Mustaqil ish o’qituvchi: Rashidov A

Sharof Rashidov nomidagi Samarqand Davlat Universiteti Matematika fakulteti Amaliy matematika va informatika fakulteti 408-guruh talabasi Asrorova Marjonaning Axborotni himoyalash fanidan yozgan
MUSTAQIL ISH


O’qituvchi: Rashidov A
Simmetriyali kriptotizimlardan foydalanib ma’lumotlarni shifrlang
Kriptografiya haqida asosiy tushunchalar ―Kriptografiya atamasi dastlab ―yashirish, yozuvni berkitib qoʻymoq ma‘nosini bildirgan. Birinchi marta u yozuv paydo boʻlgan davrlardayoq aytib oʻtilgan. Hozirgi vaqtda kriptografiya deganda har qanday shakldagi, ya‘ni diskda saqlanadigan sonlar koʻrinishida yoki hisoblash tarmoqlarida 54 uzatiladigan xabarlar koʻrinishidagi axborotni yashirish tushuniladi. Kriptografiyani raqamlar bilan kodlanishi mumkin boʻlgan har qanday axborotga nisbatan qoʻllash mumkin. Maxfiylikni ta‘minlashga qaratilgan kriptografiya kengroq qoʻllanilish doirasiga ega. Aniqroq aytganda, kriptografiyada qoʻllaniladigan usullarning oʻzi axborotni himoyalash bilan bog‗liq boʻlgan koʻp jarayonlarda ishlatilishi mumkin. Kriptografiya axborotni ruxsatsiz kirishdan himoyalab, uning maxfiyligini ta‘minlaydi. Masalan, toʻlov varaqlarini elektron pochta orqali uzatishda uning oʻzgartirilishi yoki soxta yozuvlarning qoʻshilishi mumkin. Bunday hollarda axborotning yaxlitligini ta‘minlash zaruriyati paydo boʻladi. Umuman olganda kompyuter tarmog‗iga ruxsatsiz kirishning mutlaqo oldini olish mumkin emas, lekin ularni aniqlash mumkin. Axborotning yaxlitligini tekshirishning bunday jarayoni, koʻp hollarda, axborotning haqiqiyligini ta‘minlash deyiladi. Kriptografiyada qoʻllaniladigan usullar koʻp boʻlmagan oʻzgartirishlar bilan axborotlarning haqiqiyligini ta‘minlashi mumkin. Kriptografiya sohasidagi oxirgi yutuqlardan biri — raqamli signatura — maxsus xossa bilan axborotni toʻldirish yordamida yaxlitlikni ta‘minlovchi usul, bunda axborot uning muallifi bergan ochiq kalit ma‘lum boʻlgandagina tekshirilishi mumkin. Ushbu usul maxfiy kalit yordamida yaxlitlik tekshiriladigan ma‘lum usullardan koʻproq afzalliklarga ega. Kriptografiya usullarini qoʻllashning ba‘zi birlarini koʻrib chiqamiz. Uzataladigan axborotning ma‘nosini yashirish uchun ikki xil oʻzgartirishlar qoʻllaniladi: kodlashtirish va shifrlash. Kodlashtirish uchun tez-tez ishlatiladigan iboralar toʻplamini oʻz ichiga oluvchi kitob yoki jadvallardan foydalaniladi. Bu iboralardan har biriga, koʻp hollarda, raqamlar toʻplami bilan beriladigan ixtiyoriy tanlangan kodli soʻz toʻg‗ri keladi. Axborotni kodlash uchun xuddi shunday kitob yoki jadval talab qilinadi. Kodlashtiruvchi kitob yoki jadval ixtiyoriy kriptografik oʻzgartirishga misol boʻladi. Kodlashtirishning axborot texnologiyasiga mos talablar — qatorli ma‘lumotlarni sonli ma‘lumotlarga aylantirish va aksincha oʻzgartirishlarni bajara bilish. Kodlashtirish kitobini tezkor hamda tashqi xotira qurilmalarida amalga oshirish mumkin, lekin bunday tez va ishonchli kriptografik tizimni muvaffaqiyatli deb boʻlmaydi. Agar bu kitobdan biror marta ruxsatsiz foydalanilsa, kodlarning yangi kitobini yaratish va uni hamma foydalanuvchilarga tarqatish zaruriyati paydo boʻladi. Kriptografik oʻzgartirishning ikkinchi turi shifrlash oʻz ichiga — boshlang‗ich matn belgilarini anglab olish mumkin boʻlmagan shaklga oʻzgartirish algoritmlarini qamrab oladi. Oʻzgartirishlarning bu turi axborot- 55 kommunikatsiyalar texnologiyalariga mos keladi. Bu yerda algoritmni himoyalash muhim ahamiyat kasb etadi. Kriptografik kalitni qoʻllab, shifrlash algoritmining oʻzida himoyalashga boʻlgan talablarni kamaytarish mumkin. Endi himoyalash ob‘ekti sifatada faqat kalit xizmat qiladi. Agar kalitdan nusxa olingan boʻlsa, uni almashtirish mumkin va bu kodlashtiruvchi kitob yoki jadvalni almashtirishdan yengildir. Shuning uchun ham kodlashtirish emas, balki shifrlash axborot- kommunikatsiyalar texnologiyalarida keng koʻlamda qoʻllanilmoqda. Sirli (maxfiy) aloqalar sohasi kriptologiya deb aytiladi. Ushbu soʻz yunoncha «kripto» — sirli va «logus» — xabar ma‘nosini bildiruvchi soʻzlardan iborat. Kriptologiya ikki yoʻnalish, ya‘ni kriptografiya va kriptotahlildan iborat. Kriptografiyaning vazifasi xabarlarning maxfiyligini va haqiqiyligini ta‘minlashdan iborat. Kriptotahlilning vazifasi esa kriptograflar tomonidan ishlab chiqilgan himoya tizimini ochishdan iborat.
Simmetriyali kriptotizim asoslari Hozirgi kunda kriptotizimni ikki sinfga ajratish mumkin: - simmetriyali bir kalitlilik (maxfiy kalitli); - asimmetriyali ikki kalitlilik (ochiq kalitli). Simmetriyali tizimlarda quyidagi ikkita muammo mavjud: 1) Axborot almashuvida ishtirok etuvchilar qanday yoʻl bilan maxfiy kalitni bir-birlariga uzatishlari mumkin? 2) Joʻnatilgan xabarning haqiqiyligini qanday aniqlasa boʻladi? Ushbu muammolarning yechimi ochiq kalitli tizimlarda oʻz aksini topdi. Ochiq kalitli asimmetriyali tizimda ikkita kalit qoʻllaniladi. Biridan ikkinchisini hisoblash usullari bilan aniqlab boʻlmaydi. Birinchi kalit axborot joʻnatuvchi tomonidan shifrlashda ishlatilsa, ikkinchisi axborotni qabul qiluvchi tomonidan axborotni tiklashda qoʻllaniladi va u sir saqlanishi lozim.

