Ақпараттық қауіпсіздік негіздері
Күрделі ауыстыру шифрлары
жүктеу/скачать 258.19 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Алмастыру шифры /
| Күрделі ауыстыру шифрлары
Күрделі ауыстыру шифрларын қолдануда ашық мәтіннің символдары тек жол бойынша ғана емес, баған бойымен де ауыстырылады. Оны жоғарыда көрсетілген таблицаның (4 сурет) көмегімен жасау қолайлы. Таблицаға ашық алғашқы мәтінді жазамыз, және түрлі вариаттермен орындауға болады. Қазіргі жағдайда мәлімдемені солдан оңға қарй жазамыз. Таблицаның екі жағына кілтті сөзді және оның сандық эквивалентін жазамыз, соған сәйкес бағандардың орын тәртібін сандардың өсу реті бойынша ауыстырамыз. Осыдан соң, осы заң бойынша таблицадағы жолдарды ауыстырамыз. Шифрленген мәлімдеме таблицадағы мәтінді жол бойымен есептегенде шығады. Алынған шифромәтін мағынасынан айырылады. Екі рет ауыстыру варианттары көп және қолданылатын шифровалды таблицаның размеріне байланысты. (5 сурет). Бірақ үлкен размерлі таблицаны пайдалану да осы шифрді жеткілікті мөлшерде криптотұрақты жасай алмайды.
Шифрленген мәтін ТЗРАВ АЕЗПА СААЮС СТЪСН ОИЕСТ ТСОИЯ
5 сурет. Таблица пайдаланылған күрделі ауыстыру шифры Тағы бір әдісте арнайы торлар /решетки/, трафареттер немесе палеталар /палеток/ қолданылып шифрленеді. Бұл әдіс шифрлеу үшін квадратты таблицаларды қолдануға арналған, олардың төрттен бір ұяшықтары /квадратиктері/кесілген және төрт айналымнан соң /после 4 поворотов/ түгел квадратты жабатындай етіп кесілген. Квадратты /ұяшықты сағат тілінің айналуы бойымен жіне сағат тіліне қарсы да айналдыруға болады. Трафаретті таза қағазға саламыз да, сызып шығамыз және кесілген квадратиктерге /ұяшықтарға/ алғашқы мәтініміздің әріптерін жазамыз. Алғашқы төрт әріпті жазған соң трафаретті сағат тіліні сәйкес 900 айналдырамыз /поворачиваем/ (ыңғайлы болу үшін трафаретте кілт-метка /ключ-метка/ бар). Тағы да 4 әріпті жазамыз да трафаретті айналдырамыз, және шифрленетін мәтініміз біткенше осылай орындалады. Трафаретті кез келген әріптермен толтыруымызға болады. Трафаретті алып тастаймыз және таблицаның мәтінің жолмен /построчно/ жазамыз, нәтижесінде қажетті шифромәтін аламыз. Алмастыру шифры /шифры замены (подстановки) / Алмастыру шифры ашық мәтіннің белгілерін басқа белгілермен немесе символдармен белгілі бір ережеге /кілтке/ сай алмастыру арқылы алынады. Осындай шифрлардың біреуімен көпшілігіміз бала кезден таныспыз. Мысалы, А. Конан-Дойлдың «Билеп тұрған адамдар» атты әңгімесінде мәтінді қалай шифрлеу және шифрды алмастыру арқылы қалай оқуға /расшифровывать/ болатындығы жазылған. Бұл шифрда алфавиттің әр әріпіне билеп тұрған адамның бейнесі сәйкес келеді. Осы шифрды пайдаланып, ашақ мәтінді шифрлеуге болады. Бұл шифрдың криптотұрақтылығы төмен, оны ешбір есептеу техникасын қолданбай-ақ оқуға болады. Қазіргі заманғы шифрлерді іс жүзінде оқу мүмкін емес. Аламастыру негізінде құрылатын шифрлеу шифроалфавит приципін –эквиваленттер тізімін /перечня эквивалентов/ қолданады. Егер шифрлеу үшін бір шифроалфавит қолданылса, шифр біралфавитті (моноалфавитті) деп аталады. Екі немесе одан да көп алфавит қолданылса, шифр көпалфавитті (полиалфавиті) деп аталады. Есептеу техникасын қолданып шифрлеудің жылдамдығын арттыру үшін мәтіндік ақпаратты санмен көрсету қолайлы, мәтіннің символдары бірнеше цифрлы эквиваленттермен алмастырылады немесе екі еселенген кодпен беріледі. Бұл жағдайда, шифрлеу кезінде, шифрленетін мәтіннің символдары кейбір арнайы тәртіппен (кілтпен), осы тәртіп гамма деп аталады. Алғашқы мәтінге кілтті, яғни гамманы салу екі түрлі тәсілмен орындалады. Бірінші тәсілде алғашқы мәтіннің символдары сандық эквиваленттермен алмастырылады (мысалы, А-32, Б-27, В-22 және т.б), модуль К бойынша жиналады, К – алфавиттегі символдар саны, кілтімен (гаммасымен). Екінші тәсілде алғашқы ашық мәтіннің символдары мен кілті (гаммасы) екі еселенген код түрінде көрсетіледі, артынан бір- бірімен 2 модуль бойынша жиналады. Бұл 6 суретте көрсетілген. Мысалға, «КРОНА» деген сөзді шифрлеу қажет, оның әрбір әрібінің екі еселенген код түрінде эквиваленті бар. Мысалы, 1001 деген кілтті (гамманы) қолданып, әріптердің екі еселенген кодтарымен 2 модуль бойынша оны қосамыз. /используя ключ, например, 1001, произведем его сложение по модулю 2 с двоичными кодами букв/. Нәтижесінде тек 0 мен 1 сандарынан тұратын тізбек алынады. Алғашқы мәтінді қалпына келтіру үшін кілттің 2 модулі және алынған шифр тізбегі бойынша кері есептейміз. 2 модуль бойынша қосып есептеудің орнына басқа да логикалық операцияларды қолдануға болады, мысалы, логикалық эквиваленттік ережесі бойынша. Бұл тәсіл бойынша шифрлеу көпалфавитті алмастыру әдісіне ұқсас, егер кілттің ұзындығы шифрленетін мәтіннің ұзындығынан артып кеткен жағдайда. Біралфавитті шифрлар Біралфавитті шифрдың мысалы ретінде Цезарь шифрын алуға болады, ашық мәтіннің әріптері латин алфавитіндегі төртінші әріппен алмастырылып отырған. Мұндай шифрды ашып оқу үшін көптеген кілттерді қолданады, ол үшін әріптерді мағынасы анықталған мәтін алғанша алмастырып отырады. Қарапайым моноалфавитті алмастыруда мәтіндегі А алфавитіне жататын әрбір m1 белгісі В шифромәтінге алфавитіне кіретін hi белгісімен алмастырылады. А мне В алфавит белгілерінің арасындағы ұқсастықтар кодталған таблица немесе теңдік /выражение/ арқылы беріледі. Мысалы, «Цезарь шифрын» қолданғанда А мен В алфавиті арасындағы байланысты келесі теңдікпен көрсетеді F(h1)=(F (m1)+h)mod K, мұнда К- алфавиттегі белгілер саны, һ- жылжытудың тұрақты дәрежесі. Осы қаралып отырған жағдайда алфавиттегі біркелкі символдардан тұратын әр белгіге оған сәйкес сан қойылады. Шифромәтінге көшу тұрақты һ санын қосу арқылы орындалады. Берілген тәсілмен шифрлеу алфавитті бекітілген һ позиция санына жылжытқанға тең.. Егер жылжыту һ=1 болса, мысалы орыс алфавиті үшін А әріпі Б әріпіне ауыстырылады, Б әрпі В әрпіне, Я әрпі А әрпіне және осылай кете береді (7 сурет). Мысал ретінде жоғарыда көрсетілген ақпараттық мәліметті шифрлейміз. ЗАСЕДАНИЕ СОСТОИТСЯ ЗАВТРА ЮСТАС Шифрлеген соң жаңа мәлімет аламыз, ол келесі түрде жазылады : ИБТЁЕБОЙЁ ТПТУПЙУТА ИБГУСБ ЯТУБТ Мұндай шифрды сенімділігін арттыру үшін аралас алфавитті қолдануға болады (7 суретті қара). Аралас алфавитті қолданған соң мәлімет келесі түрге енеді: ШЙПНЕЙПЗН ПЛПАЛЗАПЁ ШЙУАРЙ ЮПАЙП 7 сурет . бір алфавитті шифр мысалы Дегенмен, әріптерді алмастырып қою мүмкіндігі алфавитте 33-ке тең болғанымен, моно алфавитті алмастыру шифрлары жоғары тұрақты емес және есептеу техникасы көмегімен жылдам ашылып оқылады. Көп алфавитті шифрлар Көп алфавитті алмастыру шифрларында шифрлеу үшін бірнеше араласқан алфавиттер қолданылады, шифрленетін мәліметтің әріптерін ауыстыру кезінде кезекпен қолданылады. Көп алфавитті шифрлерге Вижинер шифры, «Энигма» шифры, Джефферсон цилиндрі және тағы басқалар жатады. Вижинер шифрын қолдану, мысалы, келесідей. Көптеген , мысалыорыс алфавитінің 33 әріпі (циклдік жылжытулар) берілген алфавиттегі әріптерді бірінен соң бірін жылжыту арқылы құралады, жоғарыда көрсетілген Цезарь шифрына ұқсас. Бір таблицада жинақталған барлық алфавиттердің жиынтығы таблица Вижинер деп аталатын шифровалды таблица құрайды. Шифрлеу кезінде мұнда да кодталған сөз болады, оның әріптері ашық мәтіндегі сәйкес әріпті ауыстыруда қолданылатын нақты таңдалған алфавитті анықтайды. Шифрлеу процесі бұл жағдайда ашық мәтіндегі бір-біріне сәйкес әріптердің номерлерінің қосындысы және 33 модуль бойынша кілттелген сөз ретінде жазылуы мүмкін. Шифрлеу мен шифрды ашып оқу процесін жеңілдету үшін арнайы шифрлеу линейкасы қолданылады, ол қозғалмалы және қозғалмайтын бөліктерден тұрады. Шифрлеу кезінде кілттелген сөздің әріпі, мысалы, біріншісі – К, қозғалмалы бөлігін жылжыту арқылы линейканың жылжымайтын бөлігіндегі А әріпіне қарсы қойылады. Бұл жағдайда оған сәйкес ашық мәтіннің линейкнаның қозғалмайтын бөлігінде шифромәтіннің сәйкес әріптері орналасады. Вижинер шифрының криптотұрақтылығын арттыруға ауыспалы кілт қолдануға болады, ол үшін мәліметті жіберуші мен оны алушыға алдын ала белгілі бір мәтін қолданылады. Құрамды шифрлар. Тәжірибие жүзінде шифрлеудің криптотұрақтылығын арттыру үшін әдетте шифрлеудің екі жалпы принциптері қолданылады:шашыраты және араластыру. Шашырату принципіне ашық мәтіннің бір символының шифромәтіннің бірнеше кейде көптеген символдарына әсер етуін тарату жатады, ол ашық мәтіннің статистикалық қасиеттерін жасыруға мүмкіндік береді. Кілттегі бір символдың шифрограммадағы көп символдарға әсер ету принципі кілтті бөліктерге бөліп алып, ашып оқуды болдырмайды.. Құрамды шифрды қолдану шашыратып және араластырып шифрлеуде кең пайдаланылады. Бұл шифр негізіне қарапайым ауыстыру шифрлары мен алмастыру шифрларын бірге қолдану алынған, олардың әрқайсысы қосалқы шашырату мен араластыруға өз үлестерін қосады.. Блокты шифрлеуде кең қолдануына қарамастан оның келесі кемшіліктері бар: Широмәтіндегі бір қате шамамен ашық мәтіннің жартысын бұзады Ашық мәтіннің екі бірдей блоктарынан бірдей шифрленген мәтін алынады Бұл кемшіліктерді болдырмау үшін желілі шифрлар бар. жүктеу/скачать 258.19 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||