Óz dst 1105: 2009 simmetriyalıq bloklı shifrlaw standartı

Joba:

1. 
   Óz DSt 1105:2009 shifrlaw standarti haqqinda tusinik.
   
2. 
   Óz DSt 1105:2009 algoritmi orinlaniw tartibi.
   
3. 
   Elektron kod kitabı shifrlaw blok sxeması.
   

Óz DSt 1105:2009 simmetriyalıq bloklı shifrlaw standartı
Óz DSt 1105:2009 algoritmi Ózbekistan Respublikasınıń shifrlaw standartı esaplanadı. Bul “Maǵlıwmatlardı shifrlaw algoritmi” (MSHA) standartı elektron maǵlıwmatlardı qorǵaw ushın mólsherlengen kriptografiyalıq algoritmdi ańlatadı. MSHA – simmetriyalıq bloklı shifrı bolıp, 256 bit uzınlıqtaǵı maǵlıwmatlar blogın shifrtekstke aylandırıw hám shifrtekstti dáslepki tekstke aylandırıw ushın 256 yamasa 512 bit uzınlıqtaǵı kriptografiyalıq giltlerden paydalanadı.
Algoritm tiykarınan eki bólimnen giltlerdi generaciyalaw hám shifrlaw/ deshifrlaw processlerinen dúzilgen. Giltlerdi generaciyalaw basqıshında shifrlaw gilti hám funkcional giltten paydalanıp, raund giltlerin hám bloklardı jaratıw basqıshları orıllanadı. Bul basqıshlar tómendegi 5.8 – súwrette keltirilgen, arqalı ámelge asırıladı.

almastırıw funkciyasınıń wazıypası seans giltin payda etiw hám onıń járdeminde bloklardı generaciyalawdan ibarat.
Seans gilti

formula járdeminde payda etilgen mánistiń shepten 672 bittiajıratıp alıw arqalı jaratıladı.
Bunda, k hám k_f - sáykes tańlanǵan shifrlaw hám funkcional
giltler,k^,-k nıń ońnan 192 bitli úlesi esaplanadı.
Payda etilgen seans gilti járdeminde S- bloklardı generaciyalaw
tómendegi tártipte orınlanadı:
– k_se seans giltiniń ońnan 256+64 bitli úlesi ajıratıp alınadı hám onıń shepten 256 bitli úlesinen baytlı elementlerden dúzilgen sızıqlı massiv , qalǵan 64 bitli úlesinen – bayt dárejesinde elementlerden dúzilgen sızıqlı massiv jaratıladı;
– Sızıqlı massiv elementleri hám massivlerge ajıratıladı hám olardan belgili bolǵan qaǵıydalar tiykarında (d₁, R₁, L₁) hám (d₂, R₂, L₂) parametrler úshlikleri jaratıladı.
Joqarıdaǵı úshlik parametrlerden paydalanıp bayt kórinisinde shifrlaw ushın, taq hám jup raundlarda isletiletuǵın sızıqlı massivler juplıǵınan ibarat S-bloklar tómendegi formula járdeminde orınlanadı:

Bul jerde, pútin sanlardı kóbeytiw, kerige ózgertiw hám dárejege kóteriw dep atalǵan parametrli algebra ámellerinen qollanıladı.
X dı Y ke modul boyınsha parametrli kóbeytiw tómendegishe orınlanadı:

ózgeriwshini modul boyınsha parametrli kerige ózgertiw tómendegishe orınlanadı:

Mısalı. tı modul boyınsha parametr dárejesine kóteriw ámeli kórinisinde ańlatıladı:
Mısalı bolǵanda X^\35 tómendegishe esaplanadı:

Mánislerdi ornına qoyıp tómendegige iye boladı:

Keyingi adımda funkciyası járdeminde shifrlaw hám deshifrlawda qollanılatuǵın diamatricalar tómendegishe generaciya etiledi:
- Baytlı elementlerden dúzilgen sızıqlı massiv diń shepten 20 baytlı elementlerinen dúzilgen sızıqlı massiv úlesi ajıratıp alınadı;
- ushın, eger bolsa, onda di ǵan almastırıladı.
Sızıqlı massiv diń elementlerinen eki ólshemli hám massivleri tómendegi tártipte dúziledi:
massivleriniń qalǵan elementleri tómendegi qaǵıyda tiykarında dúziledi:

• 
  ushin bolǵanda, elementler mánisi boyınsha elementke teń;
  
• 
  ushın elementler mánisi boyınsha elementke teń;
  
• 
  ushın elementler mánisi boyınsha elementke teń. Nátiyjede, -shifrlaw rejiminen qollanıw ushın kórinisinde tómendegi hám eki arnawlı dúzilgen diamatrica jaratıladı.
  

