Мавзу: Криптографик ҳимоялаш

Калит ердамида ўрин алмаштириш. Оддий ўрин алмаштириш усулидан ташқари калит ёрдамида ўрин алмаштириш усули ҳам мавжуд. Шифрлаш жадвалидан калит орқали фойдаланилади.

Бу усулда калит символларига мос ҳолда очиқ матннинг узунлигидан келиб чииқиб NxM жадвали тузилади ва очиқ матнни (Т₀) устун бўйича жойлаштирилиб чиқилади. Сўнгра калит символлари алфавит тартибида тартибланиб, устун бўйича ўрин алмаштирилади, қатор бўйича ўқилиб шифрланган матнга (Т₁) эга бўлинади ва блокларга бўлинади.

Т₀=ZOKIROV_FIRDAVS

К = TIME;

Matnda 15 ta va kalitda 4ta soz borligi uchun 4x4 matira tuzamiz

Рақамларни ўсиш тартибидажойлаштириб устунларни ўзгартириб чиқамиз

T 4	I 2	M 3	E 1
Z	R	F	A
O	O	I	V
K	V	R	S
I	_	D	@

Қатор бўйича 4 тадан блокларга бўлиб, символлар кетма-кетлигидаги шифрланган матнни оламиз. Шуни эътиборга олиш керакки, агар қаторда кетма-кет иккита бир хил ҳарф келса, чап тарафдан келаётган ҳарф биринчи рақамланади, кейин эса иккинчиси рақамланади ва шифрланган матн ҳосил қилинади.

E 1	I 2	M 3	T 4
A	R	F	Z
V	O	I	O
S	V	R	K
@	_	D	I

T₁₌ARFZVOIOSVRK@_DI

Шифрни очишда тескари жараён амалга оширилади. Шифрланиш жараёни қадамма - қадам амалга оширилса мақсадга мувофиқ бўлади.

Икки томонлама ўрин алмаштириш усули. Бу усулда калит сифатида устун ва қатордаги ҳарфлар тартибидаги сонлардан фойдаланилади. Аввалам бор калит символларига қараб жадвал тузилади ва очиқ Т₀ матн қатор шаклда жойлаштирилиб чиқилади, сўнгра эса рақамлар навбатма - навбат тартибланиб, аввал қатор, сўнгра эса устун ўрни алмаштирилади ва жадвалдаги маълумот қатор бўйича ўқилиб Т₁га эга бўлинади.

Масалан: «SAYDIRASULOV NOZIMJON» очиқ матни шифрлаш талаб этилсин. Бу ерда калит бўлиб 1468 ва 02379 хизмат қилади. Яхшироқ изоҳланиши учун К₁=1648 қатор сифатида ва К₂=9273 устун сифатида белгилаб оламиз.

4х4 жадвал яратиб Т₀ қатор бўйича ёзамиз

Энди қатор ва устунлар тартиб бўйича ўринлари алмаштирилади.

	1	6	4	8
9	Z	R	F	A
2	O	O	I	V
7	K	V	R	S
3	I	_	D	@

	1	4	6	8
9	Z	F	R	A
2	O	I	O	V
7	K	R	V	S
3	I	D	_	@

	1	6	4	8
9	Z	R	F	A
2	O	O	I	V
7	K	V	R	S
3	I	_	D	@

	1	6	4	8
2	O	I	O	V
3	I	D	_	@
7	K	R	V	S
9	Z	F	R	A

Охирги жадвалга асосан шифрланган матнни олиш учун қатор бўйича ёзамиз.

T₁=OIOVID_@KRVSZFRA

Вернам ва Вижинер шифрлаш алгоритми

Ҳозирги вақтда ахборотларни ҳимоялашни таъминлашнинг қандайдир бирор техник усули ёки воситаси мавжуд эмас, аммо кўп хавфсизлик
муаммоларини ечишда криптография ва ахборотларни криптоўхшаш алмаштиришлари ишлатилади.

