Tasdiqlayman ” Denov Tadbirkorlik va Pedagogika Instituti Axborot texnologiyalari kafedrasi mudiri: Rajabov. T “ ” 2023 yil kiberxavfsizlik asoslari fanidan ii-kurs Kompyuter injiniringi uchun

Shifrmatn = “SIPLOSBE”


Sodda o’rin almashtirish usuliga misol


Bir martali bloknot

Bir martali bloknot (one time pad) yoki “Vernam shifri” nomi bilan tanilgan kriptotizim bardoshli shifrlash algoritmi hisoblanib, tarixda keng foydalanilgan bo’lsada, ko’p hollarda amalga oshirishning imkoniyati mavjud bo’lmagan. Uning bir martali deb atalishiga asosiy sabab, undagi kalitning (bloknotning) bir marta foydalanilishi bo’lib, uni aksariyat hollarda amalga oshirishning imkoni bo’lmaydi. Masalan, ushbu shifrlash algoritmi 8 ta simvoldan iborat bo’lgan alfavit bo’lsin. Olingan alfavit simvollari va unga mos bo’lgan binar qiymatlar 1 - jadvalda keltirilgan [13]. Alifbo simvollari va ularga mos bit qiymatlari barcha uchun ochiq va sir saqlanmaydi (ASCII jadvali kabi).

1. 
   jadval
   

Belgilar	E	H	I	K	L	R	S	T
Binar qiymat	000	001	010	011	100	101	110	111

Faraz qilaylik, biror qonuniy foydalanuvchi A bir martali bloknotdan foydalangan holda “HEILHITLER” matnini shifrlab, o’z sherigi B tomonga jo’natishi talab etilsin. Ushbu ochiq matnni binar qiymatdagi ko’rinishi quyidagicha bo’ladi:

H	E	I	L	H	I	T	L	E	R
001	000	010	100	001	010	111	100	000	101

Bir martali bloknot usulida shifrlashda ochiq matn uzunligiga teng bo’lgan tasodifiy tanlangan kalitdan foydalaniladi. Ochiq matnga kalitni XOR amali orqali shifrmatn hosil qilinadi (R – ochiq matn, K – kalit va S – shifrmatn deb belgilansa):
𝐶 = 𝑃⨁𝐾. XOR amali (⨁) binar amal hisoblanib, quyida keltirilgan:

0⨁0 = 0

0⨁1 = 1

1⨁0 = 1

1⨁1 = 0

Jadvaldan, 𝑥⨁𝑦⨁𝑦 = 𝑥 tenglik o’rinligini ko’ramiz. Shuning uchun bir martali parol bilan deshifrlash uchun shifrmatnga kalitni XOR amalida bajarilishining o’zi yetarli hisoblanadi: 𝑃 = 𝐶⨁𝐾.
Faraz qilaylik, A tomon jadvaldagi ochiq matn uzunligiga teng bo’lgan quyidagi kalitga ega bo’lsin:

111

101

110

101

111

100

000

101

110

000

A tomon ushbu kalit asosida shifrmatnni quyidagicha hisoblaydi:

	H			E	I	L	H	I	T		L	E		R
Ochiq matn:	001			000	010	100	001	010	111		100	000		101
Kalit:	111			101	110	101	111	100	000		101	110		000
Shifrmatn:	110			101	100	001	110	110	111		001	110		101
		S	R		L	H	H	H		T	H		S	R

A tomonidan jo’natilgan shifrmatn B tomonda bir xil kalitdan foydalanib osongina deshifrlanadi:

	S	R	L	H	H	H	T	H	S	R
Shifrmatn:	110	101	100	001	110	110	111	001	110	101
Kalit:	111	101	110	101	111	100	000	101	110	000
Ochiq matn:	001	000	010	100	001	010	111	100	000	101
	H	E	I	L	H	I	T	L	E	R

Ushbu shifrlash algoritmi uchun quyidagi ikki holatni qarab chiqish muhim: faraz qilaylik, A tomonning dushmani M A tomon quyidagi kalitdan foydalangan deb biladi:

101

111

000

101

111

100

000

101

110

000

Agar M dushman ushbu kalitni B tomonga uzata olsa, u holda B tomon shifrmatnni quyidagicha deshifrlaydi:

	S	R	L	H	H	H	T	H	S	R
Shifrmatn:	110	101	100	001	110	110	111	001	110	101
“Kalit”:	101	111	000	101	111	100	000	101	110	000
“Ochiq matn”:	011	010	100	100	001	010	111	100	000	101
	K	I	L	L	H	I	T	L	E	R

Agar B tomon kriptografiyadan xabari bo’lmasa, u holda A tomonning qarori muhokamaga sabab bo’ladi.

Ikkinchi holat: faraz qilamiz A foydalanuvchi dushmani M tomonidan qo’lga olindi va shifrmatnga ega bo’ldi. Dushman shifrmatnni o’qiy olmaydi va shuning uchun A tomondan uning kalitini talab etadi. A tomon o’zini har ikkala tomonga “o’ynashini” aytib, shifrmatni deshifrlash kaliti deb quyidagini aytadi:

111

101

000

011

101

110

001

011

101

101

Ushbu kalit orqali dushman M shifrmatnni deshifrlaganda quyidagi ochiq matn hosil bo’ladi:

	S	R	L	H	H	H	T	H	S	R
Shifrmatn:	110	101	100	001	110	110	111	001	110	101
“Kalit”:	111	101	000	011	101	110	001	011	101	101
“Ochiq matn”:	001	000	100	010	011	000	110	010	011	000
	H	E	L	I	K	E	S	I	K	E

Agar dushman kriptografiya haqida ma’lumotga ega bo’lmasa, ushbu ochiq matnga ishonadi va A tomonni qo’yib yuboradi.
Yuqoridi keltirilgan misollar bir martali bloknot shifrini bardoshli ekanini ko’rsatadi. Bir martali bloknotda agar kalit tasodifiy tanlansa va bir marta foydalanilgan taqdirda hujumchi shifrmatndan ochiq matn haqida biror axborotga ega bo’la olmaydi (albatta ma’lumotning uzunligidan tashqari). Ya’ni, berilgan shifrmatn uchun mos “kalit” yordamida shifrmatn uzunligidagi ixtiyoriy “ochiq matnlar”ni generasiyalash mumkin va bunda barcha ochiq matnlar bir xil o’xshashlikka ega. Shuning uchun shifrmatndan ochiq matn haqida biror foydali axborotni olishning imkoni yo’q. Kriptografiya nuqtai nazardan shifrmatnlar o’zidan ortiq ma’lumotni bera olmaydi.
Buning uchun albatta, bir martali bloknotdan to’g’ri foydalanish, kalitni tasodifiy tanlash va undan bir marta foydalanilish hamda faqat A va B tomonlarga ma’lum bo’lishi talab etiladi.
Bir martali bloknot yuqori bardoshlikni ta’minlashiga qaramasdan, har doim undan foydalanilmaydi. Sababi, har bir ochiq matn uchun uning uzunligiga teng bo’lgan tasodifiy kalitni (bloknotni) generasiyalash va uni qabul qiluvchiga xavfsiz uzatishning kafolati yo’qligi. Agar ochiq matn uzunligidagi kalitni (bloknotni) xavfsiz uzatishning imkoniyati mavjud bo’lsa, u holda kalitning o’rniga ochiq matnni uzatish foydali emasmi? Uni shifrlashdan nima ma’no?
Bir martali bloknot usulidan tarixda cheklangan uzunlikdagi ma’lumotlarni shifrlashda qisman foydalanilgan bo’lsada, hozirgi kundagi katta hajmli ma’lumotlarni uzatish uchun bir martali bloknotni to’liq amaliy tomondan qo’llab bo’lmaydi.