O’zbekiston respublikasi axborot texnologiyalari va kommunikatsiyalarini rivojlantirish vazirligi muhammad al-xorazmiy nomidagi toshkent axborot texnologiyalari universiteti samarqand filliali

Vijener shifrlash tizimi
Vigenere tizimi birinchi marta 1586 yilda nashr etilgan va eng qadimgi va eng mashhur polialfavit tizimlaridan biridir. U oʻz nomini 16-asrda fransuz diplomati Blez Vijener nomidan oldi, u kriptografik tizimlarni ishlab chiqqan va takomillashtirgan. Vigenere tizimi Sezar shifrlash tizimiga o'xshaydi, unda almashtirish kaliti harfdan harfga o'zgaradi. Ushbu polialfavit almashtirish shifrini Vigenere jadvali (kvadrat) deb nomlangan shifrlash jadvali bilan tavsiflash mumkin. 5 va 6-rasmlarda rus va ingliz alifbolari uchun Vigenere jadvallari ko'rsatilgan. Vigenere jadvali shifrlash va shifrni ochish uchun ishlatiladi. Jadvalda ikkita kirish mavjud:
• asl ochiq matnning keyingi harfini o'qish uchun ishlatiladigan tagiga chizilgan belgilarning yuqori qatori;
• kalitning eng chap ustuni.
Kalitlar ketma-ketligi odatda kalit so'z harflarining raqamli qiymatlaridan olinadi.
Asl xabarni shifrlashda u qatorga yoziladi va uning ostida kalit so'z (yoki ibora) yoziladi. Agar kalit xabardan qisqaroq bo'lsa, u tsiklik ravishda takrorlanadi. Shifrlash jarayonida dastlabki matnning keyingi harfi jadvalning yuqori qatorida va keyingi kalit qiymati chap ustunda joylashgan. Shifrlangan matnning keyingi harfi shifrlangan harf bilan belgilanadigan ustun va kalitning raqamli qiymati bilan belgilanadigan chiziqning kesishmasida joylashgan.
Kalitlar ketma-ketligi r uzunlikka ega bo'lsin, u holda r-alifbo almashtirish kaliti r-satrdir.
(4.1)
Vigenere shifrlash tizimi qoidaga muvofiq kalit yordamida ochiq matnni shifrlangan matnga aylantiradi
T _x :

bu erda p _i = p _{( imod r )} .

2-rasm. Rus alifbosi uchun Vigenere jadvali

3-rasm. Ingliz alifbosi uchun Vigenere jadvali

Bir martalik shifrlash tizimi
Amalda qo'llaniladigan deyarli barcha shifrlar shartli xavfsiz deb tavsiflanadi, chunki ular, qoida tariqasida, cheksiz hisoblash kuchi mavjud bo'lganda buzilishi mumkin. Mutlaq kuchli shifrlarni hatto cheksiz hisoblash quvvatidan foydalangan holda ham buzish mumkin emas. Amalda faqat bitta shunday shifr qo'llaniladi - bir martalik shifrlash tizimi. Bir martalik shifrlash tizimining xarakterli xususiyati kalitlar ketma-ketligidan bir martalik foydalanishdir.
Bir martalik tizim asl ochiq matnni shifrlaydi

