Ақпарат қорғау жүйесін жобалау негіздері

Орын ауыстыру шифрында хабардың әріптері қандай да болмасын бip тәсілмен өзара орын ауыстырылады. Мысалы: бағдарғылық және баған-бағандық транспозициялар, шифрлайтын кестелер, сиқырлы квадраттар және т.б.

Блоктық, шифрлар шифрланатын мәтінің бөлігіне қолданылатын түрлендірудің негізгі әдістерінің тізбегі больш табылады. Бұл шифрлар олардың жоғары криптоберіктілігінің арқасында практика жүзінде жиі пайдаланылады. Мысалы, Ресейлік ГОСТ және америкалық DES шифрлау стандарттары осы блоктық шифрлар негізінде құрылған.

Гаммалау арқылы шифрлау - шифрланатын мәтіннің символдары шифр гаммасы деп аталатын кейбір кездейсоқ тізбек символдарымен қосылады. ЭЕВМ көмегімен шексіз шифр гаммасын жасауға болатындықтан, автоматтандырылған жүйелерде ақпаратты шифрлайтын негізгі әдістердің бipeyi больш табалды.

 

Ауыстыру шифрлары

 

Шифрланатын мәтіннің символдарын ауыстырумен шифрлаған кезде ауыстырудың алдын ала қойылған ережесіне сәйкес сол немесе басқа алфавиттің символдарымен ауыстырылады.

Қарапайым ауыстыру шифрында бастапқы мәтінің әрбір символы мәтінің соңына дейін сол алфавиттің бірдей символдарымен ауыстырылады (бір алфавиттік ауыстыру шифрлары деп аталады).

2.1.3.Полибий  квадраты

Полибий квадраты қарапайым ауыстырудың алғашқы шифрларының біpі болып есептеледі. 5x5 квадраттың  әрбір орнына кездейсоқ түрде алынған бip әрin жазылады (1-сурет). Грек алфавитінің әріптерімен толтырғанда бip орын бос қалған, ал латын алфавитінің әріптерімен толтырғанда бip орынға екі әріп (i және j) жазылған.

A	B	C	D	E
F	G	H	I,J	K
L	M	N	O	P
Q	R	S	T	U
V	W	X	Y	Z

 

 

1) грек алфавиті     2) латын алфавиті

Сур.6. Полибий квадраты

 

Полибий квадраты көмегімен шифрлау кезінде ашық мәтіннің кезекті әрпінің орнына сол бағанда одан төмен орналасқан әpin шифрмәтінге жазылады. Егер ашық мәтіннің әрпі кестенің төменгі қатарында болса, онда  шифрмәтін үшін осы бағанның ең жоғарғы әрпі алынады. Мысалы,ψ a u r o s  сөзі үшін c j d m t x шифрмәтін шығады. Егер әpбip әріпті екі санмен (катардың және бағанның нөмipi аркылы) белгілесек, онда бастапқы мәтін мынадай 41 44 13 21 25 24 сандар тізбегімен шифрланады.

2.1.4.Цезарь  шифрлау жүйесі

Цезарь шифрын (біралфавиттік ауыстыру) қолданған кезде бастапқы мәтіннің әpбip әpпi сол алфавиттің одан К=3 әpiпке тең ығысу аралығында орналасқан әріппен ауыстырылады. Ю.Цезарь (Цезарь Гай Юлий (біздің эрамызға дейінгі 100-44 ж.ж., рим императоры) галлармен соғыс кезінде Римдегі өзінің жолдастарымен хат алысқанда осы цифрды пайдаланған) шифрында (1-кесте) хабардағы латын әліпбиінің бipiншi әрпі (А) төртінші (D), екінші (В) - бесінші (Е), осылайша, ең соңғысы (Z) - үшінші (С) әріппен ауыстырылған.

 

 

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

K

L

M

N

O

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

D

E

F

G

H

I

J

K

L

M

N

O

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

A

B

C

 

1-кесте - Біралфавиттік ауыстырулар (К=3, m=26)

 

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

K

L

M

N

O

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

D

E

F

G

H

I

J

K

L

M

N

O

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

A

B

C

 

Мысалы TOMORROW EXAMINATION (Ертең емтихан) деген хабарды  
осы әдіспен шифрланғанан кейін ол мынандай түрде жазылады: WRPRUURZ HADPLQDWLRQ.

 

 

2.1.5.Кілттік  cөзi бар Цезарь жүйесі

Бұл жүйенің ерекшелігі - ауыстыру алфавитіндегі символдардың ығысқан және өзгертілген peтi үшін кілттік сөз қолданылуы. Кілттік сөз ретінде К санын, 0≤К<25 және сөз немесе қысқа сөздер тіркестігі таңдап алынады. Кілттік сөздің әpіптері әр түрлі болғаны жақсы.

Мәселен, кілт ретінде MACROS сөзі және К=5 таңдалсын. Кілттік сөз алфавит әріптерінің астына таңдалған К санына сәйкес келетін әріптен басталып жазылады:

 

0

1

2

3

4

5

10

15

20

25

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

K

L

M

N

O

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

M

A

C

R

O

S

 

Ауыстыру алфавитінің қалған әріптері алфавиттік ретпен кілттік сөзден кейін (қалғандары алдынғы жағынан) жазылады:

0

1

2

3

4

5

10

15

20

25

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

K

L

M

N

O

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

M

A

C

R

O

S

 

 

Сөйтіп, хабардың әрбір әpпi үшін ауыстыру әрпі анықталды. Енді  CONTROLLERS мәтіні былайша шифрланады: WFEKIFBBZIJ.

Kілттік сөздің барлық әріптері әр түрлі болуы тиісті деген талаптың міндетті емес екенін ескеру керек. Кілттік сөзді (немесе сөздер тіркестігін) жай бірдей әріптерді қайталамай ғана жазу керек. Мысалы, кілттік сөйлем ДЕРЕКТЕР АЛМАСУ және К=3 ауыстырудың келесі кестесі туындайды: