muammolarni hal qilish uchun etarlicha kuchli va qimmatbaho uskunalardan foydalanish imkoniyati bo'lgan maxsus uskunaga ega bo'lganda mumkin bo'ladi. Masalan, CRT monitorini olish uchun Eyck mikrosxemasini an'anaviy televizor antennasidan foydalanib olish mumkin. Bundan tashqari, bepul kriptogrammada mavjud bo'lgan tarmoq trafigini (sniffers) ushlab qolish uchun dasturlar mavjud. tahlil bo'yicha versiyalari. Berilgan xabarlarni tahlil qilishda shifrning kriptografik kuchi ushlangan xabardan dastlabki xabar haqida qo'shimcha ma'lumot olish imkoniyatidan baholanadi. Ushbu ma'lumotni olish qobiliyati shifr uchun juda muhim xususiyatdir, chunki bu ma'lumot xabarni shifrlaydi. Natijada, tajovuzkor shifrlarni mutlaqo kuchli va etarlicha kuchli bo'lganlarga ajratishi mumkin. Klod Shennon birinchi bo'lib Finit xabarlarini bunday usulda shifrlashga ruxsat berish uchun baholadi: Har qanday xabarni, ya'ni har qanday to'plamni yuborish imkoniyatini bering. Ushbu xabarlar ehtimolliklar bilan yuborilishi mumkin. Keyin tegishli ravishda o'lchang. Axborot entropiyasining qiymati xabarning noaniqligini keltirib chiqarishi mumkin: xabar yuborilsin, keyin uning shifrlangan matni Shifrlangan noaniqlik bilan qo'lga kiritilgandan so'ng, bu erda qabul qilingan shifrlangan xabar. Kerakli shartli entropiya quyidagi formula bilan berilgan: bu qiymat shartli bo'ladi va bu erda biz asl xabarni uning shifrlanishi natijasida mavjud bo'lgan ehtimollikni bildiramiz. Bu sizga shifrlash funktsiyasining (algoritm) o'ziga xos xususiyatini, tajovuzkor qo'lga olingan shifrlangan matndan chiqarib olishi mumkin bo'lgan asl matn to'g'risidagi ma'lumot miqdorini kiritishga imkon beradi. O'zaro ma'lumot deb nomlangan bu miqdor har doim salbiy emas. Algoritmning kriptografik kuchi. O'zaro ma'lumot, uning qiymati tegishli shifr tekstini olishning noaniqligini ko'rsatuvchi indikator ekanligini va agar shunday bo'lsa, ma'lum miqdordagi shifr tekstlari ushlanganda, dastlabki xabarning shifrini echish mumkinligini ko'rsatadi. Mutlaqo xavfsiz tizimlar Shannon tomonidan shifrni shifrlash kuchini baholash kriptografik kuchli shifrni shifrlash funktsiyasining asosiy talabini belgilaydi, bu xabarlarni ushlab turish paytida noaniqliklar (shartli va shartsiz) o'zaro tortib olingan ko'p sonli shifr tekstlariga teng bo'lishi kerak. Shunday qilib, buzg'unchi ushlangan shifrlangan matndan oddiy matn haqida foydali ma'lumotni hech bo'lmaganda chiqarib ololmaydi. Bunga ega bo'lgan shifr mutlaqo chidamli deb nomlanadi. Entrropiyalarning tengligini ta'minlash uchun Shannon ishlatilgan kalitlar va ularning tuzilishiga nisbatan mutlaqo xavfsiz shifrlash tizimlariga qo'yiladigan talablarni aniqladi.
Har bir xabar uchun kalit yaratiladi (har bir tugma bir marta ishlatiladi). Kalit statistik jihatdan ishonchli (ya'ni mumkin bo'lgan har bir belgining paydo bo'lishi ehtimoli teng, kalitlar ketma-ketligidagi belgilar mustaqil va tasodifiydir). Kalit uzunligi xabar uzunligiga teng yoki undan katta. Bunday tizimlarning mustahkamligi kriptovalyutaning imkoniyatlariga bog'liq emas. Shu bilan birga, mutlaqo xavfsiz kriptotizimlarni amaliy qo'llash bunday tizimlarning narxi va ularning qulayligi nuqtai nazaridan cheklangan.
Kamchiliklari:
1. Ideal maxfiy tizimlarda quyidagilar mavjud: Shifrlash tizimi ishlatilgan xabarlarni uzatish tilining tuzilishini juda chuqur bilgan holda yaratilishi kerak
2. Tabiiy tillarning murakkab tuzilishi juda murakkab va uzatilayotgan ma'lumotlarning ortiqcha bo'lishini bartaraf etish uchun juda murakkab qurilma talab qilinishi mumkin.
3. Agar uzatilayotgan xabarda xato yuzaga kelsa, unda ishlatilgan qurilmalar va algoritmlarning murakkabligi sababli ushbu xato kodlash va uzatish bosqichida kuchli o'sadi. Etarli darajada mustahkam tizimlar Ularning qo'llanilishining murakkabligi tufayli etarlicha mustahkam tizimlar deb ataladi.
Ushbu tizimlar entropiyaning tengligini ta'minlamaydi va natijada shifrlangan xabar bilan birgalikda har qanday joyda mutlaqo xavfsiz tizimlar to'g'risida ba'zi ma'lumotlarni uzatadi.Ularning kriptografik kuchi kriptovalyutaning imkoniyatlariga bog'liq. Oddiy matn. raqamli Yin so'zlarida, shifrlangan matn yorilib ketgan, kriptovalyutaning vaqt va ushlangan xabarlar soni kabi etarli resurslari mavjud. Hisoblash murakkabligining amaliy barqarorligi va faqat ma'lum bir vaqtning o'zida ikkita pozitsiyadan baholanadi .. Berilgan tizimni to'liq qidirishning hisoblash murakkabligi hozirgi vaqtda tizimning zaif tomonlari (zaifliklari) va ularning shu kabi tizimlari ma'lum bo'lib, hisoblashning murakkabligiga ta'siriga asoslangan.
Algoritmning yuqori darajadagi amaliy mustahkamligiga erishish uchun ikkita yondashuv mavjud:
1. Hujumchi tomonidan qo'llaniladigan usullarni o'rganing va ulardan foydalanilgan tizimni himoya qilishga harakat qiling.
2. Shifrni murakkabligi ma'lum muammoning murakkabligiga teng keladigan tarzda tuzing, bu ko'p hisoblash ishlarini talab qiladi. Shifrlash usullari Simmetrik shifrlash ham shifrlash, ham shifrlash uchun bir xil kalitdan foydalanadi.

Shifrlash usullari:

• Simmetrik shifrlash ham shifrlash, ham shifrlash uchun bir xil kalitdan foydalanadi.
• Asimmetrik shifrlash ikki xil kalitdan foydalanadi: biri shifrlash uchun (ommaviy deb ham ataladi) va ikkinchisi shifrlash uchun (maxfiy deb nomlanadi).

Ushbu usullar muayyan muammolarni hal qiladi va ikkala afzallik va kamchilikka ega. Qo'llaniladigan usulning o'ziga xos tanlovi ma'lumotlar shifrlangan maqsadlarga bog'liq.

5-rasm. Umumiy shifrlash sxemasi