shifrlangan matnga

Sezarni almashtirish orqali

bu yerda K _i tasodifiy kalitlar ketma-ketligining i-elementi.
kalit fazosi m ⁿ qiymatdan iborat diskret tasodifiy o'zgaruvchilar to'plamidir .
Shifrni ochish protsedurasi munosabat bilan tavsiflanadi
,
Bu erda K _i - bir xil tasodifiy kalitlar ketma-ketligining i-elementi.
Bir martalik tizim 1917 yilda amerikaliklar J. Mauborn va G. Vernam tomonidan ixtiro qilingan. Ushbu almashtirish tizimini amalga oshirish uchun ba'zan bir martalik pad ishlatiladi. Bu daftar yirtilgan varaqlardan iborat bo'lib, ularning har birida tasodifiy sonlar (tugmachalar) K _{i bo'lgan bosma jadval mavjud} . Notepad ikki holatda ishlaydi: biri jo'natuvchi tomonidan, ikkinchisi esa qabul qiluvchi tomonidan ishlatiladi. Xabarning har bir X _{i belgisi uchun} uning jadvaldagi K _{i kaliti} faqat bir marta ishlatiladi. Jadvaldan foydalanilgandan so'ng, uni daftardan olib tashlash va yo'q qilish kerak. Yangi xabarni shifrlash yangi sahifadan boshlanadi. i kalitlar to'plami haqiqatdan ham tasodifiy va oldindan aytib bo'lmaydigan bo'lsa, bu shifr mutlaqo xavfsizdir. Agar kriptoanalitik ma'lum bir shifrlangan matn uchun barcha mumkin bo'lgan kalitlar to'plamidan foydalanishga va asl matnning barcha mumkin bo'lgan variantlarini tiklashga harakat qilsa, ularning barchasi bir xil ehtimolga ega bo'ladi. Haqiqatan ham yuborilgan asl matnni tanlashning hech qanday usuli yo'q. Bir martalik tizimlar qayta tiklanmaydigan tizimlar ekanligi nazariy jihatdan isbotlangan, chunki ularning shifrlangan matnida ochiq matnni tiklash uchun yetarli ma’lumotlar mavjud emas.
Ko'rinishidan, ushbu afzallik tufayli bir martalik tizimlar mutlaqo axborot xavfsizligini talab qiladigan barcha holatlarda qo'llanilishi kerak. Biroq, bir martalik tizimdan foydalanish imkoniyatlari faqat amaliy jihatlar bilan cheklangan. Muhim nuqta tasodifiy kalitlar ketma-ketligidan bir martalik foydalanish talabidir. Xabarning uzunligidan kam bo'lmagan uzunlikdagi kalitlar ketma-ketligi xabarni oluvchiga oldindan yoki qandaydir maxfiy kanal orqali alohida uzatilishi kerak. Bu talab haqiqatan ham muhim bir martalik xabarlarni, masalan, Vashington-Moskva ishonch telefoni orqali yuborish uchun juda og'ir bo'lmaydi. Biroq, bunday talab ko'p millionlab belgilarni shifrlash talab qilinadigan zamonaviy axborotni qayta ishlash tizimlari uchun amalda mumkin emas.
Bir martalik padning ba'zi versiyalari oddiyroq tugmalar ketma-ketligini boshqarishga murojaat qiladi, ammo bu shifr ishonchliligining biroz pasayishiga olib keladi. Masalan, kalit xabarni jo'natuvchi va qabul qiluvchiga ma'lum bo'lgan kitobdagi joyni ko'rsatish orqali aniqlanadi. Kalitlar ketma-ketligi ushbu kitobda ko'rsatilgan joydan boshlanadi va Vigenere tizimidagi kabi ishlatiladi. Ba'zan bunday shifrni ishlaydigan kalitli shifr deyiladi. Shifrning ushbu versiyasida kalitlar ketma-ketligini boshqarish ancha oson, chunki uzun kalitlar ketma-ketligi ixcham shaklda taqdim etilishi mumkin. Ammo boshqa tomondan, bu kalitlar tasodifiy bo'lmaydi. Shuning uchun kriptoanalitik asl tabiiy til harflarining chastotalari haqidagi ma'lumotlardan foydalanish imkoniyatiga ega. 
Vernam shifrlash
Vernam shifrlash tizimi mohiyatan moduli m = 2 bo'lgan Vigenere shifrlash tizimining alohida holatidir. 1926 yilda AT & T AQSh xodimi Gilbert Vernam tomonidan taklif qilingan ushbu shifrning o'ziga xos versiyasida ikkilik ko'rinishidan foydalaniladi. manba matnidagi belgilar. Ingliz alifbosidagi {A, B, C, D, ..., Z} asl ochiq matnning har bir belgisi oltita yordamchi belgilar bilan kengaytirilgan (boʻsh joy, karetaga qaytish va h.k.) dastlab 5 bitli blokga kodlangan. (b ₀ , b ₁ , …, b ₄ ) telegraf Baudot kodi. Ikkilik kalitlarning tasodifiy ketma-ketligi k ₀ ,k ₁ ,k ₂ ,... qog'oz lentaga oldindan yozib olingan. Vernam shifrlash yordamida xabarlarni uzatish sxemasi 8-rasmda ko'rsatilgan. Ilgari ikkilik belgilar ketma-ketligiga aylantirilgan asl matnni shifrlash k ikkilik kalitlar ketma-ketligi bilan x belgilarni 2-modul qo'shish orqali amalga oshirildi. Shifrlangan matn belgilari:
y=x Ek (8)

4-rasm. Vernam usuli yordamida xabarlarni shifrlash va shifrini ochish sxemasi

Shifrni ochish 2-modulda bir xil k tugmalar ketma-ketligi bilan shifrlangan matn belgilarini qo'shishdan iborat: