Проектирование и разработка информационных систем

3.2.2 Общая часть реализации 
В ходе работы был реализованы муравьиный и генетический алгоритмы 
для криптоанализа алгоритмов шифрования DES и AES. 
Модульная диаграмма, диаграмма use-case приведены в приложении 
№1. Интерфейс описан в файлах *.h, реализация функций в файлах *.c
Программа состоит из 4 основных частей: 
1. алгоритмы шифрования /дешифрования; 
2. вспомогательная прослойка, позволяющая работать с выбранными 
алгоритмами шифрования единым образом – интерфейс ops; 
3. муравьиный алгоритм; 
4. генетический алгоритм;
В приложении 2 приведены детальные описания основных функций, 
переменных, структур, которые использованы при реализации системы. 
Так как интерфейсы des и aes отличаются, а работать с ними 
необходимо единообразно, то был реализован интерфейс, описанный в ops.h. 
(ops — original population seed). 
Реализованный интерфейс позволяет работать с оригинальным текстом, 
зашифрованным текстом и ключом шифрования. Для определения с каким 
типом данных будет происходить работа используется enum ops_data_type. 
В программе создана структура ops_data, описывающая операции с 
данными: выделение памяти, освобождение памяти, получение значения бит на 

---

53 
определенной позиции, установка значения бит, печать данных вызов функции 
шифрования. Данная структура содержит определенный набор параметров и 
функций, которые позволяют наиболее унифицировано обрабатывать данные.
В представленной работе исходные данные, а именно текст читается из 
исходного файла «input.txt», так же есть возможность использовать данные 
сформированные случайным образом в виде битовой строки исходного текста. 
Выбор данного подхода обусловлен тем, что в качестве фитнесс-функции 
используется достаточно простое сравнение битовых строк. Таким образом для 
проводимого исследования нет необходимости в осмысленном тексте, так как 
возможности использования фитнесс-функций, основанных на биграммах или 
триграммах, не будут использоваться.
Работа с тем или иным алгоритмом шифрования определяется 
вариантом, выбранным при запуске программы. 
Для исследования генетического алгоритма реализованы две функции 
необходимые для обеспечения работы алгоритма: 
1. функция порождения потомка 
2. функция мутации генов потомка 
Заголовочные файлы ops_aes.h и ops_des.h и соответствующие им *.с 
файлы содержат определение специфичных функций для AES и DES 
соответственно. 
В случае алгоритма AES предусмотрена возможность определять длину 
ключа, так как в алгоритме AES длина ключа может быть определена 128, 192, 
256 бит. В работе проводился анализ строк длиной 128 бит, что обусловлено 
техническими ресурсами. 
Инициализация ops_data для работы с алгоритмом DES. В данном 
случае длина ключа фиксирована — 56 бит. Но есть возможность изменить 
количество раундов шифрования. При тестировании данных использовалось 
число раундов 1, 2, 18.
В случае DES биты ключа идут не совсем подряд. Из каждого байта 
ключа используется только первых семь бит, таким образом, 56 битовый ключ 

---

54 
хранится в 64-битовой последовательности. Эта особенность учтена при 
реализации функций генерации текста, получения, установки бита, печати и 
копировании данных: allocate, random, get_bit, set_bit, print, copy.