Qadim zamonlardan beri odamlar turli xil ma'lumotlarni o'zgartirib, begona ko'zlardan himoya qilish qobiliyatini yaratishga intilishgan. Kriptografiyani inson tilining paydo bo'lishi bilan bir yosh deb hisoblash mumkin. Dastlab, yozish kriptografik tizim bo'lib, qadimgi davrlarda buni faqat bir necha kishi bilishi bejiz emas edi. Qadimgi Misr va Qadimgi Hindiston qoʻlyozmalari buning guvohi boʻlishi mumkin. Demak, kriptografiya axborot xavfsizligini ta’minlashning o‘ziga xos usuli bo‘lib, uzoq rivojlanish tarixiga ega. Kriptologiya - axborotni kriptografik shifrlash usullari, usullari va vositalarini ilmiy o'rganish va ishlab chiqish bilan shug'ullanadigan noyob oqim.
Kriptologiya shifrlangan jumlalar yordamida xavfsiz aloqa masalalarini o'rganadigan ilmiy harakatdir. Bu fan 2 sohaga bo'linadi.
- Kriptografiya - bu xavfsiz aloqa usullarini va shifrlashni ta'minlaydigan kuchli tizimlarni yaratishni o'rganadigan fan. Ushbu bo'lim matematika yordamida ma'lumotni o'zgartirish texnikasini topish uchun javobgardir.
- Kriptanaliz - matnni kalitdan foydalanmasdan o'qish imkoniyatini o'rganadigan bo'lim, ya'ni xakerlik imkoniyatlarini o'rganadi.
Kriptanalistlar kriptoanalizni o'rganadigan va ishlab chiqilgan shifrlarni tekshiradigan odamlardir.
Shifr - bu xabarlarni himoya qilish uchun zarur bo'lgan ochiq matnni turli xil shifrlangan matnlar bilan almashtirish tizimi.
Shifrlash - bu xabarda shifrlardan foydalanish jarayoni.
Shifrni hal qilish - o'zgartirilgan harfga shifrlash tizimini qo'llashning teskari jarayoni.
Deshifrlash - xabarni kalitdan foydalanmasdan o'qish, boshqacha aytganda, shifr bilan tahrirlangan xabarni buzish.
Kriptologiya qanday rivojlangan va modifikatsiyaning asosiy bosqichlari
1987 yilda Amerika Qo'shma Shtatlari bo'ylab milliy kriptografiya standarti keng jamoatchilik tomonidan foydalanish uchun tarqatildi va 2 yildan so'ng bunday ma'lumotlarni shifrlash Rossiyada qabul qilindi.
Ushbu ilmiy harakatning rivojlanishida 3 bosqich mavjud. Ulardan birinchisi bir necha malakali hunarmandlar orasida tarqalgan va hunarmandchilik bo'lgan fangacha bo'lgan kriptologiya davrini ifodalaydi. Ikkinchi bosqich 1949 yilga to'g'ri keladi, ya'ni K. Shennonning maxfiy tizimlardagi aloqalarni o'rganuvchi ishining nashr etilishi. Ushbu ishda tadqiqotchi shifrlarni va ularning barqarorligi bilan bog'liq yuzaga keladigan eng muhim savollarni tubdan o'rganadi. Bu ish kriptologiya fanining amaliy matematik intizom sifatida qarala boshlagan boshlang'ich nuqtasi bo'ldi. Uchinchi davr tadqiqotchilar V. Diffi va M. Xellman tomonidan 1976 yilda tarqatilgan "Kriptografiyaning eng yangi yo'nalishlari" asarining chiqishi bilan boshlanadi. Ushbu ish avval maxfiy kalitni shifrlash usulini tarqatmasdan maxfiy aloqa qilish imkoniyatini ko'rsatdi.
Ushbu videoda oddiy va tushunarli misol yordamida Diffie va Hellman algoritmi qanday ishlashini bilib olishingiz mumkin.
Kriptologiya fan sifatida: miloddan avvalgi paydo bo'lish tarixi
Qadim zamonlarda, yozish qobiliyati bir necha kishiga tegishli bo'lganida, u ma'lumotni yashirish texnikasi sifatida qabul qilingan. Miloddan avvalgi 10-asrda Mesopotamiyada arxeologik qazishmalar paytida topilgan qadimiy shifrlangan matnlar paydo bo'ldi. Xabar loy planshetga yozilgan bo'lib, unda keramika mahsulotlarini qayta ishlash uchun sirni aralashtirish retsepti mavjud edi.
Miloddan avvalgi 9-asr oʻrtalarida shifrlash qurilmasi boʻlgan qobiqdan foydalanila boshlandi. Skital almashtirish shifrlash asosida ishlaydi. Matnni ochish uchun hosil bo'lgan lentani konusning atrofiga o'rash kerak edi. O'qilishi mumkin bo'lgan so'zlar hosil bo'lgan joyda kerakli diametr aniqlandi, uning yordamida to'liq matn o'qildi. Bu usulni Aristotel ixtiro qilgan.
Miloddan avvalgi 56 yilda Yuliy Tsezar almashtirish shifridan faol foydalangan. Bu ochiq harf alifbosi ostida ma'lum bir raqamli tsikl bo'ylab siljish bilan alifboni qayta yozishdan iborat edi. Yuqoridagi ochiq xabarning belgilari quyi alifbo belgilari bilan almashtirildi.
