Очиқ кодли операцион тизимларда шифрлаш ва архивлашни ташкил этиш

UZLUKSIZ SHIFRLASH ALGORITMLARI TASNIFI VA YARATILISH ASOSLARI


Obidova D.F. (TerDU, magistr)

Ma’lumki, ma’lumotlarni shifrlash algoritmlarini turli mezonlar (masalan – ma’lumotlarni akslantirish usuliga yoki maxfiy kalitdan foydalanish usuliga ko‘ra) bo‘yicha turlicha tasniflash (klassifikatsiyalash) mumkin. Quyidagi 1-rasmda ma’lumotlarni simmetrik shifrlash algoritmlarining amaliyotda keng qo‘llaniluvchi umumiy klassifikatsiyasi tasvirlangan.

Bugungi kunda keng qo‘llaniluvchi uzluksiz shifrlar gammalashga asoslangan shifrlash algoritmlari bo‘lib, ochiq matnning ketma-ket keluvchi har bir p_i – qismini (fiksirlangan uzunlikdagi) generatordan chiqqan mos k_i – gamma kalitga XOR (modul 2) amali bilan qo‘shish orqali c_i – shifrmatnga aylantiradi:
c_i = p_i k_i
Qabul qiluvchi tomon olingan shifrmatnni aynan ushbu generator yordamida faqat axborot almashinuvchi abonentlargagina ma’lum bo‘lgan mos gammaga qayta XOR akslantirishi bilan qo‘shish natijasida ochiq matnni keltirib chiqaradi:
c_i  k_i = p_i  k_i  k_i = p_i

1-rasm. Simmetrik shifrlash algoritmlarining klassifikatsiyasi
Shu sababli, uzluksiz shifrlarga asoslangan algoritmlarning kriptografik bardoshliligi – asosan shifrda qo‘llanilgan generatorning bardoshliligi bilan aniqlanadi. Generatorning bardoshliligi tushunchasi esa, hosil qilingan ketma-ketlikning takrorlanmas davri, tasodifiylik darajalari hamda ular orqali mahfiy kalit qiymatlarini aniqlash murakkabliklari bilan baholanadi.
Generator funksiyalari o‘zining dastlabki qiymati ustida ma’lum bir akslantirishlarni bajarish orqali kalitlar ketma-ketligini ishlab chiqishga xizmat qiladi. Generator funksiyalarining quyidagi turlari mavjud:

• 
  kombinatsion generatorlar;
  
• 
  filtrlovchi generatorlar;
  
• 
  vaqt nazorati generatorlarida.
  

Uzluksiz shifrlarni blokli shifrlarga nisbatan solishtirganda standart ishlab chiqish modeli mavjud emas, bu esa kriptograflarni bir qancha uzluksiz shifr modellarini ishlab chiqishga undaydi. Shuningdek, amalda foydalanish (tadbiq etish) maqsadlariga ko‘ra, uzluksiz shifrlar bir qancha toifalarga ham bo‘linib, har bir toifa maxsus hossalarga ega bo‘lgan uzluksiz shifrlarni o‘z ichiga oladi. Mazkur toifalarni quyidagicha 3 ta asosiy yo‘nalishlari mavjud:

• 
  Apparat (Hardware) uzluksiz shifrlar;
  
• 
  Dasturiy (Sofrware) uzluksiz shifrlar;
  
• 
  Aralash (Gibrid) uzluksiz shifrlar.
  

Hardware asosidagi uzluksiz shifrlar klassifikatsiyasi o‘z ichiga FSSR/NLFR ga, vaqt nazoratiga va LFSR ga asoslangan uzluksiz shifrlarni oladi. Hardware uzluksiz shifrlarni qo‘llash bir qancha kriptografik dasturlarni himoyalashda muhim rol o‘ynaydi. Hardware asosida yaratilgan usluksiz algortimlarga misol sifatida DECIM v2, Edon-80, F-FCSR-H v2, Grain v1, MICKEY v2, MOUSTIQUE, POMARANCH v3, Tvirium kabi algoritmlarni keltirish mumkin.
Software asosidagi uzluksiz shifrlar o‘z ichiga T-funksiyaga, blokli shifrga, S-blokga hamda oddiy mantiqiy va arifmetik amallarni oladi. Ushbu shifrlar hardware asosidagi uzluksiz shifrlardan bitlar manipulyatsiyasiga (almashtirish, o‘rniga qo‘yish) asoslangan bir qancha uzluksiz shifrlar ko‘rinishi, mantiqiy va boshqa ko‘rinishlar bilan farqlanadi. Software asosida yaratilgan usluksiz algortimlarga misol sifatida CryptMT v3, DRAGON, HC-128, LEX v2, NLS v2, Rabbit, Salsa20, SOSEMANUK kabi algoritmlarni keltirish mumkin.
Gibrid asosidagi uzluksiz shifrlar esa, o‘zining tuzulishiga ko‘ra hardware va sofrware kombinatsiyasiga bog‘liq uzluksiz shifrlardan tashkil topadi. Mazkur toifadagi ko‘plab uzluksiz shifrlar LFSR larga asoslangan.
Uzluksiz shifrlash algoritmlari tahlili shuni ko‘rsatadiki, mazkur yunalishda sinxron yoki o‘z-o‘zidan sinxronlanuvchi (asinxron) kriptobardoshli uzluksiz shifrlash algoritmlarini yaratishning yagona usuli mavjud emas. Ko‘plab original fikr va yo‘nalishlar ishlab chiqilgan bo‘lishiga qaramasdan ularning bir-biri bilan umumiyligi yo’q.
Sinxron uzluksiz shifrlar tizimlari kanalda uzatilayotgan shifrmatnning alohida qismlarini olib qolish yoki qo‘shimcha ma’lumot qo‘shish imkonini bermaydi. Agar shunday bo‘lsa, qabul qiluvchi tomon xatoni darhol aniqlashi mumkin. Bu shifrlarning kamchiligi shundan iboratki, o‘rtada turgan kriptotahlilchi o‘ziga kerakli bo‘lgan ma’lumot oqimning qaysi qismida joylashganligini bilsa, faqat shu qismini o‘zgartirib ochiq matnning mazmunini o‘zgartirishga erishishi mumkin. Kriptotahlilchi tomonidan kiritilgan bunday o‘zgartirish qabul qiluvchi tomonidan aniqlanmasdan qoladi.
O‘z-o‘zidan sinxronlashuvchi (asinxron) uzluksiz shifrlar tizimlarida qo‘llanilayotgan generatorning ichki holati qabul qilinayotgan shifrmatnga bog‘liq bo‘ladi. Agar shifrmatnning bir biti xato qabul qilingan bo‘lsa, shu qabul qilingan bitdan keyingi shifrmatn noto‘g‘ri rasshifrovka qilinadi.