Axborotni himoyalashning kriptografik usullari. Elektron raqamli imzo

Shifrlash kriptotizimining umumlashtirilgan sxemasi
Uzatiluvchi axborot matni M kriptografik o’zgartirish Yek1 yordamida shifrlanadi, natijada shifrmatn C olinadi:
Kriptotizimlarning ikkita sinfi farqlanadi:
1. simmetrik kriptotizim (bir kalitli);
2. asimmetrik kriptotizim (ikkita kalitli).
SHifrlashning simmetrik kriptotizimida shifrlash va rasshifrovka qilish uchun bitta kalitning o’zi ishlatiladi. Demak, shifrlash kalitidan foydalanish xuquqiga ega bo’lgan har qanday odam axborotni rasshifrovka qilishi mumkin. SHu sababli, simmetrik kriptotizimlar mahfiy kalitli kriptotizimlar deb yuritiladi. Ya’ni shifrlash kalitidan faqat axborot atalgan odamgina foydalana olishi mumkin.
Elektron xujjatlarni uzatishning konfidentsialligini simmetrik kriptotizim yordamida ta’minlash masalasi shifrlash kaliti konfidentsialligini ta’minlashga keltiriladi. Odatda, shifrlash kaliti ma’lumotlar fayli va massividan iborat bo’ladi va shaxsiy kalit eltuvchisidan masalan, disketda yoki smart-kartada saqlanadi. SHaxsiy kalit eltuvchisi egasidan boshqa odamlarning foydalanishiga qarshi choralar ko’rilishi shart. 
Simmetrik shifrlash axborotni "o’zi uchun", masalan, egasi yo’qligida undan ruxsatsiz foydalanishni oldini olish maqsadida, shifrlashda juda qulay xisoblanadi. Bu tanlangan fayllarni arxivli shifrlash va butun bir mantiqiy yoki fizik disklarni shaffof(avtomatik) shifrlash bo’lishi mumkin.
Simmetrik shifrlashning noqulayligi - axborot almashinuvi boshlanmasdan oldin barcha adresatlar bilan maxfiy kalitlar bilan ayirboshlash zaruriyatidir. Simmetrik kriptotizimda maxfiy kalitni aloqaning umumfoydalanuvchi kanallari orqali uzatish mumkin emas. Maxfiy kalit jo’natuvchiga va qabul qiluvchiga kalitlar tarqatiluvchi himoyalangan kanallar orqali uzatilishi kerak.
Mavjud barcha kriptografik usullar quyidagi sinflarga ajratiladi:
Mono- va ko’p alifboli o’rniga qo’yishlar (podstanovkalar).
Bir xil alifbodan foydalangan holda ochiq matnni boshqa matnga murakkab yoki qiyin qoida bo’yicha almashtirish o’rniga qo’yish hisoblanadi. Yuqori kriptobardoshlilikni ta’minlash uchun katta kalitlardan foydalanishga to’g’ri keladi.
O’rin almashtirishlar (perestanovkalar)
Bu ham uncha murakkab bo’lmagan kriptografik akslantirish hisoblanadi, odatda boshqa usullar bilan birgalikda foydalaniladi.
Gamma qo’shish (Gammalash)
Bu usulda kalit asosida generatsiya qilinadigan psevdotasodifiy sonlar ketma-ketligi ochiq matn ustiga qo’yiladi.
Blokli shifrlar shifrlanadigan matn blokiga qo’llaniladigan asosiy akslantirish usullarini (mumkin bo’lgan takrorlashlar va navbatlar bilan) tasvirlaydi. Blokli shifrlar yuqori kriptobardoshlilikka ega ekanligidan amalda u yoki bu sinf akslantirishidan ko’proq uchraydi. Amerika va Rossiyaning shifrlash standartlari aynan shu sinf shifrlariga asoslangan.
Axborotni nosimmetrik algoritmlar asosida kriptografik ximoyalash tamoyillari
Asimmetrik kriptotizimlarda axborotni shifrlashda va rasshifrovka qilishda turli kalitlardan foydalaniladi:
- ochiq kalit K axborotni shifrlashda ishlatiladi, maxfiy kalit k dan hisoblab chiqariladi;
- maxfiy kalit k , uning jufti bo’lgan ochiq kalit yordamida shifrlangan axborotni rasshifrovka qilishda ishlatiladi. 
Maxfiy va ochiq kalitlar juft-juft generatsiyalanadi. Maxfiy kalit egasida qolishi va uni ruxsatsiz foydalanishdan ishonchli ximoyalash zarur (simmetrik algoritmdagi shifrlash kalitiga o’xshab). Ochiq kalitning nusxalari maxfiy kalit egasi axborot almashinadigan kriptografik tarmoq abonentlarining har birida bo’lishi shart.
Asimmetrik kriptotizimda shifrlangan axborotni uzatish quyidagicha amalga oshiriladi:
1. Tayyorgarlik bosqichi:
- abonent V juft kalitni generatsiyalaydi: maxfiy kalit kV va ochiq kalit KV;
- ochiq kalit KV abonent A ga va qolgan abonentlarga jo’natiladi. 
2. A va V abonentlar o’rtasida axborot almashish: 
- abonent A abonent Vning ochiq kaliti KV yordamida axborotni shifrlaydi va shifrmatnni abonent Vga jo’natadi;
- abonent V o’zining maxfiy kaliti kV yordamida axborotni rasshifrovka qiladi. Hech kim (shu jumladan abonent A ham) ushbu axborotni rasshifrovka qilaolmaydi, chunki abonent Vning mahfiy kaliti unda yo’q.
Asimmetrik kriptotizimda axborotni ximoyalash axborot qabul qiluvchi kaliti kV ning mahfiyligiga asoslangan.
Asimmetrik kriptotizimlarning asosiy hususiyatlari quyidagilar:
1. Ochiq kalitni va shifr matnni himoyalangan kanal orqali jo’natish mumkin, ya’ni niyati buzuq odamga ular ma’lum bo’lishi mumkin.
2. SHifrlash YeV : M ► C va rasshifrovka qilish DB: S ► M algoritmlari ochiq. 
Shifrlash standartlari. Kriptografik kalitlarni boshqarish. Xeshlash funktsiyasi