Rivojlanish tarixi: AD
5-asrda kriptografik rivojlanishning pasayishi kuzatildi. Bu cherkovning sehr-jodu sifatida qabul qilgan maxfiy yozuvni ta'qib qilishi bilan bog'liq. Bu shifrlangan fikrlar cherkov amaldorlari tomonidan o'qilmasligi bilan bog'liq edi.
R.Bekon 7 ta shifr yozish tizimini tekshirdi. Bu davrda ilmiy izlanishlarni yashirish uchun juda koʻp maxfiy yozish usullari qoʻllanilgan.
15-asrning ikkinchi yarmida matematik L. B. Alberta Vatikanda boʻlganida kitob yozdi. Ushbu ishda 2 konsentrik doiradan foydalangan holda shifrlashni almashtirish ko'rib chiqildi. Bir doiraning perimetri bo'ylab ochiq alifbo, ikkinchisining perimetri atrofida esa shifrlangan tizim joylashgan edi.
I. Trithemius kriptografiya bo'yicha o'quv qo'llanma yozgan, bu esa bunday turdagi birinchi ish bo'lib chiqdi. Aynan u ko'p qiymatli almashtirishdan foydalangan holda Ave Mariya shifrlash texnikasini taklif qilgan. Ushbu uslubda matnning har bir harf belgisi o'zgaruvchan almashtirishlarga ega edi. Shifrlash oxirida soxta ochiq xat olindi.
D. Cardano shifrlash tizimini ixtiro qildi, u karton bo'lagidan foydalanishga asoslangan bo'lib, u erda panjara belgilangan va tasodifiy tartibda raqamlangan teshiklar mavjud edi. O'zgartirilgan xabarni olish uchun tanlangan raqamlash bo'yicha teshiklarga harf belgilarini yozish kerak edi.
17-asrdan boshlab rivojlanish tarixi
Lord F.Bekon dastlab 0 va 1 dan iborat 5 xonali ikkilik kod yordamida harflarni shifrlay boshladi.
17-asrda lug'atni shifrlash usullari ixtiro qilindi, unda harf belgilari 2 ta raqam bilan yozildi - tanlangan umumiy kitobning qatoridagi qatorning raqami va harfning o'ziga xos raqami.
K. Gauss tasodifiy xabarlarni shifrlashdan foydalangan. Unda tez-tez uchraydigan belgilar tegishli guruhlarning harf belgilari bilan almashtirildi.
Bizning davrimizga qadar kriptografik tadqiqotlar davlat sirlarini saqlash uchun ishlatilgan, shuning uchun maxsus organlar kuchli tizimlarni ishlab chiqdilar. Ayni kunlarda axborot xavfsizligi sohasi o'z chegaralarini faol ravishda kengaytirmoqda. Turli sharoitlarda sirlarni saqlash uchun ulardan faol foydalanish imkoniyatlarini hisobga olgan holda kriptografiya vositalarining tizimli tahlilini o'tkazish dolzarb bo'lib qoladi. Shuningdek, kriptologiya rivojlanishining so'nggi yillari an'anaviy kriptografik shifrlash bilan solishtirganda yozishni o'zgartirish uchun eng faol ishlatilishi mumkin bo'lgan so'nggi ma'lumotlarni shifrlash usullarining rivojlanishi bilan ajralib turadi.
Ushbu videoda siz kriptografiya nima ekanligini, assimetrik va assimetrik shifrlash haqida aniq va tushunarli tilda bilib olishingiz mumkin. Savol va takliflaringizni quyidagi manzilga qoldirishni unutmang
Kriptologiya va uning rivojlanishining asosiy bosqichlari.
Kriptologiya rivojlanishining quyidagi uchta davrini ajratish mumkin. Birinchi davr - bu hunarmandchilik - mohir hunarmandlarning tor doirasi bo'lgan fangacha bo'lgan kriptologiya davri. Ikkinchi davrning boshlanishini 1949 yil deb hisoblash mumkin, K. Shennonning "Maxfiy tizimlarda aloqa nazariyasi" asari paydo bo'ldi, unda shifrlarni fundamental ilmiy o'rganish va ularning kuchining eng muhim masalalari olib borildi. Ushbu ish tufayli kriptologiya shakllandi Qanaqasiga amaliy matematik intizom. Va nihoyat, uchinchi davrning boshlanishi 1976 yilda V. Diffie va M. Hellmanning "Kriptografiyaning yangi yo'nalishlari" asarining paydo bo'lishi bilan belgilandi, bu maxfiy kalitni oldindan o'tkazmasdan yashirin aloqa qilish mumkinligini ko'rsatdi. Tez rivojlanish odatiy klassik kriptografiya va ochiq kalit kriptografiyasi bilan bir qatorda shunday boshlandi va hozirgi kungacha davom etmoqda.
Bir necha asr oldin, yozishdan foydalanish ma'lumotni yashirishning bir usuli sifatida ko'rilishi mumkin edi, chunki yozishga ega bo'lish juda kam edi.
Axborotni o'zgartirish orqali himoya qilish muammosi ko'rib chiqiladi kriptologiya(kryptos - sir, logos - fan). Kriptologiya ikki sohaga bo'linadi - kriptografiya Va kriptoanaliz. Ushbu yo'nalishlarning maqsadlari to'g'ridan-to'g'ri qarama-qarshidir.
Kriptografiya axborotni konvertatsiya qilishning matematik usullarini izlash va tadqiq qilish bilan shug'ullanadi. Bu shifrlash orqali xabarning ma'nosini yashirish va shifrni ochish orqali uni ochishdir.
Qiziqish sohasi kriptoanaliz - kalitlarni bilmasdan ma'lumotni shifrlash imkoniyatini o'rganish.
Zamonaviy kriptografiya to'rtta asosiy bo'limni o'z ichiga oladi:
1. Simmetrik kriptotizimlar.
2. Ochiq kalitli kriptotizimlar
3. Elektron imzo tizimlari.
4. Kalitlarni boshqarish.
Kriptografik usullardan foydalanishning asosiy yo'nalishlari - maxfiy ma'lumotlarni aloqa kanallari (masalan, elektron pochta) orqali uzatish, uzatilgan xabarlarning haqiqiyligini aniqlash, axborotni (hujjatlar, ma'lumotlar bazalarini) shifrlangan shaklda saqlash.
Avtomatlashtirilgan tizimlarda axborotni himoya qilishning kriptografik usullaridan kompyuterda qayta ishlangan yoki har xil turdagi saqlash joylarida saqlanadigan axborotni himoya qilish uchun ham, aloqa liniyalari orqali tizimning turli elementlari o'rtasida uzatiladigan axborotni himoya qilish uchun ham qo'llanilishi mumkin. Axborotga ruxsatsiz kirishning oldini olish usuli sifatida kriptografik transformatsiya uzoq tarixga ega. Hozirgi vaqtda juda ko'p turli xil shifrlash usullari ishlab chiqilgan va ularni qo'llashning nazariy va amaliy asoslari yaratilgan. Ushbu usullarning aksariyati axborotni yopish uchun muvaffaqiyatli ishlatilishi mumkin.
Kriptografik ma'lumotlarni o'zgartirish usullari
Shunday qilib, kriptografiya ma'lumotni shunday o'zgartirishga imkon beradiki, uni o'qish (tiklash) faqat kalit ma'lum bo'lganda mumkin bo'ladi.
Keling, avval ba'zi asosiy tushunchalar va ta'riflarni sanab o'tamiz.
Alifbo - ma'lumotni kodlash uchun ishlatiladigan chekli belgilar to'plami.
Matn - alifbo elementlarining tartiblangan to'plami.
Zamonaviy IClarda ishlatiladigan alifbo misollari quyidagilardan iborat:
alifbo Z 33 - rus alifbosining 32 ta harfi va bo'sh joy;
alifbo Z 256 - standart ASCII va KOI-8 kodlariga kiritilgan belgilar;
ikkilik alifbo - Z 2 = (0,1); sakkizlik yoki o'n oltilik alifbo.
Shifrlash - bu transformatsiya jarayoni: asl matn, uni ochiq matn deb ham ataladi, shifrlangan matn bilan almashtiriladi.
Shifrni ochish - shifrlashning teskari jarayoni. Kalit asosida shifrlangan matn asl nusxaga aylantiriladi.
Kalit - matnlarni silliq shifrlash va parolini ochish uchun zarur bo'lgan ma'lumotlar.
Guruch. 3.1. Fayllarni shifrlash tartibi
Kriptografik tizim ochiq matnli T transformatsiyalari oilasidir. Bu oila a'zolari indekslanadi yoki k belgisi bilan belgilanadi; k parametri kalit.
Klaviatura maydoni TO - bu mumkin bo'lgan asosiy qiymatlar to'plami. Odatda kalit alifbo harflarining ketma-ket seriyasidir.
Kriptotizimlar simmetrik va ochiq kalitlarga bo'linadi.
IN nosimmetrik kriptotizimlar ham shifrlash, ham shifrni ochish uchun ishlatiladi bitta va bir xil - mening kalitim.
IN ochiq kalit tizimlari ikkita kalit ishlatiladi - umumiy va shaxsiy, ular matematik jihatdan bir-biri bilan bog'liq. Ma'lumot hamma uchun ochiq bo'lgan ochiq kalit yordamida shifrlanadi va faqat xabarni qabul qiluvchiga ma'lum bo'lgan shaxsiy kalit yordamida shifrlanadi.
Ikkita asosiy usul mavjud shifrlash: simmetrik va assimetrik. Ulardan birinchisida shifrlash uchun ham, bir xil kalit (sir saqlanadi) ishlatiladi shifrni ochish ma'lumotlar. Simmetrik shifrlashning juda samarali (tezkor va ishonchli) usullari ishlab chiqilgan.
Guruch. 11.1. Simmetrik shifrlash usulidan foydalanish
Simmetrik shifrlashning asosiy kamchiligi shundaki Yashirin kalit jo‘natuvchiga ham, oluvchiga ham ma’lum bo‘lishi kerak. Bir tomondan, bu yangi muammoni keltirib chiqaradi kalit taqsimoti. Boshqa tomondan, qabul qiluvchi shifrlangan va shifrlangan xabar mavjudligiga asoslanib, ushbu xabarni ma'lum bir jo'natuvchidan olganligini isbotlay olmaydi, chunki u xuddi shu xabarni o'zi yaratishi mumkin edi.
Asimmetrik usullar ikkita kalitdan foydalanadi. Ulardan biri, tasniflanmagan (u foydalanuvchi haqidagi boshqa ommaviy ma'lumotlar bilan birga e'lon qilinishi mumkin) shifrlash uchun ishlatiladi, ikkinchisi (maxfiy, faqat qabul qiluvchiga ma'lum) shifrni ochish uchun ishlatiladi. Asimmetriklardan eng mashhuri katta (aytaylik, 100 xonali) tub sonlar va ularning hosilalari bilan operatsiyalarga asoslangan RSA usuli (Rivest, Shamir, Adleman).
Keling, assimetrik shifrlashdan foydalanishni ko'rsatamiz (11.2-rasmga qarang).
Guruch. 11.2. Assimetrik shifrlash usulidan foydalanish.
Asimmetrik shifrlash usullarining muhim kamchiliklari ularning past ishlashidir, shuning uchun bu usullarni simmetrik usullar bilan birlashtirish kerak (assimetrik usullar 3-4 daraja sekinroq). Shunday qilib, jo'natuvchi tomonidan foydalaniladigan maxfiy kalitni uzatish orqali samarali shifrlash muammosini hal qilish uchun xabar avval tasodifiy kalit bilan simmetrik shifrlanadi, so'ngra bu kalit qabul qiluvchining ochiq assimetrik kaliti bilan shifrlanadi, shundan so'ng xabar va kalit tarmoq orqali yuboriladi.
Shartlar "kalitlarni taqsimlash" Va "kalitlarni boshqarish" mazmuni foydalanuvchilar o‘rtasida kalitlarni kompilyatsiya qilish va taqsimlashdan iborat bo‘lgan axborotni qayta ishlash tizimining jarayonlariga murojaat qiladi.
Elektron (raqamli) imzo matnga biriktirilgan kriptografik transformatsiya deb ataladi, bu matn boshqa foydalanuvchi tomonidan qabul qilinganda xabarning muallifligi va haqiqiyligini tekshirish imkonini beradi.
Kriptografik kuch kalitni bilmasdan (ya'ni, kriptoanaliz) shifrni ochishga chidamliligini aniqlaydigan shifrning xarakteristikasidir. Kriptografik kuchning bir nechta ko'rsatkichlari mavjud, jumladan:
barcha mumkin bo'lgan kalitlar soni;
kriptoanaliz uchun zarur bo'lgan o'rtacha vaqt.
Konvertatsiya Tk. mos keladigan algoritm va k parametrining qiymati bilan aniqlanadi. Axborotni himoya qilish uchun shifrlashning samaradorligi kalitning maxfiyligini va shifrning kriptografik mustahkamligini saqlashga bog'liq.
Kriptografik ma'lumotlarni yopish jarayoni dasturiy ta'minotda ham, apparatda ham amalga oshirilishi mumkin. Uskunani amalga oshirish sezilarli darajada qimmatroq, lekin u ham afzalliklarga ega: yuqori unumdorlik, soddalik, xavfsizlik va boshqalar. Dasturiy ta'minotni amalga oshirish yanada amaliy va foydalanishda ma'lum moslashuvchanlikni ta'minlaydi.
Zamonaviy kriptografik axborot xavfsizligi tizimlari uchun umumiy qabul qilingan quyidagi talablar ishlab chiqilgan:
shifrlangan xabar faqat kalit mavjud bo'lganda o'qilishi kerak;
shifrlangan xabar fragmentidan foydalaniladigan shifrlash kalitini aniqlash uchun zarur bo'lgan operatsiyalar soni va tegishli ochiq matn mumkin bo'lgan kalitlarning umumiy sonidan kam bo'lmasligi kerak;
barcha mumkin bo'lgan kalitlarni qidirish orqali ma'lumotni shifrlash uchun zarur bo'lgan operatsiyalar soni qat'iy pastki chegaraga ega bo'lishi va zamonaviy kompyuterlar imkoniyatlaridan tashqariga chiqishi kerak (tarmoqli hisoblashlardan foydalanish imkoniyatini hisobga olgan holda);
shifrlash algoritmini bilish xavfsizlikning ishonchliligiga ta'sir qilmasligi kerak;
kalitning ozgina o'zgarishi, hatto bir xil kalitdan foydalanganda ham shifrlangan xabar turining sezilarli o'zgarishiga olib kelishi kerak;
shifrlash algoritmining strukturaviy elementlari o'zgarmas bo'lishi kerak;
shifrlash jarayonida xabarga kiritilgan qo'shimcha bitlar shifrlangan matnda to'liq va xavfsiz tarzda yashirilishi kerak;
shifrlangan matnning uzunligi asl matn uzunligiga teng bo'lishi kerak;
shifrlash jarayonida ketma-ket ishlatiladigan kalitlar o'rtasida oddiy va oson o'rnatilgan bog'liqliklar bo'lmasligi kerak;
ko'p mumkin bo'lgan kalitlarning har biri ishonchli axborotni himoya qilishni ta'minlashi kerak;
algoritm ham dasturiy, ham apparatni amalga oshirishga imkon berishi kerak, shu bilan birga kalit uzunligini o'zgartirish shifrlash algoritmining sifat jihatidan yomonlashishiga olib kelmasligi kerak.
Kriptografik yopish algoritmlarining tasnifini ko'rib chiqamiz.
1 Shifrlash
1.1 ALSHISH (ALSHIRISH)
1.1.1. Oddiy (bitta alifbo) 1.1.2. Ko'p alifboli bitta sxemali oddiy 1,1: 3. Ko'p alifboli bitta sxemali monofonik
1. 1.4. Ko'p alifboli ko'p sxemali
1.2. QAYTA QILISH
1.2.1. Oddiy 1.2.2. 1.2.3-jadvalga muvofiq murakkab. Murakkab marshrutlar
1.3. ANALITIK TRANSFORMATION
1.3.1. Matritsa algebrasidan foydalanish
1.3.2. Maxsus bog'liqliklar uchun
1.4. O‘YIN
1.4.1. Cheklangan qisqa diapazon bilan
1.4.2. Cheklangan uzoq masofa bilan
1.4.3. Cheksiz diapazon bilan
1.5. QO'SHMA USULLAR
1.5.1. O'zgartirish va qayta tashkil etish 1.5.2. O'zgartirish va o'yin o'ynash 1.5.3. Qayta tartibga solish va o'yin o'ynash
1.5.4. Gumming va o'yin o'ynash
2. Kodlash
2.1. OSHIQ
2.1.1. Maxsus jadvallar (lug'atlar) bo'yicha
2.2. RAMAZI
2.2.1. Kod alifbosi bo'yicha
3. Boshqa turlar
3.1. DISCUTING-BEZOVCHI
3.1.1. Semantik 3.1.2. Mexanik
3.2. SISITISH-KENAYISH
ostida shifrlash himoyalangan xabarning har bir belgisi o'zgartirilishi kerak bo'lgan kriptografik yopilishning ushbu turiga ishora qiladi. Barcha ma'lum shifrlash usullarini besh guruhga bo'lish mumkin: almashtirish (almashtirish), almashtirish, analitik transformatsiya, gamma va kombinatsiyalangan shifrlash. Ushbu usullarning har biri bir nechta navlarga ega bo'lishi mumkin.
ostida kodlash Kriptografik yopishning bu turi himoyalangan ma'lumotlarning ba'zi elementlari (bu alohida belgilar bo'lishi shart emas) oldindan tanlangan kodlar (raqamli, alifbo, alfanumerik birikmalar va boshqalar) bilan almashtirilganda tushuniladi. Bu usul ikki xil: semantik va ramziy kodlash. Semantik kodlash bilan kodlangan elementlar juda aniq ma'noga ega (so'zlar, jumlalar, jumlalar guruhlari). Belgilarni kodlash bilan himoyalangan xabarning har bir belgisi kodlanadi. Ramziy kodlash asosan almashtirish shifrlash bilan bir xil.
Ko'p alifbo almashtirish - o'zgartirishning eng oddiy turi, u ko'proq yoki kamroq murakkab qoida bo'yicha manba matni belgilarini boshqalar bilan (bir xil alifboda) almashtirishdan iborat. Yuqori kriptografik quvvatni ta'minlash uchun katta kalitlardan foydalanish talab etiladi.
Qayta tartibga solish - kriptografik o'zgartirishning oddiy usuli. Odatda boshqa usullar bilan birgalikda qo'llaniladi.
Gamma - Bu usul kalit asosida yaratilgan ba'zi psevdo-tasodifiy ketma-ketlikni manba matn ustiga qo'yishdan iborat.
Blok shifrlari shifrlangan matn blokiga (qismiga) qo'llaniladigan asosiy o'zgartirish usullarining ketma-ketligini (mumkin bo'lgan takrorlash va almashtirish bilan) ifodalaydi. Amalda blokli shifrlar kriptografik quvvatning yuqoriligi tufayli u yoki bu sinfning “sof” transformatsiyasiga qaraganda tez-tez uchraydi. Rossiya va Amerika shifrlash standartlari aynan shu shifrlar sinfiga asoslangan.
Kriptografik yopishning ayrim turlariga usullar kiradi ma'lumotlarni kesish va siqish Dissektsiya-diversifikasiya deganda himoyalangan ma’lumotlar massivi shunday elementlarga bo‘linishi (bo‘linishi) tushuniladi, ularning har biri alohida-alohida himoyalangan axborot mazmunini ochishga imkon bermaydi. Shu tarzda tanlangan ma'lumotlar elementlari turli xil saqlash joylari bo'ylab taqsimlanadi yoki turli xil muhitlarda joylashgan. Ma'lumotlarni siqish - bu tez-tez uchraydigan bir xil ma'lumotlar qatorlarini yoki bir xil belgilar ketma-ketligini oldindan tanlangan belgilar bilan almashtirish.
O'zining butun tarixi davomida inson ma'lum ma'lumotlarni shifrlash zarurligini his qilgan. Bu ehtiyojdan butun bir fan - kriptografiya paydo bo'lganligi ajablanarli emas. Agar ilgari kriptografiya asosan davlat manfaatlariga xizmat qilgan bo'lsa, Internet paydo bo'lishi bilan uning usullari xususiy shaxslarning mulkiga aylandi va xakerlar, axborot erkinligi faollari va o'z ma'lumotlarini shifrlamoqchi bo'lganlar tomonidan keng qo'llanila boshlandi. tarmoq u yoki bu darajada.
FURFUR kriptografiya va undan qanday foydalanish haqida qator maqolalarni boshlaydi. Birinchi material kirishdir: masalaning tarixi va asosiy atamalar.
Rasmiy ravishda kriptografiya (yunoncha - "maxfiy yozish") xabarning maxfiyligini ta'minlaydigan fan sifatida ta'riflanadi. Kriptografiya bo'yicha birinchi ilmiy asarni yozgan kashshof Aeneas Tacticus hisoblanadi, u yerdagi sayohatini Masih tug'ilishidan ancha oldin yakunlagan. Hindiston va Mesopotamiya ham o'z ma'lumotlarini shifrlashga harakat qilishdi, ammo birinchi ishonchli xavfsizlik tizimlari Xitoyda ishlab chiqilgan. Qadimgi Misr ulamolari o'z matnlariga diqqatni jalb qilish uchun ko'pincha murakkab yozish usullaridan foydalanganlar. Ko'pincha ma'lumotni shifrlash harbiy maqsadlarda ishlatilgan: Miloddan avvalgi V asrda Sparta tomonidan Afinaga qarshi ishlatilgan Scytale shifrlash keng tarqalgan. e.
O'rta asrlarda kriptografiya faol rivojlandi va ko'plab diplomatlar va savdogarlar shifrlashdan foydalanganlar. O'rta asrlarning eng mashhur shifrlaridan biri bu Codex Copiale bo'lib, u hali shifrlanmagan suv belgilariga ega bo'lgan oqlangan dizayndagi qo'lyozmadir. Uyg'onish davri kriptografiyaning oltin davriga aylandi: uni Frensis Bekon o'rganib chiqdi, u yashirin matnning ettita usulini tasvirlab berdi. U shuningdek, bizning davrimizda kompyuter dasturlarida qo'llaniladigan ikkilik shifrlash usulini taklif qildi. Telegrafning paydo bo'lishi kriptografiyaning rivojlanishiga sezilarli ta'sir ko'rsatdi: ma'lumotlarni uzatish faktining o'zi endi sir emas edi, bu jo'natuvchilarni ma'lumotlarni shifrlashga e'tibor berishga majbur qildi.
Birinchi jahon urushi davrida kriptografiya o'rnatilgan jangovar vositaga aylandi. Dushman xabarlarining ochilishi ajoyib natijalarga olib keldi. Amerika razvedka idoralari Germaniya elchisi Artur Zimmermanning telegrammasini ushlashi Qo'shma Shtatlarning ittifoqchilar tomonida harbiy harakatlarga kirishishiga olib keldi.
Ikkinchi jahon urushi kompyuter tizimlarining rivojlanishi uchun katalizator bo'lib xizmat qildi - kriptografiya orqali. Amaldagi shifrlash mashinalari (Germaniya Enigma, ingliz Tyuring bombasi) axborotni boshqarishning hayotiy muhimligini aniq ko'rsatdi. Urushdan keyingi davrda ko'plab hukumatlar kriptografiyadan foydalanishga moratoriy kiritdilar. Asosiy ishlar faqat maxfiy hisobotlar ko'rinishida nashr etilgan - masalan, Klod Shennonning kriptografiyaga yangi matematik fan sifatida yondashgan "Maxfiy tizimlardagi aloqa nazariyasi" kitobi.
Hukumat monopoliyasi faqat 1967 yilda Devid Kanning "Kodni buzuvchilar" kitobi nashr etilishi bilan quladi. Kitob kriptografiya va kriptoanalizning butun tarixini batafsil ko'rib chiqdi. U nashr etilgandan so'ng, ochiq matbuotda kriptografiyaga oid boshqa ishlar paydo bo'la boshladi. Shu bilan birga, ilm-fanga zamonaviy yondashuv shakllandi va shifrlangan ma'lumotlarga qo'yiladigan asosiy talablar aniq belgilandi: konfidensiallik, kuzatilmasligi va yaxlitligi. Kriptografiya o'zaro ta'sir qiluvchi ikkita qismga bo'lingan: kriptosintez va kriptoanaliz. Ya'ni kriptograflar axborot xavfsizligini ta'minlaydilar, kriptoanalitiklar esa, aksincha, tizimni buzish yo'llarini izlaydilar.
Wehrmacht Enigma ("Enigma")
Uchinchi Reyxning shifrlash mashinasi. Enigma yordamida yaratilgan kod
Ikkinchi jahon urushida ishlatilgan eng kuchlilaridan biri hisoblanadi.
Turing Bombe
Alan Turing rahbarligida ishlab chiqilgan dekoder. Uning ishlatilishi
ittifoqchilarga monolit ko'rinadigan Enigma kodini bo'lish imkonini berdi.
