Yordamida ma’lumotlarni shifrlash

8-amaliy ish
Mavzu:OpenSSL kutubxonasidan foydalangan xolda blokli shifrlar

yordamida ma’lumotlarni shifrlash

Ishdan maqsad: Zamonaviy blokli shifrlash algoritmlari asosida
ma’lumotlarni shifrlash ko’nikmalariga ega bo’lish
Nazariy qism
Ushbu algoritm AQSH davlat shifrlash stanlarti DES kriptotahlil hujumiga uchragandan so’ng ishlab chiqildi va standart sifatida qabul qilindi. Ushbu standart DES dan farqli o’laroq turli xil kalit uzunliklaridan (128,192 va 256 bit) foydalanadi. Blokli shifrlashga asoslangan bo’lib, blok uzunligi 128 bitga teng bo’lib kalitga mos ravishda (10, 12 va 14) raund davomida shifrlanadi.
AES shifrlash algoritmi matematik tomondan ko’phadlar ustida amal bajarishga asoslangan bo’lib, ma’lumotlar baytlab kiritiladi. AES shifrlash algoritmi har bir raundi quyidagi amallardan iborat :

1. 
   SubBytes bosqichi. Ushbu bosqichda kiruvchi matritsa baytlari o’zgarmas S-box jadvali bo’yicha almashtiriladi.
   

5.1- rasm. SubBytes bosqichi

2. 
   ShiftRows qadami. Ushbu bosqichda birinchi bosqichdan chiqqan natijaviy matritsa bayotlari suriladi. Bunda 1-satr o’zgarmas, 2-satr 1 bayt chapga, 3-satr 2 bayt chapga va 4-satr 3 bayt chapga suriladi.
   

5.2- rasm. ShiftRows qadami

3. 
   MixColumns qadami. Ushbu qadamda ShiftRows dan chiqqan matritsa bilan o’zgarmas matritsa bayti bilan o’zaro ko’paytiriladi.
   

5.3- rasm. MixColumns qadami

4. 
   AddRoundKey qadami. Raundning oxirgi bosqichi sanalib, 3-bosqichdan chiqqan natija bilan kalit baytlari XOR amalida qo’shiladi.
   

4. 
   rasm. AddRoundKey qadami
   

Ushbu standart XXI asrning eng kriptobardoshli kriptografik tizimi sanalib, hozirda amaliy hujumga uchramagan.
AES shifrlash algoritmi kiruvchi blokni butunlay o’zgarishi 2- raunddan so’ng yuz beradi.

4. 
   rasm. Kiruvchi ma’lumotlarning almashinish holati (AES) AES shifrlash algoritmida chiziqsiz funksiya sifatida SubBytes va MixColumns funksiyalaridan foydalanilgan.
   

Blowfish algoritmi. Blowfish algoritmi B. Shnayer tomonidan ishlab chiqilgan bo‘lib, 1993 yilda e’lon qilingan. B. Shnayer algoritmga quyidagilarni asos qilib olingan.

1. 
   Tezlik. 32 razryadli mikroprotsessorlarda Blowfish algoritmi 26 taktda shifrlaydi.
   
2. 
   Kompaktlilik. Blowfish kompyuter xotirasida eng kamida 5 kilobayt joy egallaydi.
   
3. 
   Oddiylik. Blowfish algoritmida qo‘shish, XOR, va tablitsadan o‘rin almashtirish qo‘llaniladi. Bu esa tahlilni osonlashtiradi.
   
4. 
   O‘zgaruvchan bardoshlilik. Blowfish algoritmi kaliti uzunligi o‘zgaruvchan va 448 bitgacha yetish mumkin.
   

Bu algoritm Feystel tarmog‘iga asoslangan bo‘lib, blokni uzunligi 64 bitga, raundlar soni 16 ga va raund kalitlari uzunligi esa 32 bitga teng. Blowfish shifrlash algoritmi i-raundi quyidagi funksional sxemada keltirilgan:

5.6-rasm. Blowfish kriptoalgoritmining i-raundi
Blowfish kriptoalgoritmi raundilari F funksiyasi quyidagicha:

1. 
   32 bitli L_i1chap qism 8 bitli (a,b,c,d) qismlarga bo‘linadi.
   
2. 
   (a,b,c,d) 8 bitli qismlar Sbloklar yordamida o‘rin almashtiriladi. O‘rin almashtirish formulasi quyidagicha:
   

F(Li1)  ((((S1,a S2,b )mod232 ) XORS3,c ) S4,d )mod232.
Bu yerda har bir S-blok 256 ta 32 bitli elementga ega, ya’ni 8 bitli sonni 32 bitli songa akslantirib beradi. Masalan, birinchi S-blok keltirilgan.
Bu S-blokka kiruvchi qiymat 85 ga teng bo‘lsin, u holda S-blokdan chiquvchi qiymat sifatida S-blokning 85-o‘rnida joylashgan
0x21c66842₁₆=566650946₁₀=00100001110001100110100001000010₂ olinadi.
Bu algoritm asosida yotadigan tamoyil qo‘llanish konstruksiyasining oddiyligidadir. Kriptoalgoritmda qo‘llanilgan: