Криптографиялық жүйе

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 15 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
Ш.ЕСЕНОВ атындағы КАСПИЙ МЕМЛЕКЕТТІК ТЕХНОЛОГИЯЛАР ЖӘНЕ ИНЖИНИРИНГ
УНИВЕРСИТЕТІ
Экономика және құқық институты

Тақырыбы: Операциялық ортадағы криптографиялық функциялардың қазіргі
таңдағы іске асуы

Орындаған: УА-09-1
тобының 1-курс

студенті Мауытбай К.
Тексерген:
оқытушы Көшерова Б.

Ақтау, 2010ж.
ЖОСПАР:

Кіріспе

Негізгі бөлім:
1. Криптографиялық жүйе
2. Симметриялы және ассиметриялы криптографиялық алгоритм

3. Шифрлеудің түрлері
4. Криптографиялық протоколдар
5. Криптографияның қазіргі кездегі қолданылуы

Қорытынды

Кіріспе

Ежелден бері құпия сақтау тәсілі болып келген криптография бүгінде
адамзат өмірінің барлық дерлік салаларында кеңінен қолданылып отыр.
Homo Sapiens тарихының соңғы отыз жылға жуық мерзімінде өзінің көп
ғасырлық эволюциялық негізіне қарамастан криптографияның қолдану ауқымы
әлденеше есе ұлғайып, ол сан түрлі бағыттарды қамтитын ерекше бір ғажайып
құбылысқа айналды. Соңғы отыз жыл деп айрықша айқындап отырғанымыздың
басты себебі – батыстық ғалымдар Уитвелд Диффи мен Мартин Хеллманның
Криптографиядағы жаңа бағыттар деп аталынатын 1976 жылы жарық көрген
еңбегінен кейін криптографияның шын мәніндегі жаңа эрасы басталды деуге
әбден болдаы. Осы оқиғадан соң планетаның барлық аймақтарында
криптографияға деген қызығушылық өзге де жаңа қарқында сәт санап арта
түсіп, ол бүгінгідей ақпараттар жарылысы (информационный взрыв)
заманының ажырамас бір құндылығына айналды.
Басқаны былай қойғанда компьютермен жұмыс істеп жүрген әрбір мектеп
оқушысының шифр, кілт және криптограмма тағы сол сияқты түсініктермен
әр қадам сайын бетпе-бет келуі әбден заңды құбылыс және бүгінде мемлекеттік
құпия, әскери құпия, коммерциялық құпия, дәрігерлік құпия т.б. түсініктер
көп-ақ. Аталмыш өзекті дүниелердің бәрі де, сайып келгенде, көбінесе
криптографиямен тығыз түрде жымдасып жатыр.
Олай болса өзектілігі күн өткен сайын артып отырған криптографияя
дегеніміз не? Оның пайда болуы мен даму тарихы турасында не айтуға болады?
Криптография дегеніміз ежелгі гректердің Kryptos – құпия, жасырын
және grapho – жазу сөздерінен құралған тек қана шартты тұлғаларға ғана
мәлім құпия жазу тәсілі немесе құпия жазу. Криптография терминінің авторы
Д.Валлис болып табылады. Криптография, яки құпия жазу тәсілі, ежелгі
дүниедегі әйгілі Рим тарихшысы Плутархтың айтуына қарағанда, Элладада
б.з.д. V-IV ғасырларда белгілі бір интеллектуалды ортада кеңінен қолданған
екен. Плутархтың мәліметіне жүгінсек, Эллада ұлдары арнайы шифрлаушы
құралдың көмегіне сүйенген. Аталмыш құрал ұзындығы мен жуандығы бірдей екі
таяқтан тұрады. Біреуін өзіне қалдырып, екіншісін кететін адамға берген.
Бұл таяқшалар сцитал деп аталынған.
Криптография жөнінде алғашқы кітап жазған Германияда тұратын аббат
И.Трителий (1462-1516) еді. Ал 1566 жылы, яғни Еуропадағы ең алғашқы
революция – Нидерланды буржуазиялық революциясы басталған нақ сол жылда,
белгілі математик Д.Кардано өзі ойлап тапқан шифрлау жүйесі турасындағы
еңбегін шығарып үлгерді (Кардано торы). Француз тарихының XVI ғасырындағы
қос саяси тұлға: Генрих IV пен әйгілі кардинал Ришельені де айрықша атау
керек. Екеуінің де шифрлары тарихқа енді. XVIII ғасырдың алғашқы ширегінде
Еуропаға терезе ашып, Ресейді ұлы державалар қатарына қосып кеткен I Петр
де криптографияның өз заманындағы терең білгірі болған.
Криптографияға қатысты радикалды үрдітер мен өзгерістер ағымының
мүлдем беймәлім де тың толқындары тек XX ғасырдың 50-жылдарынан бастап жаңа
кезеңге аяқ бастады.

1. Криптографиялық жүйе

Ақпараттарды түрлендіру жолымен қорғау проблемасымен криптология
айналысады ( kryptos- құпиялы, logos- ғылым ).
Криптология 2 бағытқа бөлінеді - криптография және криптоанализ. Бұл
бағыттардың мақсаты бір-біріне қарама-қайшы.
Криптография ақпаратты түрлендірудің математикалық әдістерін іздеу
және зерттеумен айналысады.
Криптоанализ ортасы – ақпаратты кілтсіз шешу мүмкіндігін зерттейді.
Криптографиялық әдістер ақпаратты қорғаудағы ең тиімді әдістердің бірі
болып табылады.
Мәліметтердің криптографиялық өзгерту әдістері:
1. Шифрлеу.
2. Кодтау.
3. Басқа түрлері.
Сонымен, криптография ақпаратты оқу тек кілтін бергенде ғана мүмкін
ететіндей түрлендіреді.
Ақпаратты шифрлау және қайта шифрлау кезінде қандайда бір алфавит
негізінде құрылған текстер қарастырылады. Бұл терминдер мынандай мағына
береді.
Алфавит – ақпараттарлы кодтауда пайдаланылатын белгілердің соңғы
жиыны.
Мәтін - алфавит элементтерінің реттелген жиыны.
Қазіргі заманғы ақпараттық жүйелерде пайдаланылатын алфавиттердің
мысалы ретінде келесілерді келтіруге болады:
- орыс алфавитінің 32 әрпі мен бос орын ( пробел );
- ASCII және КОU-8 стандартты кодына кіретін символдар;
- Бинарлық алфавит;
- Сегіз ретті немесе он алты ретті алфавит;
Шифрлау - түрлендіру процесі: бастапқы мәтін шифрланған мәтінмен
ауыстырылады.
Қайта шифрлау - шифрлауға кері процесс. Кілт арқылы шифрланған мәтін
бастапқы мәтінге өзгертіледі.
Кілт-мәтіндерді шифрлауға және қайта шифрлауға қажетті ақпарат.
Критографиялық жүйе түрлендірілген ашық мәтін Т отбасын ұсынады. Бұл
отбасының мүшелері индекстеледі және к символымен белгіленеді, к
параметрі кілт болып табылады. К кілттерінің кеңістігі- бұл кілттің мүмкін
болатын мағыналарының жиынтығы. Әдетте кілт алфавит әріптерінің жүйеленген
тізбегінен тұрады.

Қазіргі уақытта симметриялық және симметриялық емес (ашық кілтті жүйе)
деген екі криптографиялық алгоритм бар, яғни криптожүйелер 2-ге бөлінеді.
Симметриялы криптожүйелерде шифрлағанда да, қайта шифрлағанда да бір
ғана кілт пайдаланылады.
Ашық кілтті жүйелерде 2 кілт пайдаланылады- бір- бірімен математикалық
байланыстағы ашық және жабық кілт. Ақпарат барлық қалаған адамға мүмкіндік
беретін ашық кілт көмегімен шифрланады, ал қайта шифрлау хабарды алйшыға
ғана белгілі жабық кілт арқылы жүзеге асады.
Қазіргі заманғы ақпаратты қорғаудың криптографиялық жүйесі келесі
талаптарға сәйкес қалыптастырылады:
• шифрланған мәтін қолға түскенде тек қана кілт арқылы оқылуы керек;
• шифрлануда қолданылатын кілттің операциялық саны шифрланған
хабарламаның көрінісі мен өған сәйкес ашық мәтінге қажетті кілттердің
жалпы санынан кем болмауы керек.
• қайта шифрлауға қажетті ақпараттың операция саны барлық кілттерді
іріктеуде қатал төменгі бағаға ие болуы керек және қазіргі заманғы
компьютерлер мүмкіндігінен асып түсуі керек.
• шифрлау алгоритмін білу қорғау тиімділігіне әсер етпеуі керек.
• кілтті азғантай өзгерту шифрланған хабарлама түрін бірдей кілт
пайдаланғанда да маңызды өзгертуге әкелмеуі керек.
• шифрлау алгоритмінің құрама элементтері өзгермейтіндей болуы керек.
• кілттер арасында шифрлау кезінде жүйелі түрде пайдаланылтын қарапайым
және оңай тәуелділік болмауы керек.
• шифрланған мәтін ұзындығы берілген мәтін ұзындығынан аспауы керек.
• алгоритм программалық та, сонымен қатар ақпараттық та өткізуге
мүмкіндік беруі қажет және кілт ұзындығының өзгеруі шифрлау
алгоритмінің сапасына әсерін тигізбеуі керек.
Тізбектің қауіпсіздігі ең әлсіз буыннан құралады: ол тұрақты болған
сайын сенімді болады. Жақсы тұрғызылған криптожүйеде алгоритм де, протокол
да, кілт және қалған барлығы өте күрделі тексерістен өтуі қажет. Егер
криптографиялық алгоритм тұрақты болмаса, онда кез- келген криптоаналитик
бұл қателікті біліп қояды. Егер генераторды күшейткенде компьютер жадының
ұяшықтары қорғалмаған болса, онда мұндай қауіпсіздік ешкімге керек
болмайды.
Сонымен қатар, тәжірибе жүзінде ақпараттық қауіпсіздікті
қамтамасыз ету тек қана криптоаналитикке байланысты болмайды.

2. Симметриялы және ассиметриялы криптографиялық алгоритм

Симметриялық криптоалгоритмдер: бұл жерде жіберушінің шифрлеуінде және
алушының шифрді алуында бір кілт қолданылады. Шифрлеуші ашық мәтіннің
функциясы болатын шифрограмма құрайды. Өзгерту кілтінің нағыз түрі құпия
кілтпен анықталады. Хабар алушының шифр алушысы шифрлеуде жасалған
өзгеріске қарама-қарсы өзгерісті орындайды. Құпия кілт құпияда сақталады
және коммерциялық бәсекелестіктің немесе қарсыластың криптоаналитикпен
кілтті білмес үшін канал бойынша алушыға хабар жіберіледі.
Симметриялық емес криптоалгоритмдер қолдану кезінде алушы басында ашық
канал бойынша жіберушіге ашық кілтті береді, жіберуші сол арқылы ақпаратты
шифрлейді. Алушы ақпаратты алу кезінде оны екінші құпия кілттің көмегімен
шифрден алып тастайды. Қарсыластың криптоаналитиктің ашық кілтін білуі
жабық хабарды алдыра алмайды, себебі ол тек екінші құпия кілтпен ғана
алынады. Сонымен қатар, екінші кілтті ашық кілттің көмегімен біле алмайды.
Сондықтан шифрлеу кілтін асимметриялық жүйелерде ашық кілт деп
атайды, ал шифрлеудің мағынасын ашу кілтін хабарламаны алушыға құпияда
ұстау қажет – ол жабық кілт деп аталады.

1.2 сурет. Ашық кілтті шифрлау прцедурасын өткізу.

Асимметриялық шифрлеудің ең таралған алгоритмі RSA алгоритмі болып
табылады. Ол үш зерттеуші-математик Рональдом Ривестпен (R.Rivest), Ади
Шамирмен (A.Shamir) және Леонард Адльманмен (L.Adleman) 1977-78 жылдары
ұсынылған болатын. Осы алгоритмнің әзірлеушілеріне құпиямен бір тараптық
жұмыс істеу идеясын тиімді асыру мүмкін болды.
RSA төзімділігі үлкен тұтас сандардың күрделілігіне базаланады. 1993
жылы RSA әдісі халыққа берілді және стандарт (PKCS #1: RSA Encryption
standart) ретінде қабылданды, RSA шифрлеумағынасын ашу үшін сияқты
электрондық цифрлық қолтаңбаны туындатутексеру үшін де қолдануға болады.
Қандай алгоритм жақсы - симметриялы немесе ассимметриялы? Дегенмен,
криптожүйелердің артықшылықтары мен кемшіліктері жөнінде пікір таластар
ашық кілтті ашық алгоритм ойлап табылғалы бері жүргізілуде. Симметриялы
криптографиялық алгоритмнің кілт ұзындығы үлкен емес және ассимметриялыға
қарағанда тез жұмыс істейді.
Бірақ, ашық кілтті криптожүйелердің ойлап тапқандардың бірі-
американдық криптолог У. Деффидің айтуына қарағанда, оларды универсалды
криптожүйенің жаңа түрі ретінде қарастыру керек. Ашық кілтті криптография
және құпиялы кілтті криптография - бұл үлкен айырмашылығы бар, әртүрлі
проблемаларды шешуге арналған алгоритмдер.
Бірақ, криптографияда құпиялы кілтті алгоритм жұмыс істей алмайтын
аймақтарда ашық кілтті криптография істей алады.

3. Шифрлеудің түрлері

Бір қарағанда файлдар шифрлауды хабарламаларды шифрлауға ұқсатуға
болады. Мұнда жіберуші де қабылдап алушы да бір адам, ал жіберу ортасы
болып мәліметтерді сақтаудың компьютарлік құрылғысы табылады. Бірақ мұның
бәрі өте күрделі жүйе.
Криптография үлкен құпияны кішкентай құпяға айналдыруға көмектеседі.
Күрделі құрылымды файлды жаттап жүрйдің орнына, оны шифрлап, кілт жадысына
сақтауға болады. Хабарламаларға қарағанда шифрланған файлдар көптеген
жылдар бойы сақталып жата алады. Ол үшін кілтті ұмытпай, құпияда ұстау
керек.
Ең тиімдісі, әобір файлға жеке кілттер шифрлап, содан кейін барлық
кілттерді кілттер ұстасы көмегімен бірге орналастыруға болады. Мұндай
криптожүйенің тұрақтылығы, басқа барлық файлдарға бір кілт пайдалануға
қарағанда жоғары.
Барлық бар криптографиялық әдістерді мынандай түрлендіру кластарына
бөлуге болады:

1. сурет .Симметриялы криптожүйелердің түрлендіру кластары.
Көп алфавитті ауыстыру - бастапқы мәтіннің символдарын басқа күрделі
ережеге сай түрлендірудің қарапайым түрі. Жоғарғы крипто тұрақтылыққа ие
болу үшін күрделі кілттерді пайдалану керек.
Орын ауыстыру - критографиялық түрлендірудің аса күрделі емес әдісі.
Әдетте, басқа әдістермен бірігіп пайдаланылады.
Гаммерлеу - бұл әдіс кілт негізінде генрацияланған алғашқы мәтінге
бірқатар жалған кездейсоқ тізбек қоюмен пайдаланылады.
Шифрлар блогы - шифрланатын мәтіннің блогына пайдаланылатын
түрлендірудің негізгі әдістерінің жүйелілігін көрсетеді. Шифрлар блогы
таза блогының түрлендіруге немесе жоғары крипто тұрақтылыққы сәйкес басқа
да кластарға қарағанда, тәжірибеде жиі кездеседі. Россиялық және
американдық шифрлау стандарты тек осы кластарға негізделген.

Цезарьдің орын ауыстыру әдісі

Цезарьдің орын ауыстыру әдісі орын ауыстырудың ең қарапайым тәсілі
болып табылады. Ол көпалфавитті орын ауыстыру тобына жатады.
Бұл әдіс рим императоры Гай Юлий Цезарь атымен аталған. Ол Марк Тулий
Цицеронға 50 әріпті алфавит пен С3 орын ауыстыруды пайдаланып хаттамаларды
құрастыруды бұйырған. Орын ауыстыру “ Бастапқы мәтін- ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.