Oqim shifrlariga umumiy nuqtai

Oqim shifrlariga umumiy nuqtai

Simmetrik kalit tizimlar ochiq kalit tizimlari bilan taqqoslaganda ancha tez ishlaydi va shuning uchun yuqori shifrlashni talab qiladigan dasturlar uchun afzalroqdir. So'nggi yuz yil davomida oqim shifrlari dastlabki oddiy dasturlardan to VLSI mikrosxemalari ichida bugungi kungacha murakkab tatbiq etilishigacha rivojlangan. Ushbu metamorfozada kriptologiya hamjamiyati rivojlanayotgan axborot texnologiyalari peyzajida oqim shifrlarining ishlash qobiliyatini shubha ostiga qo'ygan holda, ko'tarilish va pasayishlarga ega.

1.5.1 Vernam elektro-mexanik rotorlarga shifri

1917 yilda Gilbert Sandford Vernam qo'shimchali poly-alphabetic funktsiyadan foydalangan holda birinchi oqim shifrini yaratdi va ikki yil o'tgach muvaffaqiyatli patent oldi. Hozirgi kunda oqim shifrlari ushbu modelga asoslanadi va Vernam shifri deb ham nomlanadi. Agar ushbu modelda m1, m2, … xabar bitlari , k1, k2,. . . asosiy oqim bitlari, c1, c2,. . . shifrtekst bitlariga to’g’ri keladi, so'ngra odatdagi oqim shifri uchun shifrlash cr = mr _ kr, shifrlash esa mr = cr_kr kabi bajariladi. Har bir xabar uchun noyob mustaqil kalit oqimidan foydalanish Vernam shifrini bir martalik panelga o'zgartiradi.

Keyinchalik Vernam va Jozef Mauborgne, AQSh armiyasining signallari xodimi, xabarning belgilarini qog'oz lentasidagi kalit bilan birlashtirgan teleprinterni taklif qilishdi, shifr matnini yaratish uchun a-priori yaratdilar. Xuddi shu kalit bilan shifrlangan matnda shunga o'xshash kombinatsiya funktsiyasi xabarni keltiradi.

Ushbu mahsulotni bir martalik padni birinchi avtomatlashtirilgan amalga oshirish deb hisoblash mumkin. Qariyb o'ttiz yil o'tgach, Klod Shannon bir vaqtning o'zida prokladkalarning mukammal sir saqlanishini isbotladi , ya'ni shifrlangan matn oddiy matn haqida umuman ma'lumotga ega emas.

Ideal bir martalik prokladkalar cheksiz tasodifiy ketma-ketlikni talab qiladi. Barcha cheklangan davlat mashinalari faqat cheklangan tasodifiylikni keltirib chiqarishi sababli, bu uchun haqiqiy Tasodifiy sonlar generatori (TRNG) talab qilinadi. Kamchilik shundaki, qabul qilishning oxirida bir xil tasodifiy kalit oqimi talab qilinadi. Ushbu muammo kalit oqimidan faqat bir marta foydalanish mumkinligi bilan murakkablashadi. Dastlabki vaqtlarda ruchnoy vositalar yordamida bunga erishilgan edi, unda uzun tasodifiy ketma-ketlikdan iborat kod kitoblari kurer yordamida qo'lda tarqatildi. Ketma-ketlik uzunligi kutilgan trafik hajmiga asoslangan edi. Qo'lda ishlaydigan bunday tizimlar juda sekin edi va operatorlarning mahoratiga bog'liq edi.

Protsedurani avtomatlashtirishga urinishlar 1920-yillardan boshlab yarim asr davomida sahnada hukmronlik qiladigan elektro-mexanik qurilmalarga olib keldi. Ushbu mashinalarda klaviatura orqali kiritilishi kerak bo'lgan alifbolarga mos keladigan kalibrlangan pozitsiyalari bo'lgan ixtisoslashtirilgan rotorlar to'plami mavjud edi. 1.5. Oqim shifrlarini umumiy ko'rinishi boshqa rotorlarga mexanik ravishda bog'langan bo'lib, ular dizayni va kaliti asosida ishlarni almashtirishni amalga oshirdi. Ushbu mashinalar 2-jahon urushida Ittifoqdoshlar va Axis kuchlari uchun kriptografik operatsiyalar uchun asos bo'lib xizmat qilgan. O'sha davrdagi ba'zi mashhur mashinalarga Enigma, Lorenz SZ 40/42, Siemens va Halske T52 (Geheimfernschreiber) shu jumladan Germanlar va Xagelinning oilalari tomonidan ishlatiladigan C-36, C-52, CD-57 va amernikaliklarning M-209 mashinalari kiradi. 70-yillarga kelib, mikroprotsessorga asoslangan hisoblash qurilmalari kriptotahlilni amalga oshirish uchun etarli hisoblash quvvatini berdi. Mexanik harakat bilan cheklangan va shuning uchun mikroprosessorlardan foydalangan holda brute-force hujumlarini oldini olish uchun zarur bo'lgan murakkablikni o'z ichiga olgan rotorga asoslangan qurilmalar. Bu erda alternativa dizaynni mikroprotsessorlarga o'tkazish edi va shu tariqa raqamli kriptografiya paydo bo'ldi