6 Simmetrik va assimetrik shifrlashlar

1.3 Simmetrik va assimetrik shifrlashlar.

Kriptografik tizim, yo qisqacha, kriptotizim shifrlash ham shifrni ochish algoritmlari, bu algoritmlarda ishlatiladigan kalitlar, shu kalitlarni boshqaruv tizimi hamda shifrlanadigan va shifrlangan matnlarning o‘zaro bog‘langan majmuasidir.
Kriptotizimdan foydalanishda matn egasi shifrlash algoritmi va shifrlash kaliti vositasida avvalo dastlabki matnni shifrlangan matnga o‘giradi. Matn egasi uni o‘zi foydalanishi uchun shifrlagan bo‘lsa (bunda kalitlarni boshqaruv tizimiga hojat ham bo‘lmaydi ) saqlab qo‘yadi va kerakli vaqtda shifrlangan matnni ochadi. Ochilgan matn asli (dastlabki matn)ga aynan bo‘lsa saqlab qo‘yilgan axborotning butunligiga ishonch hosil bo‘ladi. Aks holda axborot butunligi buzilgan bo‘lib chiqadi. Agar shifrlangan matn undan qonuniy foydalanuvchiga(oluvchiga) mo‘ljallangan bo‘lsa u tegishli manzilga jo‘natiladi. So‘ngra shifrlangan matn oluvchi tomonidan unga avvaldan ma’lum bo‘lgan shifr ochish kaliti va algoritmi vositasida dastlabki matnga aylantiriladi.
Bunda kalitni qanday hosil qilish, aloqa qatnashchilariga bu kalitni maxfiyligi saqlangan holda yetkazish, va umuman, ishtirokchilar orasida kalit uzatilgunga qadar xavfsiz aloqa kanalini hosil qilish asosiy muammo bo‘lib turadi. Bunda yana boshqa bir muammo – autentifikatsiya muammosi ham ko‘ndalang bo‘ladi. Chunki: Dastlabki matn (xabar) shifrlash kalitiga ega bo‘lgan kimsa tomonidan shifrlanadi. Bu kimsa kalitning haqiqiy egasi bo‘lishi ham, begona (mabodo kriptotizimning siri ochilgan bo‘lsa) bo‘lishi ham mumkin. Aloqa ishtirokchilari shifrlash kalitini olishganda u chindan ham shu kalitni yaratishga vakolatli kimsa tomonidan yo tajovuzkor tomonidan yuborilgan bo‘lishi ham mumkin.Bu muammolarni turli kriptotizimlar turlicha hal qilib beradi. Kriptotizimda axborotni shifrlash va uning shifrini ochishda ishlatiladigan kalitlarning bir-biriga munosabatiga ko‘ra ular bir kalitli va ikki kalitli tizimlarga farqlanadilar. Odatda barcha kriptotizimlarda shifrlash algoritmi shifr ochish algoritmi bilan aynan yo biroz farqli bo‘ladi.
Kriptotizimning ta’bir joiz bo‘lsa "qulfning" bardoshliligi algoritm ma’lum bo‘lgan holda faqat kalitning himoya xossalariga, asosan kalit axborot miqdori(bitlar soni)ning kattaligiga bog‘liq deb qabul qilingan. SHifrlash kaliti shifr ochish kaliti bilan aynan yo ulardan biri asosida ikkinchisi oson topilishi mumkin bo‘lgan kriptotizimlar simmetrik(sinonimlari: maxfiy kalitli, bir kalitli) kriptotizim deb ataladi.
Bunday kriptotizimda kalit aloqaning ikkala tomoni uchun bir xil maxfiy va ikkovlaridan boshqa hech kimga oshkor bo‘lmasligi shart. Bunday tizimning xavfsizligi asosan yagona maxfiy kalitning himoya xossalariga bog‘liq. Simmetrik kriptotizimlar uzoq o‘tmishga ega bo‘lsa-da, ular asosida olingan algoritmlar kompyuterlardagi axborotlarni himoyalash zarurati tufayli ba’zi davlatlarda standart maqomiga ko‘tarildilar.
Masalan, AQSHda ma’lumotlarni shifrlash standarti sifatida 56 bitli kalit bilan ishlaydigan DES(Data Encryption Standart) algoritmi 1977 yilda qabul qilingan. Rossiya(sobiq SSSR)da unga o‘xshash standart (GOST 28147-89) sifatida 128 bitli kalit bilan ishlaydigan algoritm 1989 yilda tasdiqlangan. Bular dastlabki axborotni 64 bitli bloklarga bo‘lib alohida yoki bir-biriga bog‘liq holda shifrlashga asoslanganlar.
Algoritmlarning matematikaviy asosida axborot bitlarini aralashtirish, o‘rniga qo‘yish, o‘rin almashtirish va modul bo‘yicha qo‘shish amallari yotadi. Unda kirish va chiqishdagi matnlarning axborot miqdorlari deyarli bir xil bo‘ladi.
Simmetrik kriptotizimni ishlashini bu kungi davrimizning Kumush va Otabeklari orasida elektron maktublar almashish misolida ko‘rib chiqamiz. pinhona aloqaga nisbatan tajovuzkor shaxsni Homid deb ataymiz.
Faraz qilaylikki, Otabek Kumushga pinhona maktub yo‘llamoqchi. Ular orasida aloqa boshlanguncha o‘zlarining yagona o‘zaro maxfiy kalit K nusxalarini bir-birlariga berib, maktubni faqat shifrlangan shaklda yuborishga kelishib qo‘ygan edilar. Otabek Kumushga m maktubini yozib, uni K kaliti bilan shifrlaydi. Natijada m maktubi shifrlangan matn C ga aylanadi. So‘ngra Otabek shifrlangan maktubni elektron pochta orqali Kumushga jo‘natadi. Kumush shifrlangan maktub C ni qabul qilib olgach uni o‘zidagi o‘zaro maxfiy kalit K bilan uning shifrini ochib Otabek yozgan m maktubiga aylantirib uni o‘qiydi.
Aloqa kanali himoyalanmagan bo‘lgani uchun bu maktub Homidning qo‘liga tushishi ham mumkin. Lekin, Homidda Kumush va Otabeklarning maxfiy kaliti bo‘lmagani uchun u xatning mazmunini bilaolmaydi va xatni o‘zgartirib qo‘yaolmaydi. Homidning qo‘lidan maktubni yo‘q qilib yuborishgina keladi xolos. Homid maktub mazmunini bilmay turib Otabek nomidan shifrlanmagan yoki biror kalit bilan shifrlangan maktub jo‘natsa ham, buning qalbaki ekanligi Kumushga darhol oshkor bo‘ladi. CHunki, xat shifrlanmay kelsa, bu pinhona xat almashish haqidagi ularning kelishuviga zid bo‘lib chiqadi. Agar xat Homiddagi boshqa kalit bilan shifrlanib kelsa, uni Kumush o‘zidagi va Otabekdagi maxfiy kalit nusxasi bilan ocha olmaydi va bu bilan xatning Otabekdan emasligini bilib oladi. Shifrlash algoritmi odatda barcha uchun oshkora bo‘ladi. Bunday tizimning xavfsizligi asosan maxfiy kalitning himoya xossalariga bog‘liq.
Simmetrik kriptotizimdan foydalanib elektron yozishmalar boshlash uchun avvalo maxfiy kalitni yoki parolni ikki aloqa ishtirokchisidan biri ikkinchisiga maxfiy holda etkazishi kerak. Maxfiy kalitni etkazish uchun maxfiy aloqa kanali(shaxsan uchrashish, himoyalangan aloqa kanali va sh.o‘.) kerak. Shunday qilib yopiq davra hosil bo‘ladi: maxfiy kalitni topshirish uchun maxfiy kanal kerak, maxfiy kanalni hosil qilish uchun maxfiy kalit kerak. Maxfiy kalit tez-tez o‘zgartirib turilsa (aslida, harbir yozishmaga alohida maxfiy kalit ishlatilganda eng yuqori maxfiylikka erishiladi) bu muammo doimo ko‘ndalang bo‘laveradi.