Лабораторная работа № 1

Лабораториялық жұмыс № 5

Шифрлеу алгоритмінің құрылымы

Жұмыстың мақсаты: шифрлеу әдісін меңгеру

Шифрлеу алгоритмін екі категорияға бөлуге болады:

1. Симметриялық шифрлеу алгоритмі

2. Ассиметриялық шифрлеу алгоритмі

Симметриялық шифрлеу алгоритмінде шифрлеу үшін әдетте қарапайым қандай да бір қатынастағы кілт қолданылады. Бұндай кілтті әдетте шифрлеудің қарапайым кілті деп атайды.

Ассиметриялық шифрлеу алгоритмінде шифрлеу кілті кілтінен

шығады, осылайша кері есептеу м.мкін емес. Мысалы, кілттердің қатынасы келесідей болуы мүмкін:

,

мұндағы және - шифрлеу алгоритмінің параметрі, оның көлемі үлкен.

Кілттердің мұндай қатынасы электронды жазуда да қолданылады.

Шифрлеу алгоритмінің негізгі сипаттамасы криптотұрақтылық болып табылады, ол оның тұрақтылығын анықтайды және криптоанализ әдісін ашуға криптотұрақтылығын анықтайды. Әдетте, бұндай сипат шифрді ашуға қажетті уақыт интервалымен анықталады.

Симметриялық шифрлеу өте ыңғайлы.

Симметриялық шифрлеу екі түрлі болады:

- Блоктық шифрлеу – ақпаратқ есепке алынған ұзындық блогына бөлінеді (мысалы, 64 немесе 128 бит), содан кейін бұл блоктар кезекпен шифрленеді. Шифрлеудің әртүрлі алгоритмдерінде немесе әртүрлі жұмыс режимінде бір біріне байланысты болмай шифрленеді.

- Ағындық шифрлеу – егер де ақпараттар блокқа бөлінбейтін жағдайда қажет. Сондықтан да ағындық шифрлеу алгоритмін бит немесе символ бойынша шифрлейді. Бірақ та кейбір жіктелулерді блоктық және ағындық шифрлеуге бөлмейді, себебі ағындық шифрлеу ол бірлік ұзындық блогын шифрлеу болып табылады.

Блоктық шифрлеудің негізгі екі түрі болады:

1. Орын ауыстыру шифры;

2. Алмастыру шифры.

Орын ауыстыру шифры ашық деректер элементтерінің орнын ауыстырады (биттер, сандар, символдар). Алмастыру шифры белгілі бір ереже бойынша ашық деректер элементтерін басқа деректермен алмастырады.

Алмастыру шифры екі топқа бөлінеді:

1. моноалфавиттік (Цезарь коды);

2. полиалфавиттіе (Видженер шифры)

Моноалфавиттік шифрде мәтіннің әріпі алдын ала анықталған әріппен алмастырылады. Мысалы Цезарь кодында әріп әріппен алмастырылады. Бұндай шифрді бұзу оңай.

Полиалфавиттікте әртүрлі символдар қолданылады.

Орын ауыстыру шифрында символдар өзгертіледі. Қарапайым шифр — бұл арнайы кесте (тор), хаттамалар бір тәсілмен жазылады, содан соң басқамен есептелінеді. Бұл 6 суретте көрсетілген. Хабарлама тор жолына жазылады, бағанмен есептелінеді.

Мысалы, хабарлама

«БҰЛ ХАБАРЛАМА ЖОЛДАУ ҮШІН»

Кезегімен жол бойына жазылады. 3 жолдан және 8 бағаннан тұратын кестені толтыру нәтижесі 1 суретте көрсетілген.

1сурет. Қарапайым орын ауыстыру шифры

Нәтижесінде хабарламаны шифрлеу келесі түрде болады:

ЭЕТ ТНП ОИР СЕА ОДВ ОЛК БЯИ ЩО.

Кілт ретінде КОМБАЙН сөзін алайық, хабарлама мәтіні ретінде келесідей сөйлемді алайық «ЭТО СООБЩЕНИЕ СЛЕДУЕТ ОТПРАВИТЬ». 2 суретте екі кесте көрсетілген, сол жақтағы кесте орын ауыстыруға дейінгі, оң жақтағы орын ауыстырғаннан кейінгі түрде.

2 сурет. Көлденең орын ауыстыру шифры

Нәтижесінде:

ОЕТИ СИЕВ ОСОТ ЭЩЕП ОНУА БЛТЬ ТЕДР .

Зертханалық жұмысқа тапсырма

1. Хабарламаны көлденең орын ауыстыру шифріндегі алгоритмін құру.

2. Хабарламаны дешифрлеу үшін көлденең орын ауыстыру шифріндегі алгоритмін құру.

3. Көлденең орын ауыстыру шифрін қолдана отырып шифрлеу/дешифрлеу қосымшаларын құру.