Chiziqli tahlilar asosida simmetrik blokli shifrlash algoritmlari haqida

CHIZIQLI TAHLILAR ASOSIDA SIMMETRIK BLOKLI SHIFRLASH ALGORITMLARI HAQIDA


Tursunov Shavkat Xusenovich
Navoiy davlat pedagogika instituti o‘qituvchshi. [e-mail]

Ma’lumki, hozirgi vaqtda katta miqdordagi shaxsiy, moliyaviy, tijorat va texnologik axborotlar kompyuter ma’lumotlar bazalarida saqlanmoqda va kompyuter tarmoqlari bo‘yicha uzatilmoqda. Bunday holatda ushbu axborotlar va ma’lumotlarni himoyalash, ularni konfedensialligini ta’minlashda kriptografik usul va vositalarning o‘rni biqiyos darajada kattadir. Simmetrik blokli shifrlash algoritmlari yuqori tezlikka ega ekanligi sababli shu maqsadda, ya’ni ma’lumotlarni himoyalashda keng qo‘llanilmoqda [1,4].

Simmetrik blokli shifrlash algoritmlarini yaratishda qo‘yiladigan asosiy talablar ushbu algoritmning kompyuterda dasturiy amalga oshirishning tezligi yuqori bo‘lishligi hamda asosiy kriptotahlil usullariga nisbatan kriptobardoshligini ta’minlashdan iborat. Chiziqli kriptotahlil usuli simmetrik blokli shifrlash algoritmlarining asosiy kriptotahlil usullaridan biridir [1,2]. Agar blokli shifrlash algoritmi chiziqli kriptotahlil usuli asosidagi hujumga nisbatan bardoshli bo‘lsa, u holda ushbu algoritm kriptobardoshli deb hisoblanadi va maxfiy axborotlarni uzatishda hech ikkilanmasdan undan foydalanish mumkin.
Ko‘pchilik hollarda chiziqli kriptotahlil usuli to‘liq saralash usuli bilan birgalikda qo‘llaniladi. Shifrlash kalitining ayrim bitlari avvalo chiziqli tahlil usulida aniqlanadi, qolgan bitlari esa to‘liq saralash usulidan foydalanib, topiladi.
Kriptotahlilning chiziqli tahlil usuli ochiq matn va unga mos keluvchi shifrmatn o‘rtasida chiziqli approksimasiyani qurishga asoslangan.
Ushbu usul shifr matnga mos keluvchi ochiq matnni bilishga asoslangan bo‘lib, unda shifrlash qurilmasidan yoki algoritmidan bitlarning konkret naborini o‘tishini tahlil qilishdan foydalaniladi [1,3].
Chiziqli tahlil usulini biror bir shifrlash algoritmiga qo‘llash uchun shifrlash algoritmi strukturasini bilish, shuningdek, bir necha ochiq matn hamda kriptoanalitikka noma’lum bo‘lgan bir xil shifrlash kaliti bilan hosil qilingan, ularga mos keluvchi shifrmatnlar juftliklari statistikasiga ega bo‘lish talab etiladi.
Ushbu usulning mohiyati shifrni chiziqsiz almashtirish ko‘rinishida ifodalovchi murakkab bul funksiyalarini sodda chiziqli funksiya ko‘rinishida ifodalashdan iborat. Buning natijasida hosil qilingan shifrni dastlabki shifrga nisbatan tahlil qilish soddalashadi. Shu bois, ayrim hollarda dastlabki shifrni kriptotahlil qilish masalasi uning soddalashtirilgan modifikasiyasini yetarlicha aniqlikda kriptotahlil qilish masalasiga keltirish mumkin [1,4].
Chiziqli tahlil usulini qo‘llashda asosiy qiyinchilik chiziqli yaqinlashishni topishdan iborat. Tahlil qilishda foydalaniladigan ochiq matnshifr matn juftliklari hajmi topilgan chiziqli funksiya qanday ehtimollik bilan dastlabki shifrga yaqinlashishiga bog‘liq. Odatda, tahlil qilishda foydalaniladigan ochiq matn-shifr matn juftliklari hajmi iloji boricha minimal bo‘lishi talab etiladi.
Ushbu ishda bitta chiziqli yaqinlashishdan foydalanib, shifrlash kalitining bir necha bitlarini aniqlash imkonini beruvchi quyidagi chiziqli tahlil algoritmidan foydalanilgan [1-3].
Oraliq shifr matnlari va shifrlash kaliti bitlari uchun ehtimollikdan yuqori ehtimollik bilan bajariladigan quyidagi chiziqli munosabat o‘rnatiladi ( miqdor chiziqli munosabatning nazariy salmog‘i deyiladi)
.
Ochiq matnlar va fiksirlangan, noma’lum shifrlash kaliti asosidagi ularga mos keluvchi shifr matnlarning ta juftliklari statistikasi to‘planadi.
Ma’lum bo‘lgan ochiq matn foydalanib, chiziqli munosabatni qiymatini aniqlash imkonini beruvchi shifrlash kalitining minimal qismi shifrlash kalitining aynan qaysi bitlaridan tashkil topganligini aniqlash uchun shifrlashning birinchi raundini tahlil qilish yetarli. Buning uchun koeffisiyentlari noldan farqli chiziqli munosabatda ishtirok etuvchi shifr matnning bitlari shifrlash kalitining aynan qaysi bitlariga sezilarli darajada bog‘liqligini aniqlash lozim bo‘ladi.
Xuddi shuningdek, ma’lum bo‘lgan shifr matn foydalanib, chiziqli munosabatni qiymatini bir qiymatli aniqlash imkonini beruvchi shifrlash kalitining minimal qismi aniqlanadi.
Shifrlash kalitining qismga kiruvchi bitlari faol (ayrim hollarda samarali) bitlari deyiladi.
Shifrlash kalitining qismi bo‘yicha bo‘lishi mumkin bo‘lgan variantlarini saralash lozim. Har bir fiksirlangan qism bo‘yicha quyidagilarni amalga oshirish lozim.

• 
  , qismlardan foydalanib, har bir ochiq-shifr matn juftligi uchun munosabatni qiymati hisoblanadi. Faraz qilaylik, ochiq matn va shifr matnlarning ta juftliklaridan ta juftliklari uchun ushbu qiymatlar nol, ta juftliklari uchun ushbu qiymatlar bir bo‘lsin, ya’ni .
  
• 
  tenglik bilan aniqlanadigan chiziqli munosabatni tajribaviy salmog‘i ning qiymati hisoblanadi.
  

Keyingi qadamda chiziqli munosabatning tajribaviy salmog‘i nazariy salmog‘i dan keskin farq qiluvchi shifrlash kalitining qismi noto‘g‘ri qismlar, shifrlash kalitining qolgan qismi to‘g‘ri qismlar deb hisoblanadi va massiv ko‘rinishida saqlanadi. Odatda, ushbu algoritm bilan ishlashda chiziqli munosabat salmoqlarining tafovutlari ma’lum bir aniqlik bilan hisoblanadi. Agar o‘rinli bo‘lsa qism shifrlash kalitining to‘g‘ri, aks holda noto‘g‘ri qismlari deb hisoblanadi.
Keyingi har qadamda shifrlash kalitining har bir to‘g‘ri qismlari uchun kalitning qolgan bitlarini saralash yo‘li bilan tiklash lozim.
Ushbu algoritmning asosiy yutug‘i shundaki, bitta chiziqli munosabatdan foydalanib, shifrlash kalitining bitlar guruhini aniqlash mumkin.


Foydalanilgan adabiyotlar

1. 
   Бабенко Л.К., Ишукова Е.А. Современние алгоритми блочного шифрованийа и методи их анализа. М.: Гелиос АРВ, 2006.  376 с.
   
2. 
   Панасенко С. П. Алгоритми шифрований. Спесиальний справочник. СПб.: БХВ-Петербург, 2009.  576 с.
   
3. 
   Токарева Н. Н. Симметричнаya криптографий. Новосибирский государственнiй университет. Новосибирск, 2012.  234 с.
   
4. 
   Шнаер Б. Прикладная криптография: Протоколи, алгоритми, исходние тексти на язике Си. М.: Триумф. 2002.  816 с.