Вернамнинг шифрлаш усули. Вернамнинг шифрлаш тизими модул қиймати m=2 бўлган Вижинэр шифрлаш тизимининг бир қисми ҳисобланиб, 1926-йилда бу усулнинг аниқ кўриниши ишлаб чиқилади. Гилбэртом Вернам АТ&США фирмаси хомийлиги остида кирувчи матн сифатида иккилик саноқ системасидан фойдаланди. Шифрлашда биринчи Инглиз алфавитидаги(A,B...Z). Матннинг хар бир харфи 5-бит бўлакли (b0,b1…b4) Бадо рақами билан кодланади. Ихтиёрий кетма-кетликдаги иккилик калитлар k0,k1,k2, аввал китобсимон лентага ёзилади. Қуйидаги расмда узатилаётган ахборотни Вернам усули орқали шифрлаш кўрсатилган (2.1-расм).

2.1-расм. Вернам усули орқали шифрлаш

Кирувчи матнни шифрлашда x-кирувчи матн иккилик кўринишига ўтказилади ва иккилик модул остида иккилик кетма-кетликдаги k-калит билан шифрлаш амалга оширилади. У шифрланган ёзув:

𝑦 = 𝑥 ⊕ 𝑘

Шифрни очишда ёзувдаги ҳар бир иккилик модул остидаги белгилар k- калит кэтма-кэтлиги билан тузилади.

𝑦 ⊕ 𝑘 = 𝑥 ⊕ 𝑘 = 𝑘 ⊕ 𝑥

А	0	00000
В	1	00001
C	2	00010
D	3	00011
E	4	00100
F	5	00101
G	6	00110
H	7	00111
I	8	01000
J	9	01001
K	10	01010
L	11	01011

M	12	01100
N	13	01101
O	14	01110
P	15	01111
Q	16	10000
R	17	10001
S	18	10010
T	19	10011
U	20	10100
V	21	10101
W	22	10110
X	23	10111
Y	24	11000
Z	25	11001
#	26	11010
!	27	11011
$	28	11100
:	29	11101
^	30	11110
@	31	11111

Misol uchun NOZIM sozini shifrlash kerak bolsin u holda matinimiz bilan bir xil uzunlikda bolgan kalit soz olib olishimiz kerka boladi yani HELLO endi uni ikkining moduli boyicha qoshib chiqamiz

T₀₌ ZOKIR; K=HELLO; T₁=^KBD@;

Z	O	K	I	R
11001	01110	01010	01000	10001
H	E	L	L	O
00111	00100	01011	01011	01110
ENDI ESA BU BITLARNI IKKINING MODULI BOYICHA QOSHIB CHIQMIZ
^	K	B	D	@
11110	01010	00001	00011	11111

Вернам ишлаб чиққан бу тизимни айланали лента ёрдамида текширган, узатгич (перидатчик) ва қабул қилгичларни (прёмник) кўришда бир хил ёки шунга ўхшаган калит кетма-кетлигидан фойдаланган. Вернам шифрлаш тизимининг камчилиги узатувчи орқали қабул қилиш томонига калит кетма- кетлигини қандай узатиш эди. Чунки душман калитни олса, у юборган шифрланган матнни бемалол очиб ўқий олади. Шунинг учун хам Вернамнинг шифрлаш тизми eтарли эмаслиги сабабли буни ҳал килиш учун шифрлашни гаммалаштириш усулига ўтилган.

А5/1 маълумотни шифрлаш алгоритми

A5/1 шифрлаш алгоритмида дастлабки калитнинг узунлиги 64 битни ташкил этиб, у қуйидиги учта регисторга қиймат қилиб берилади:

• 
  X: 19 bit (x₀,x₁,x₂, …,x₁₈)
  
• 
  Y: 22 bit (y₀,y₁,y₂, …,y₂₁)
  
• 
  Z: 23 bit (z₀,z₁,z₂, …,z₂₂)
  

Ҳар бир қадамда: m = maj(x₈, y₁₀, z₁₀) ҳисобланади

o масалан: maj(0,1,0) = 0 ва maj(1,1,0) = 1

• 
  агар x₈ = m га тенг бўлса, у ҳолда X регистор қийматлари
  

o t = x₁₃  x₁₆  x₁₇  x₁₈

o x_i = x_i1 for i = 18,17,…,1 va x₀ = t

• 
  агар y₁₀ = m га тенг бўлса, у ҳолда Y регистор қийматлари
  

o t = y₂₀  y₂₁

• 
  y_i = y_i1 for i = 21,20,…,1 and y₀ = t
  
• 
  агар z₁₀ = m га тенг бўлса, у ҳолда Z регистор қийматлари
  

o t = z₇  z₂₀  z₂₁  z₂₂

• 
  z_i = z_i1 for i = 22,21,…,1 and z₀ = t
  
• 
  натижавий калит кетма-кетлиги x₁₈  y₂₁  z₂₂ га тенг бўлади.
  

Бу амаллар қуйидаги расмда ифодаланган:

Масалан қуйидаги кўрсатилган ҳол учун:

m = maj(x₈, y₁₀, z₁₀) = maj(1,0,1) = 1 га тенг бўлади. Натижада Х регистор силжийди, Y регистор силжимайди ва Z регистор силжийди. Ўнг томондаги битлар XOR амал бўйича қўшилади ва 0  1  0 = 1 қиймат олинади.

Ушбу усулда бир циклда бир бит калит ҳосил қилинади.

Endi esa ismimning bosh harfi N harfini A5/1 shifrlash algoritmi orqali shifrlashga harakat qilib koramiz

Bizga tasodifiy kalit berilgan bolisin

K=1110001001100101100

101011001101011100110010101100011010111010101;

1-BOSQICH

X:19bit(1110001001100101100)->0

Y:22bit(1010110011010111001100)->0

Z:23bit(10101100011010111010101)->1

maj(0,0,1)

t_x=1100=0

t_y=00=0

T₁=001=1

Yangi generatsiya

X:19bit(0111000100110010110)

Y:22bit(0101011001101011100110)

Z:23bit(10101100011010111010101)

2-BOSQICH

X:19bit(0111000100110010110)->0

Y:22bit(0101011001101011100110)->0

Z:23bit(10101100011010111010101)->1

Maj(0,1,1)

t_y=01=1

t_z=0



Yangi generatsiya

X:19bit(0111000100110010110)

Y:22bit(1010101100110101110011)

Z:23bit(11010110001101011101010)

3-BOSQICH

X:19bit(0111000100110010110)->0

Y:22bit(1010101100110101110011)->1

Z:23bit(11010110001101011101010)->0

Maj(0,1,1)

t_y=01=1

t_z=0



Yangi generatsiya
X:19bit(0111000100110010110)

Y:22bit(1101010110011010111001)

Z:23bit(11101011000110101110101)
4-BOSQICH

X:19bit(0111000100110010110)->0

Y:22bit(1101010110011010111001)->1

Z:23bit(11101011000110101110101)->1

Maj(0,0,0)

t_x=1100=0

t_y=11=0

t_z=0



Yangi generatsiya

X:19bit(0011100010011001011)

Y:22bit(0110101011001101011100)

Z:23bit(01110101100011010111010)

5-BOSQICH

X:19bit(0011100010011001011)->1

Y:22bit(0110101011001101011100)->0

Z:23bit(01110101100011010111010)->0

Maj(0,1,0)

t_y=10=1



Yangi generatsiya

X:19bit(0011100010011001011)

Y:22bit(1011010101100110101110)

Z:23bit(01110101100011010111010)

T1 va T2 va hokazo T5 lar bu biz shifrlamoqchi bolgan harfga mos keluchi kodla desam togriroq boladi yani k=11101

Endi esa berilgan N harfini shifrlaymiz

N=01101

K=11101 bularni hor amali boyicha qoshsak C=10000 hosil boladi bu esa Q harfiga togri keladi