Дәріс №12. Классикалық криптология. Криптография және криптографиялық талдау туралы жалпы мәліметтер
Мақсаты: криптология туралы жалпы мәліметтерімен танысу.
Мазмұны:
Криптология.
Криптографиялық жүйенің жалпылама сұлбасы.
Криптологияда пайдаланатын негізгі анықтамалар.
К. Шеннон теориясының негіздері.
Криптология- құпия жазба және оны ашу әдістерін зерттейтін білім аймағы. RSA әйгілі криптографиялық жүйенің авторларының Рональд Ривесттің (массачусетстің технологиялық институтының профессоры-MIT) айтуы бойынша криптология «барлық computer science кіндік шешесі». Криптографиялық аты грек тілінен (криптос-кұпия, логос- ғылыми немесе сөз) пайда болды.
Заманауи криптографияны ғылым ретінде құру математиканың, физиканың ақпарат теориясының және табиғы қыйын күрделі есептеулердің фундаменталды түсініктері мен фактілер жинағында негізделген. Бірақ, оған тән қыйындыққа қарамастан криптографияның көптеген жетістіктері біздің ақпараттық технологиялармен нығайтылған өмірде кең қолданысқа ие, мысалы: пластикалық смарт-карталарда, электрондық пошталарда, банктік төлем жүйелерінде, дерекқорларды жүргізу кезінде, электронды дауыс беру жүйелерінде және т.б.
Криптография- ақпараттық мазмұнын жасыру, өзгертуді немесе рұқсатсыз қолдануды болдырмау мақсатымен ақпаратты түрлендірудің (шифрлаудың) бағдарламалық және ақпараттық құралдарын, әдістерді, алгоритмдерді, үлгілерді зерттейтін қолданбалы математика тарауы. Басқа сөзбен айтқанда, криптограф хабарлардың құриялығын және/ немесе шынайлығын қамтамасыз ету әдістерін іздейді.
Ашық электронды байланыс арналар бойынша жіберілетін деректерді қорғау кезінде, электрондық ақпараттың тұтастығын растау кезінде немесе оның авторлығын дәлелдеу кезінде криптографиясыз болмайды.
Криптографиялық талдау кілтті білусіз ақпараттың конфиденциалдығын және шынайлығын бұзудың математикалық әдістерін біріктіреді.
Криптологияда пайдаланатын негізгі анықтамалар.
Заңсыз пайдаланушылардан (рұқсатсыз қатынас құрудан) қорғау мақсатымен ақпаратты түрлендіру (шифрлау) әдістері мен тәсілдері шифр деп аталады.
Шифрлау- қоргалатын ақпаратқа шифрды қолдану процесі, яғни шифрда анықталған ережелер көмегімен қорғалатын ақпаратты (ашық ақпаратты, деректерді) шифрланған хабарға (шифрланған деректер) түрлендіру.
Керішифрлау- шифрлауға қарсы процесс, яғни шифрда анықталған ережелер көмегімен шифрланған хабарды қорғалатын ақпаратқа түрлендіру.
Кілт- нақты хабарды шифрлау үшін қолданатын түрлендіруге жауап беретін шифрдың маңызды компоненті. Әдетте кілт болып әріптік немесе сандық тізбегі табылады. Бұл тізбек шифрлау алгоритміне «баптайтын» сияқты.
Хаттама – есепті бірігіп шешу үшін екі немесе одан көп жақ орындайтын қадамдар реті. Барлық қадамадар қатан ретпен орындалмаса, олардың алдынғысы бітпей орындалмау керек. Сонымен қоса, әр хаттамаға аз дегенде екі жақ қатысу керек. Ең соңғысы, хаттама міндетті түрде кейбір мақсатқа жету үшін тағайындалған.
Негізінде криптографиялық алгоритм жаьқан хаттама криптографиялық хаттама деп аталады. Алайда криптографиялық хаттаманың мақсаты ақпаратты басқалардан құпия сақтау ғана болмайды. Криптографиялық хаттаманың қатысушылары бір бірінен құпиялары жоқ жақын болу мүмкін, бірақ бір біріне ештеңе айтпайтын бітіспес дүшпан да болуы мүмкін. Соған қарамастан, оларға бірлестік келісімге қол қою немесе өзін куәландыру қажет болу мүмкін. Бұл жағдайда криптография хаттаманың қатысушылары емес
басқа адардармен тыңдауды табу немесе болдырмау үшін, аялақтықты болдырмау үшін қажет. Сондықтан, криптографиялық хаттама келесіні қамтамасыз етуі жиі талап етіледі: оның қатысушылары хаттамамен анықталғаннан басқа ештеңе білмеу және жасамау керек.
Кез келген криптографиялық хаттаманың негізі криптографиялық алгоритмдер.
Әр түрлендіру кілтпен бірмәнді анықталады және кейбір криптографиялық алгоритммен сипатталады. Бір криптографиялық алгоритм әртүрлі режимдерде шифрлау үшін қолдану мүмкін. Солай шифрлаудың әртүрлі тәсілдері жүзеге асырылады. Шифрлаудың әр режимінің артықшылықтары және кемшіліктері бар. Сондықтан режимді таңдау нақты жағдайдан тәуелді. Керішифрлау кезінде хабарды шифрлауға қолданған алгоритмнен жалпы жағдайда айырмашылығы бар болу мүмкін алгоритмі қолданылады. Осыған сәйкес шифрлау және керішифрлау кілттерінің айырмашылығы болу мүмкін. Шифрлау және керішифрлау жұбын криптографиялық жүйе деп атайды, ал оларды жүзеге асыратын құрылғыларды- шифрлаушы құрылғылар деп атайды.
Криптографиялық жүйенің жалпылама сұлбасы.
Криптографиялық жүйе- ақпаратты қорғау мақсатымен криптографиялық түрлендіруді орындайтын бағдарламалық, ақпаратты немесе бағдарламалық ақпаратты немесе бағдарламалық-ақпаратты түрде жүзеге асырылған жүйе.
Жіберуші қабылдаушыға хабар жібергісі келді делік. Осыған қоса, жіберушісі өз хабарын қауіпсіз жібергісі келеді: ол тасымалдаушыны жолай ұстаған қасқой хабардың мазмұнынбіле алмайтынына сенімді болғысы келеді. Жіберілетін хабар ашық хабар (мәтін, деректер) деп аталады. Хабардың түрін, оның мәнін жасыру мақсатымен өзгерту шифрлау деп аталады. Шифрланған хабар шифрмәтін (деректер, криптограмма) деп аталады. Шифрланған мәтінді ашық хабарға түрлендіру процесі керішифрлау деп аталады.
С Жіберілген ақпаратты (хабарды, мәтінді, деректерді)Жшібиефррулашудіы және керішифрлауды қамтамасыз ететін криптографиялық түрлендірудің
жалпылама сұлбасы 3 суретте көрсетілген.
Ашы
3 сурет- Криптографиялық түрлендірудің жалпылама сұлбасы
Ашық мәтінді М деп белгілейміз. Бұл биттер ағыны, мәтіндік файл, биттік бейне, шифрланған дыбыс, цифрлық бейнекөрініс және басқа болу мүмкін.
Шифрмәтінді С деп белгілейміз. Бұл да екілік деректер, кей кезде М бірдей кһлемді, кей кезде үлкенірек. Е шифрлау функциясы ашық мәтінді шифрланған мәтінді құрып әсер етеді: С=Е(М).
Ашық мәтінді шифрланған мәтін бойынша қалпына келтіру керішифрлау дер аталады және D керішифрлау функциясы көмегімен орындалады: М=D(C).
Хабарды шифрлау және ары қарай керішифрлаудың мағынасы ашық мәтінді қалпына келтіру болғандықтан, келеі теңдік орындалады: M=D(E(M)).
К.Шенноның құпияланған байланыс теориясының негіздері.
Криптографиялық алгоритмдерді қарастыркдың алдында, криптография шеңберінде классикалық болып танылған сұрақтарға көңіл бөлу қажет, ол деген – құпияланған байланыс жүйелерін құру негіздеріне.
Құрияланған байланыс жүйелері деп криптографиялық түрлендіру көмегімен ақпарат мәні жасырылатын ақпаратты жіберу жүйесін түсінеміз. Бұл жерде ақпаратты жіберу фактісі жасырылмайды. Әр құпияланған байланыс жүйесінің негізінде конфиденциялдықты сақтаудың негізгі құрылғысы ретінде шифрлау алгоритмдерін қолдану.
К.Шеннон хабар көзі М ашық мәтінді тұындыратын үлгіні (4 сурет ) қарастырылды. Кілт көзі К кілтін генерациялайды.
4 сурет -Ширфланған хабарларды жіберу жүйесінің үлгісі
Достарыңызбен бөлісу: |