Guruh talabasi Yoqubjonov Ermuhammadning Kiberxavfsizlik

Kriptoanaliz “Enigma”.
Enigma kriptotahlili - Polsha va Britaniya razvedka xizmatlari tomonidan amalga oshirilgan Ikkinchi jahon urushi davridagi nemis Enigma shifrlash mashinasining kriptotahlili. Xabarlarning dekodlanishi fashistlar Germaniyasining mag'lubiyatiga katta hissa qo'shdi.Enigma shifrini birinchi marta 1932 yil dekabrda Polsha shifrlash byurosi deshifr qilgan. To'rt razvedkachi Marian Rejewski, Yerji Ruzicki, Genrik Zygalski va Iogann Reuclid frantsuz razvedkasi, matematik nazariya va teskari muhandislik usullaridan foydalangan holda shifrlangan xabarlarni shifrlash uchun maxsus qurilmani ishlab chiqishga muvaffaq bo'lishdi, bu kriptografik bomba deb ataladi.

1-rasm Nemis uch rotorli harbiy shifrlash mashinasi "Enigma".
"Enigma" ning paydo bo'lishi.
"Enigma" elektr aylanadigan shifrlash mashinasining tarixi 1917 yilda gollandiyalik Gyugo Kox tomonidan olingan patent bilan boshlanadi. Keyingi yili patentni Artur Scherbius sotib oldi, u mashina nusxalarini ham xususiy shaxslarga, ham Germaniya armiyasi va flotiga sotish orqali tijorat faoliyatini boshladi. 1920-yillarning o'rtalariga qadar, qisman yuqori narx tufayli sotuvlar yomon edi.
1924 yil iyun oyida Britaniya kriptografiya xizmati (40-xona) qurilmaga qiziqib qoldi. Shu maqsadda Germaniyaning Chiffrier-maschinen AG kompaniyasidan Enigma ishlab chiqaruvchi mashinalar partiyasi xarid qilindi. Bitim shartlaridan biri patentni Britaniya Patent idorasida ro'yxatdan o'tkazish edi, buning natijasida kriptografik xizmat kriptografik sxema tavsifiga kirish huquqiga ega bo'ldi.
1925 yildan boshlab, nemis armiyasi shifrlash mashinasini ommaviy sotib olishni boshlagan va Ikkinchi Jahon urushi oxirigacha 200 mingga yaqin mashina ishlab chiqarilgan. 1926 yildan beri nemis floti mashinadan, 1928 yildan esa quruqlikdagi kuchlardan foydalanmoqda. Ulardan xavfsizlik xizmati va razvedkada ham foydalanilgan .
Polsha bosqichi
Enigma bilan shifrlangan xabarlarning birinchi tutilishi 1926 yilga to'g'ri keladi. Biroq, ular uzoq vaqt davomida ularni o'qiy olmadilar. 1929 yil yanvar oyida Enigma-ning tijorat versiyasi bo'lgan quti tasodifan Varshava bojxonasiga kirdi. Germaniya qutini qaytarib berishni so'radi, shundan so'ng polyaklar uning mazmuni bilan qiziqib qolishdi. Polsha shifrlash byurosi nomidan mashina AVA mutaxassislari, shu jumladan uning boshlig'i, kriptoanalitik Entoni Palth tomonidan o'rganildi, shundan so'ng quti Germaniya elchixonasiga yuborildi. Mashinani o'rganish xabarlarni shifrlashga imkon bermadi, bundan tashqari, nemis harbiylari Enigma ning o'zlarining takomillashtirilgan versiyasidan foydalanganlar.1928-1929 yillarda Polshada kriptografiya bo'yicha birinchi matematik kurslar tashkil etildi. Tinglovchilar nemis tilini biladigan yigirma nafar matematika talabalari edi. Talabalardan uchtasi - Marian Rejewski, Genrik Zygalski va Yerji Rojitskiy - Shifrlash byurosi xizmatiga kirishdi. Keyinchalik, ular Enigma kodini ochishda birinchi natijalarni olishadi.

2-rasm. Marian Rejewski, Genrik Zygalski va Yerji Rojitskiy.
1931 yilda Germaniya Mudofaa vazirligining shifrlash byurosi xodimi allaqachon Ashe agentiga aylangan Xans-Thilo Shmidt eskirgan kodlarni frantsuz razvedkasiga o'tkaza boshladi, rasmiy vazifalariga ko'ra, u yo'q qilishi kerak edi.Shuningdek, Enigma ning harbiy versiyasidan foydalanish bo'yicha ko'rsatmalar uzatildi. Xans-Tiloni bunga undagan sabablar orasida moddiy mukofotlar va Birinchi jahon urushidagi muvaffaqiyatlarini qadrlamagan vataniga nisbatan norozilik va ukasi Rudolf Shmidtning armiya karerasiga hasad qilish edi. Birinchi ikkita hujjat "Gebrauchsanweisung für die Chiffriermaschine Enigma” va "Schlüsselanleitung für die Chiffriermaschine Enigma" edi. Biroq, fransuz va Britaniya razvedkasi olingan ma'lumotlarga qiziqish bildirmadi - ehtimol, Enigma shifrini ochishning iloji yo'qligiga ishonishdi. Frantsiya razvedkasi polkovnigi Gustav Bertrand 1939 yilda Shifrlar byurosining qo'mondoni edi.
Qabul qilingan hujjatlar tufayli kriptoanalitiklar xabarni shifrlash uchun operator kod kitobidan kunlik kalitni tanlashi kerakligini bilishdi, u dan iborat:

1. 
   yamoq paneli sozlamalari (nemis: Steckerverbindungen);
   
2. 
   rotorlarni o'rnatish tartibi (nemis Valzenlage);
   
3. 
   halqalarning joylashuvi (nemischa: Ringstellung);
   
4. 
   rotorlarning dastlabki sozlamalari (Germaniya Kenngruppen).
   

Biroq, operator xabarlarni shifrlash uchun kun kalitidan foydalanmasligi kerak edi. Buning o'rniga operator yangi uch harfli kalitni (nemischa: Spruchschlüssel) o'ylab topdi va uni ikki marta kun kaliti yordamida shifrladi. Shundan so'ng, rotorlarning sozlamalari ixtiro qilingan kalitga muvofiq o'zgartirildi va xabar shifrlangan.
1932 yil dekabr oyida Rejewski 1932 yil sentyabr va oktyabr oylari uchun kun kalitlari bilan kodli kitoblarni oldi. Ushbu materiallar rotorlarning ichki elektr simlarini tiklashga va Enigma-ning harbiy versiyasini yaratishga imkon berdi (allaqachon tijorat versiyasi mavjud edi, lekin u rotorlarning boshqa elektr simlariga ega edi). U ham, uning hamkasblari ham kod kitoblariga kirish imkoniga ega bo'lmadilar, garchi "Ashe" agenti ularni muvaffaqiyatli etkazib berdi. Bu, ehtimol, rasmiylar agent ularni etkazib bera olmaydigan paytga tayyorgarlik ko'rish uchun kriptoanalitiklarni kod kitoblarisiz kun kalitini topishga majburlamoqchi bo'lganligi bilan bog'liq edi. Marianning harakatlari xabar almashish protokolining zaifligini, ya'ni xabar kalitining takrorlanishini tahlil qilishga qaratilgan. Kundalik xabarlardan dastlabki oltita harf tanlab olindi va ular asosida yozishmalar jadvali tuzildi.

3-rasm. Misol.
Agar yetarli xabarlar bo'lsa, jadval to'liq to'ldirilgan.

4-rasm. Shifrlangan alfabet.
Jadvalning to'liq versiyasining o'ziga xosligi shundaki, kunlik kalit o'zgarishsiz qolsa, jadval mazmuni ham o'zgarmaydi. Va yuqori ehtimollik darajasi bilan, aksincha. Jadvallar katalogini tuzish mumkin edi ... lekin ularning soni 26 ta!, bu esa yaqin kelajakda bu ishni imkonsiz qiladi. Reevskiy ba'zi naqshlarni jadvallardan ajratib olishga yoki ba'zi strukturaviy naqshlarni topishga harakat qila boshladi,va u muvaffaqiyatga erishdi. U quyidagi shakldagi harflar zanjirlarini ko'rib chiqishni boshladi:

5-rasm. Harflar zanjiri.
To'liq jadval misolida yuqorida 4 ta zanjir mavjud:
1.A→F→W→A
2. B → Q → Z → K → V → E → L → R → I → B
3. C → H → G → O → Y → D → P → C
4. J → M → X → S → T → N → U → J
Kundalik rotor sozlamalari tiklangandan so'ng, taxta sozlamalari to'g'risida qaror qabul qilish qoldi. Kriptografik nuqtai nazardan, bu oddiy bitta alifboli shifr bo'lib, qo'shimcha ravishda faqat 6 juft harf almashtirish bilan cheklangan. Matnni tez-tez chastotali kriptoanalizga duchor qilish kerak emas edi, faqat "aliveinbelrin" (Eng. R ↔ L almashtirish bilan Berlinga kelish) va boshqalarni osongina "ko'z bilan" tiklanadigan satrlarga qarash kerak edi. 1934 yilda Germaniya rotorlarning tartibini har chorakda emas, balki har oyda o'zgartira boshladi. Bunga javoban Marian Rejewski siklometr deb nomlangan qurilma yaratdi, bu sizga sikllar katalogini tezda qaytadan yaratish imkonini beradi.1938-yil 15-sentabrda Germaniyada oʻzgarishlar yuz berdi. Polsha kriptograflari shifrni ochishning boshqa usullarini izlashga majbur bo'lishdi. Bombardimonchilar va teshilgan Sigalskiy varaqlaridan foydalanish shunday edi.1938 yil 15 dekabrda Germaniya 4 va 5 rotorni qo'shdi va 1939 yil 1 yanvarda plastinka ulanishlari soni 6 tadan 10 taga ko'paytirildi. Bularning barchasi Enigma kriptoanalizini juda qiyinlashtirdi. 1939 yilning yozida, Polshaga bostirib kirishning muqarrarligi ayon bo'lgach, byuro o'z ishining natijalarini ingliz va frantsuz razvedkasiga topshirdi. Polsha matematiklari kodni sindira olmagan bo‘lsalar-da, natijalar orasida mashinaning “jonli” nusxalari va kodni buzishga yordam bergan ikki juft Enigmadan iborat elektromexanik “bomba” hamda o‘ziga xos kriptoanaliz texnikasi bor edi.
Singx ta'kidlaganidek, masalani ikki qismga bo'lish (rotorni o'rnatish va kommutatorni o'rnatish) Rejewskiga muammoni Shifrlar byurosi yordamchisi matematik Shmidt qilganidek hal qilishga imkon beradi:
Polsha kriptograflari shifrni ochishning boshqa usullarini izlashga majbur bo'lishdi. Bu teshikli bombardimon choyshablari va Sigalskiydan foydalanish edi.1938 yil 15 dekabrda Germaniya 4 va 5 rotorni qo'shdi va 1939 yil 1 yanvarda plastinka ulanishlari soni 6 tadan 10 tagacha ko'tarildi.
Bularning barchasi Enigmaning kriptotahlilini juda qiyinlashtirdi.1939 yilning yozida, Polshaga bostirib kirishning muqarrarligi aniq bo'lgach, byuro o'z ishining natijalarini ingliz va fransuz razvedkasiga topshirdi. Polsha matematiklari kodnisindira olmagan bo‘lsalar-da, natijalar orasida mashinaning “jonli” nusxalari va kodni buzishga yordam bergan ikki juft Enigmadan iborat elektromexanik “bomba” hamda o‘ziga xos kriptoanaliz texnikasi bor edi.
Xulosa.
Bu mustaqil ish mavzusida kriptoanaliz o’zi nima?bizga nima uchun kerak, uni qay maqsatda ishlatish mumkin va uning kelib chiqish tarixini bilib olamiz.Bu mustaqil ishda kriptoanaliz yani maxfiy kodlarni buzish san’ati fani haqida qisqacha ma’lumot va uning qanday usullari borligini va qaysi biri bizga qanday sohada kerak va shu kabi savollarga javob topasiz degan umiddamiz.

Foydalanilgan adabiyotlar.

1. 
   Devid Kan, Milliy xavfsizlik agentligining 50 yilligiga bag'ishlangan nutqi, 2002 yil 1 noyabr.
   
2. 
   Schneier B. Kriptanaliz // Amaliy kriptografiya. Protokollar, algoritmlar, C tilida manba kodi = Amaliy kriptografiya. C.da protokollar, algoritmlar va manba kodi - M .: Triumf, 2002. - S. 19-22. - 816 b. - 3000 nusxa. — ISBN 5-89392-055-4.
   
3. 
   Pilidi V. S. Kriptografiya. Kirish boblari. - Rostov-na-Donu: SFU, 2009. - 110 p.
   
4. 
   Aleks Biryukov va Eyal Kushilevits.: Differensial kriptotahlildan faqat shifrlangan matnga hujumlargacha.