Ushbu usul bilan axborotning maxfiyligini 2.3.1-rasmdagi sxema asosida ta‘minlash mumkin. Agar birinchi kalit sirli boʻlsa, u holda uni elektron imzo sifatida qoʻllash mumkin va bu usul bilan axborotni autentifikatsiyalash, ya‘ni axborotning yaxlitligini ta‘minlash imkoni paydo boʻladi.

Axborotni autentifikatsiyalashdan tashqari quyidagi masalalarni yechish mumkin: - foydalanuvchini autentifikatsiyalash, ya‘ni kompyuter tizimi zaxiralariga kirmoqchi boʻlgan foydalanuvchini aniqlash: - tarmoq abonentlari aloqasini oʻrnatish jarayonida ularni oʻzaro autentfikatsiyalash. Hozirgi kunda himoyalanishi zarur boʻlgan yoʻnalishlardan biri bu elektron toʻlov tizimlari va internet yordamida amalga oshiriladigan elektron savdolardir. Kriptografiya — ma‘lumotlarni oʻzgartirish usullarining tuplami boʻlib, ma‘lumotlarni himoyalash boʻyicha quyidagi ikkita asosiy muammolarni hal qilishga yoʻnaltirilgan: maxfiylik, yaxlitlilik. Maxfiylik orqali yovuz niyatli shaxslardan axborotni yashirish tushunilsa, yaxlitlilik esa yovuz niyatli shaxslar tomonidan axborotni oʻzgartira olmaslik haqida dalolat beradi. Kriptografiya tizimini sxematik ravishda yuqoridagicha tasvirlash mumkin: Bu yerda kalit qandaydir himoyalangan kanal orqali joʻnatiladi (chizmada punktir chiziqlar bilan tasvirlangan). Umuman olganda, ushbu mexanizm simmetriyali bir kalitlik tizimiga taalluqlidir. Assimmetriyali ikki kalitlik kriptografiya tizimini sxematik ravishda quyidagicha tasvirlash mumkin: Bu holda himoyalangan kanal boʻyicha ochiq kalit joʻnatilib, maxfiy kalit joʻnatilmaydi. Yovuz niyatli shaxslar oʻz maqsadlariga erisha olmasa va kriptotahlilchilar kalitni bilmasdan turib, shifrlangan axborotni tiklay olmasa, u holda kriptotizim kriptomustahkam tizim deb aytiladi. Kriptotizimning mustaxkamligi uning kaliti bilan aniqlanadi va bu kriptotahlilning asosiy qoidalaridan biri boʻlib hisoblanadi. 57 Ushbu ta‘rifning asosiy ma‘nosi shundan iboratki, kriptotizim barchaga ma‘lum tizim hisoblanib, uning oʻzgartirilishi koʻp vaqt va mablag‗ talab qiladi, shu bois ham faqatgina kalitni oʻzgartirib turish bilan axborotni himoyalash talab qilinadi. Kriptografiya nuqtai nazaridan shifr bu kalit demakdir va ochiq ma‘lumotlar toʻplamini yopiq (shifrlangan) ma‘lumotlarga oʻzgartirish kriptografiya oʻzgartirishlar algoritmlari majmuasi hisoblanadi.

