DES Шифрлау алгоритмінің жұмыс принципі

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасы білім және ғылым министрлігі
Ғұмарбек Дәукеев атындағы Алматы энергетика және байланыс университеті коммерциялық емес АҚ
Басқару жүйелері және ақпараттық технологиялар институты
IT-инжиниринг кафедрасы

№1 Ғылыми Мақала
бойынша

ЕСЕП БЕРУ

Пәннің атауы: Ғылыми зерттеу негіздері және академиялық жазу

Тақырыбы: DES Шифрлау алгоритмінің жұмыс принципі

Мамандығы: 5В070400 - Есептеу техникасы және программалық жабдықтамалау

Орындаған: Бекназаров С. И. Тобы: ВТк-18-1

Қабылдаған: Ажиев К.

Алматы 2022
Аңдатпа
Бұл мақала шифрлау алгоритмінің жұмыс істеу принципі мен іске асырылуын мысал арқылы көрсетіп, криптографиямен танысуға мүмкіндік береді. Мысал ретінде, блоктық шифрлау алгоритмі алынған. Автормен анықталған деректер бойынша программалық ортада шифрлау алгоритмінің жұмысы көрсетіледі. Автор жүргізген талдау бойынша шифрлау алгоритмінің жұмыс істеу принципі сипатталады.

Кіллтік сөздер
Блоктық шифр, шифр-мәтін, ақпаратты жіберуші және алушы, ашық хабарлама, криптографиялық кілт.

Кіріспе
Қазіргі кезде кез келген ақпаратты жүйелерде маңызды деректерді шифрланған түрде сақталады және таралады, бұл оны бұрыс пиғылды көздерден сақтандыруға мүмкіндік береді.
Бұл мақалада шифрлау алгоритмі жұмысын қарастырып, Криптография пәніне тоқталамыз.
Шифрлау алгоритмі деректерді шифрлап, қорғалған сақталуға және таралуға мүмкіндік береді. Оның іске асырылуы мәтіндік деректерді алып, қандай-да бір шифрлау(дешифрлау) алгоритмінен өткізіп, нәтижесін шығарудан тұрады.
Шифрлау - жүйедегі деректерді қорғау үрдісі болып табылады, бұрыс пиғылды қолданушылардан деректерді қорғау үшін барлық корпоративті жүйелерде және олардың дерекқорларында қолданылады. Шифрлау алгоритмді жасап, оның сенімділігіне қол жеткізген кезде, бұл алгоритмді іске асыруға болады.

Негізгі бөлім

Классикалық немесе біркілтті криптография симметриялық шифрлау алгоритмдерін қолдануға сүйенеді, бұл жерде шифрлаудың және керішифрлаудың тек орындау ретінде және кейбір қадамдар бағытында айырмашылығы болады. Бұл алгоритмдер сол құпия элементті (кілтті) қолданады, және екінші әрекет (керішифрлау) біріншінің (шифрлаудың) қарапайым айналысы болады. Сондықтан, алмасудың әр қатысушысы хабарды шифрлай және керішифрлай алады.
Криптографиялық әдістер шифрлау алгоритмі типі бойынша екі үлкен топқа бөлінеді (1 сурет): симметриялық және асимметриялық. Осыған қоса, алгоритмдер түрлендіру типі, ақпаратты өңдеу тәсілі бойынша бөлінеді.
Симметриялық криптографиялық жүйелерде шифрлау және керішифрлау бір кілт арқылы орындалады. Және осыған сәйкес кілтті құпия сақтау керек (бұл жерден симметриялық криптографиялық жүйелердің басқа аты - құпия кілті бар криптографиялық жүйелер).
Симметриялық кілті бар заманауи блокты шифрлар n-биттік ашық мәтін блогын шифрлайды немесе шифрланған мәтіннің nбиттік блогын керішифрлайды. Шифрлау немесе керішифрлау алгоритмі k-биттік кілтті пайдаланады. Керішифрлау алгоритмі шифрлау алгоритмінің инверсиясы болу керек, жіберуші жіберген хабарды қабылдаушы қалпына келтіру үшін екеуіде жұмыста бір кілтті қолданады.
1 сурет заманауи блокты шифрда шифрлау және керішифрлаудың жалпы идеясын көрсетеді. Егер хабардың өлшемі n биттен төмен болса, n-разрядты блокты құру үшін толықтыру қосу қажет; егер хабардың ұзындығы n биттен ұзын болса, ол n-разрядты блоктарға бөліну қажет, және 104 егер қажет болса соңғы блокқа сәйкес толықтыру қосу қажет. Жалпы мәндер n үшін әдетте 64, 128, 256 немесе 512 бит.

1 сурет. Шифрлау және керішифрлаудың жалпы принципі

DES блокты шифрлау алгоритм
Жұмыс істеу принципі:
Бұл жоба симметриялық блокты DES шифрына негізделген. DES үшін блок өлшемі 64 бит. Алгоритм 16 цикл (дөңгелек) және ұзындығы 56 бит кілті бар Feistel желісіне негізделген. Алгоритмде сызықтық емес (S-қораптар) және сызықтық (E, IP, IP-1 ауыстырулар) түрлендірулер комбинациясы қолданылады.
DES үшін бірнеше режимдер ұсынылады:
ECB (ағыл. electronic code book) - электрондық код кітабы режимі (қарапайым ауыстыру);
CBC (ағыл. cipher block chaining) - блок тізбегі режимі;
CFB (ағыл. cipher feed back) - шифрленген мәтіндік кері байланыс режимі;
OFB (ағыл. output feed back) - шығыс кері байланыс режимі;
Counter Mode (CTR) - санау режимі.
Жаңа шифрлау алгоритмі осыларға негізделіп, ерекше принциппен жұмыс жасайтын болады. Ал DES шифрының іске асырылуына тоқталсақ:
Деректердің кіріс блогына x алғашқы алмастыруды IP орындаудан кейін, алынған 64-биттік тізбек x0 = = IP(x) келесі түрде болады:
x0 = L0 R0,
бұл жерде L0 ‒ сол жақ (left) және R0 ‒ оң жақ (right) биттер тізбектері, олардың ұзындықтары бірдей 32 биттен. DES шифрлау процессі он алты раундтан турады, сондықтан деректер блогы
x0 = L0 R0
он алты рет Фейстель сұлбасы деп аталатын сұлба бойынша түрлендіріледі. DES әр раунды Фейстель қолданады. Деректерді шифрлау процессін он алты раундты қолданып математикалық түрде көрсетуге болады:
Li = Ri;
Ri = Li-1 Å F( Ri - 1, ki ), i = 1,2,.,16,
бұл жерде F(●) ‒ шифрлау функциясы; ki ‒ ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.