- shifrlaw rejiminen qollanıwda arnawlı dúzilgen diamatrica ushın keri arnawlı dúzilgen diamatrica esaplanadı. Sonday-aq, - deshifrlaw rejiminen qollanıwda hám arnawlı dúzilgen diamatrica ushın keri arnawlı dúzilgen diamatrica esaplanadı. Diamatrica anıqlawshısı noldan basqa arnawlı dúzilgen diamatrica nı (Bul jerde, ) kerige ótkeriw onıń ústinde diamatrica almastırıwı nátiyjesinde payda bolǵan matricanıń keri matricasın esaplaw hám payda bolǵan keri matrica ústinde diamatrica almastırıw ámelin orınlaw nátiyjesin alıwdan ibarat.
Kerige aylandırıw nátiyjesinde eki hám hám de arnawlı dúzilgen diamatrica kórinisine iye bolǵan tómendegi K1t hám K2t massivler payda boladı:
sh-shifrlaw rejiminde qollanıwda ( , ) juplıq, -rejiminde qollanıwda bolsa ( , ) jubı isletiledi. Keyingi basqıshta almastırıw funkciyası (sızıqlı seans-basqısh gilti massivin sáwlelendiriw) járdeminde raund giltleri tómendegishe generaciya qılınadı:
-Basqısh=1 hám m=sh bolsa, onda sızıqlı seans-basqısh gilti massivi ózgerissiz qaldırıladı, eger basqısh=0 hám m=dsh bolsa, onda massivi ońǵa 672-(ye x 83) mod 672 bitke jılısadı;
- Eger basqısh >1 hám m=sh bolsa, onda periodı ońǵa massivi 83 bitke jılısadı, eger basqısh ≥1 hám m=dsh bolsa, onda periodlı kóriniste shepke massivi 83 bitke jılısadı. Sızıqlı seans - basqısh gilti izbe-izliginiń shep tárepinen 256 bitli úlesin ajıratıp alıp, onnan elementleri bayt kórinisinde berilgen massiv kórinisine keltiriledi. Bul almastırıw shifrlaw processi baslanıwǵa shekem tolıq basqıshlar ushın ámelge asırıladı. S bloklar generaciya qılınǵannan soń shifrlaw hám deshifrlaw processi tómendegi 5.9-súwrette kórsetilgen sxema tiykarında orınlanadı. Dáslep tekstti shifrtekstke almastırıw rejiminde ashıq tekst, shifrtekstti dáslepki tekstke almastırıw rejiminde bolsa shifrtekst kriptografiyalıq moduldiń Holat[8,4] massivine júklenedi. Keyin 8 raundtıń hár birinde QosBasqıshGilt (Process, K_e), Aralas(Process, ), Sur(Process), BaytAlmasıw(Process,Ba) funkciyaları orınlanadı. 8-raund tamamlanǵannan soń bolsa tek gána QosBasqıshGilt (ProcessK_e, ), Aralas (Process, ) funkciyaları orınlanadı. Shifrlaw processi 2 túrli rejimde ámelge asırıladı.
Shifrtekst blokları(Cipher block chaining, CBC) hám elektron kod kitabı (Electronic code book, ECB) rejimleri.

5.9-súwret. Elektron kod kitabı rejiminde shifrlaw processi blok sxeması
Ashıq tekst Process[8,4] massivine júklengennen soń QosBasqıshGilt(Process, ) funkciyası járdeminde Process massivi hám [8,4] seans gilti massivleriniń hár bir bayt dárejesindegi bir atlı elementleri ústinde XOR ámeli tómendegi tártipte orınllanadı:
0 < c < 8 ushın


Nátiyje Process massivine kóshiriledi. Keyin Sur (Process) funkciyası orınlanadı. Sur (Process) almastırıwı eger m= sh rejiminde bolsa, onda periodlı kóriniste Process massiviniń baǵanası dáslep,
tómenge baytqa jılısadı, keyin payda bolǵan massivtiń I qatarı ońǵa baytqa jılısadı, keri jaǵdayda m=dsh bolsa, onda periodlı kóriniste Process massiviniń qatarı dáslep, shepke baytqa jılısadı, soń payda bolǵan massivtiń jbaǵanası joqarıǵa baytqa jılısadı.
Keyingi ámel Aralas(Process, Ks) tómendegi ámellerdi orınlawdan ibarat: Eger m=sh bolsa, onda , qabıl etiledi, esaplanadı, nátiyje massivlerge jazılıp, Process massivine kóshiriledi, keri jaǵdayda, yaǵnıy m=dsh bolsa, onda , qabıl etiledi, esaplanadı, nátiyje massivlerine jazılıp, Process massivine kóshiriledi. ashıq tekst biti ni arnawlı sistemalı diamatricaǵa kóbeytiw tómendegi qaǵıydalar tiykarında ámelge asırıladı:

Mısal. d2 – diamatricalı kóbeyme:

Joqarıdaǵı diamatricaǵa kóbeytiw qaǵıydalarınan paydalanıp esaplanǵan nátiyjeli matricanı esaplawdıń bittegi elementi tómendegishe:
h’[0,0]=h’0=h0(k0+k4+k8+k12)–h5k4–h10k8– h15k12)(modp)=1*(17+4+9+13)-9*4-6*9-9*13=(43-36-54-117)(mod 256)=92.
Qalǵan elementler de joqarıdaǵı kestedegi qaǵıydalar tiykarında esaplanadı. Sońǵı funkciya BaytAlmasıw(Process,Ba) almastırıwı tómendegi ámellerdi orınlawdan ibarat:
elementleri bayt dárejesinde berilgen massivi elementleri bayt dárejesinde berilgan massiv kórinisinde ańlatıladı;
eger m=sh bolsa, onda qabıl etiledi , massiviniń hár bir elementi B massiviniń adresi boyınsha oǵan sáykes elementi menen almastırıladı hám natiyjeli massivi bayt dárejesinde berilgen massivine almastırıladı, keri jaǵdayda, yaǵnıy m=dsh bolsa, onda qabıl etiledi, massiviniń hár bir elementi massiviniń adresi boyınsha oǵan sáykes elementi menen almastırıladı hám nátiyjeli massivi bayt dárejesinde berilgen massivine almastırıladı (Bul jerde, ). Almastırıw nátiyjesi nusqası Process massivine kóshiriledi hám shifrtekst sıpatında qabıl qılınadı.