Kalit — kriptografiya oʻzgartirishlar algoritmining ba‘zi-bir parametrlarining maxfiy holati boʻlib, barcha algoritmlardan yagona variantini tanlaydi. Yuqoridagi 2.3.2 va 2.3.3-rasmalrda kalitlarga nisbatan ishlatiladigan asosiy koʻrsatkich boʻlib kriptomustaxkamlik hisoblanadi. Kriptografiya himoyasida shifrlarga nisbatan quyidagi talablar qoʻyiladi: - yetarli darajada kriptomustahkamlik; - shifrlash va qaytarish jarayonining oddiyligi; - axborotlarni shifrlash oqibatida ular hajmining ortib ketmasligi; - shifrlashdagi kichik xatolarga ta‘sirchan boʻlmasligi. Ushbu talablarga quyidagi tizimlar javob beradi: - oʻrinlarini almashtirish; - almashtirish; - gammalashtirish; - analitik oʻzgartirish. Oʻrinlarini almashtirish shifrlash usuli boʻyicha boshlang‗ich matn belgilarining matnning ma‘lum bir qismi doirasida maxsus qoidalar yordamida oʻrinlari almashtiriladi. Almashtirish shifrlash usuli boʻyicha boshlangich matn belgilari foydalanilayotgan yoki boshqa bir alifbo belgilariga almashtirilali. 58 Gammalashtirish usuli boʻyicha boshlangich matn belgilari shifrlash gammasi belgilari, ya‘ni tasodifiy belgilar ketma-ketligi bilan birlashtiriladi. Tahliliy oʻzgartirish usuli boʻyicha boshlang‗ich matn belgilari analitik formulalar yordamida oʻzgartiriladi, masalan, vektorni matritsaga koʻpaytirish yordamida. Bu yerda vektor matndagi belgilar ketma-ketligi boʻlsa, matritsa esa kalit sifatida xizmat qiladi.
Misol:
Quyidagi matn berilgan boʻlsin: KADRLAR TAYYORLASH MILLIY DASTURI Ushbu axborot ustun boʻyicha ketma – ket jadvalga kiritiladi:

Natijada, 4x7 oʻlchovli jadval tashkil qilinadi. Endi shifrlangan matn qatorlar boʻyicha aniqlanadi, ya‘ni oʻzimiz uchun 4 tadan belgilarni ajratib yozamiz. KLAL IYTA AYAL DUDR YoShLA RRTR MISI Bu yerda kalit sifatida jadval oʻlchovlari xizmat qiladi.
Sehrli kvadrat deb, katakchalariga 1 dan boshlab sonlar yozilgan, undagi har bir ustun, satr va diagonal boʻyicha sonlar yigindisi bitta songa teng boʻlgan kvadrat shaklidagi jadvalga aytiladi. Sehrli kvadratga sonlar tartibi boʻyicha belgilar kiritiladi va bu belgilar satrlar boʻyicha oʻqilganda matn hosil boʻladi.
Misol. 4x4 oʻlchovli sexrli kvadratni olamiz, bu yerda sonlarning 880 ta har xil kombinatsiyasi mavjud. Quyidagicha ish yuritamiz:

Boshlang’ich matn sifatida quyidagi matnni olamiz: DASTURLASH TILLARI va jadvalga joylashtiramiz:

Shifrlangan matn jadval elementlarini satrlar boʻyicha uqish natijasida tashkil topadi: ISAL UTIA SHRLL TRAD