Kriptografiyadan foydalanishning zamonaviy usullari
Foydalanish mumkin bo'lgan Internetning paydo bo'lishi kriptografiyani yangi bosqichga olib chiqdi. Kriptografik usullar jismoniy shaxslar tomonidan elektron tijorat, telekommunikatsiya va boshqa ko'plab muhitlarda keng qo'llanila boshlandi. Birinchisi alohida mashhurlikka erishdi va yangi, davlat tomonidan boshqarilmaydigan valyuta - Bitcoinning paydo bo'lishiga olib keldi.
Ko'pgina ishqibozlar bank o'tkazmasi, albatta, qulay ekanligini tezda angladilar, ammo u qurol yoki "moddalar" kabi yoqimli kundalik narsalarni sotib olish uchun mos emas. Bu, shuningdek, paranoyaning rivojlangan holatlari uchun mos emas, chunki u qabul qiluvchi va jo'natuvchidan majburiy autentifikatsiyani talab qiladi.
Analog hisoblash tizimini quyida muhokama qilingan "kiferpunklar" dan biri, yosh dasturchi Vey Dai taklif qilgan. 2009 yilda allaqachon Satoshi Nakamoto (uni ko'pchilik muqaddas ravishda butun xakerlar guruhi deb biladi) yangi turdagi to'lov tizimini - BitCoinni ishlab chiqdi. Kriptovalyuta shunday tug'ilgan. Uning operatsiyalari bank yoki boshqa moliya instituti shaklidagi vositachini talab qilmaydi va ularni kuzatib bo'lmaydi. Tarmoq butunlay markazlashtirilmagan, bitkoinlarni muzlatib qo‘yish yoki olib qo‘yish mumkin emas va ular hukumat nazoratidan to‘liq himoyalangan. Shu bilan birga, Bitcoin har qanday tovarlar uchun to'lash uchun ishlatilishi mumkin - sotuvchining roziligi bilan.
Yangi elektron pul foydalanuvchilarning o'zlari tomonidan ishlab chiqariladi, ular butun BitCoin tizimini boshqarish uchun o'z mashinalarining hisoblash quvvatini ta'minlaydi. Ushbu turdagi faoliyat konchilik deb ataladi. Faqatgina konchilik unchalik foydali emas, maxsus serverlardan - hovuzlardan foydalanish ancha oson. Ular bir nechta ishtirokchilarning resurslarini bitta tarmoqqa birlashtiradi va keyin olingan foydani taqsimlaydi.
Bitkoinlarni sotib olish va sotish uchun eng katta platforma Yaponiya Mt. Gox, bu orqali dunyodagi 67% tranzaktsiyalar amalga oshiriladi. Avid anonim foydalanuvchilar rus BTC-E ni afzal ko'radilar: bu erda ro'yxatdan o'tish foydalanuvchi identifikatsiyasini talab qilmaydi. Kriptovalyuta kursi juda beqaror va faqat dunyodagi talab va taklif muvozanati bilan belgilanadi. Yangi boshlanuvchilar uchun ogohlantirish - bu foydalanuvchilardan biri tomonidan pitsa uchun sarflagan 10 ming birlik bir muncha vaqt o'tgach, 2,5 million dollarga aylangani haqidagi mashhur voqea.
“Anʼanaviy valyutaning asosiy muammosi shundaki, u ishonchni talab qiladi. Markaziy bank o'ziga va uning valyutasiga ishonchni talab qiladi, ammo fiat pullar tarixi ishonchni yo'qotish misollariga to'la. Ishonchli kriptografiyaga asoslangan elektron valyutaning paydo bo'lishi bilan biz endi "halol amakiga" ishonishimiz shart emas, bizning pullarimiz xavfsiz tarzda saqlanishi mumkin va undan foydalanish oddiy va qulay bo'ladi.
Satoshi Nakamoto, xaker
Terminologiya
Asosiy operatorlar asl xabar (oddiy matn, ochiq matn) va uning modifikatsiyasi (shifrlangan matn, shifrlangan matn). Shifrni ochish shifrlangan matnni ochiq matnga aylantirish jarayonidir. Ajam kriptograf uchun yana bir nechta atamalarni eslab qolish muhimdir:
Alisa, Momo Havo va Bob (ALISA)
O'yin ishtirokchilarining ba'zi ismlari kripto protokolining tavsifini matematik formulaga qisqartirishga yordam beradi: Elis va Bob. Hozirgi kriptotizimdagi dushman Momo Havo (evesdropper - eavesdropper) sifatida belgilanadi. Kamdan kam hollarda ism o'zgaradi, lekin dushman har doim ayol bo'lib qoladi.
AVTONOM ELEKTRON TO'LOV TIZIMI (OFF-LINE E-KASH TIZIMI)
Uning yordamida xaridor va sotuvchi emitent bank ishtirokisiz bevosita ishlashlari mumkin. Ushbu tizimning kamchiliklari sotuvchining olingan pulni uning bank hisobiga o'tkazadigan qo'shimcha bitimidir.
ANONIM (Anonim)
Bu kontseptsiya aksiya ishtirokchilari maxfiy tarzda ishlashi mumkinligini bildiradi. Anonimlik mutlaq yoki bekor qilinishi mumkin (uchinchi shaxs, hakam ishtirokini o'z ichiga olgan tizimlarda). Hakam ma'lum shartlarda har qanday o'yinchini aniqlashi mumkin.
RUSMAN
Bosqinchi. U protokolning maxfiylik perimetrini buzishga harakat qiladi. Umuman olganda, kripto protokolidan foydalanadigan ishtirokchilar bir-birlarini potentsial raqib sifatida qabul qilishadi - sukut bo'yicha.
Halol partiya
Kerakli ma'lumotlarga ega bo'lgan va tizim protokoliga qat'iy rioya qiladigan halol o'yinchi.
ISHONCH MARKAZI (HOKIMIYAT (ISHONCHLI ORTAKA))
Tizimning barcha ishtirokchilarining ishonchiga sazovor bo'lgan hakamning bir turi. Ishtirokchilar kelishilgan protokolga rioya qilishlarini ta'minlash uchun ehtiyot chorasi sifatida zarur.
KATTA AKA
Ha, shunday. Katta birodarning harakatlari kripto protokolining boshqa ishtirokchilari tomonidan nazorat qilinmaydi yoki kuzatilmaydi. Katta birodarning qo'pol o'yinini isbotlab bo'lmaydi, hatto hamma bunga ishonch hosil qilsa ham.
Anonimlik
Ajam maxfiylik ishqibozlari maxsus saytlar - veb-proksi-serverlar yordamida inkognito rejimida qoladilar. Ular alohida dasturiy ta'minotni talab qilmaydi va foydalanuvchini murakkab sozlamalar bilan bezovta qilmaydi. Foydalanuvchi kerakli manzilni brauzerda emas, balki anonimator veb-saytining manzil satriga kiritadi. U ma'lumotni qayta ishlaydi va uni o'z nomidan uzatadi. Shu bilan birga, bunday server u orqali o'tadigan ma'lumotlarni nusxalash uchun ajoyib imkoniyatga ega bo'ladi. Aksariyat hollarda shunday bo'ladi: ma'lumot hech qachon ortiqcha bo'lmaydi.
Ilg'or anonim odamlar jiddiyroq vositalardan foydalanishni afzal ko'radilar. Masalan, Tor (Piyoz yo'riqchisi). Ushbu xizmat proksi-serverlarning butun zanjiridan foydalanadi, uni tarmoqlanganligi sababli boshqarish deyarli mumkin emas. Ko'p qatlamli (jargonda - piyoz) marshrutlash tizimi Tor foydalanuvchilariga yuqori darajadagi ma'lumotlar xavfsizligini ta'minlaydi. Bundan tashqari, The Onion Router u orqali o'tadigan trafikni tahlil qilishga xalaqit beradi.
Cyferpunk
Bu atama birinchi marta taniqli xaker Jude Milxon tomonidan anonimlik g'oyasiga haddan tashqari qiziqqan dasturchilarga nisbatan ishlatilgan. Cypherpunkning asosiy g'oyasi foydalanuvchilarning o'zlari tomonidan tarmoqdagi anonimlik va xavfsizlikni ta'minlash qobiliyatidir. Bunga asosan cypherpunk faollari tomonidan ishlab chiqilgan ochiq kriptografik tizimlar orqali erishish mumkin. Harakat yashirin siyosiy tusga ega; ishtirokchilarning aksariyati kripto-anarxizmga va ko'plab libertar ijtimoiy g'oyalarga yaqin. Cypherpunkning eng mashhur vakili WikiLeaks saytiga asos solgan Julian Assanj bo'lib, u barcha dunyo kuchlarini quvontirdi. Kiferpunklarning rasmiy manifesti bor.
“Yangi katta oʻyin hech qanday neft quvurlari uchun urush emas... Yangi global boylik bu nazoratdir
butun qit'alar va tsivilizatsiyalarni bog'laydigan, milliardlab odamlar va tashkilotlarning kommunikatsiyalarini bir butunga bog'laydigan ulkan ma'lumotlar oqimlari orqali "
Julian Assanj
Julian Assanj
WikiLeaks o'z portalida hammaga ko'plab hukumat tuzilmalarining qornini ko'rsatib berdi. Korruptsiya, urush jinoyatlari, o'ta maxfiy sirlar - umuman olganda, faol libertarning qo'liga tushishi mumkin bo'lgan hamma narsa jamoatchilikka ma'lum bo'ldi. Bundan tashqari, Assanj "Inkor qilinishi mumkin bo'lgan shifrlash" deb nomlangan infernal kriptotizimning yaratuvchisidir. Bu shifrlangan ma'lumotni tartibga solishning bir usuli bo'lib, uning mavjudligini ishonchli inkor etishga imkon beradi.
Bram Koen
Amerikalik dasturchi, asli quyoshli Kaliforniyadan. Butun dunyoni xursand qilish uchun u BitTorrent protokolini o'ylab topdi, u hanuzgacha muvaffaqiyatli bo'lmay kelmoqda.
Yozuv paydo bo'lganidan beri ilmiy bilimlarning bunday tarmog'i dalaografiya- qadimgi yozuv yodgorliklarini yaratilgan joy va vaqtni aniqlash uchun o'rganadigan tarixiy-filologik fan. Dalashunoslik bilimlari, shuningdek, yozuv va maxfiy yozuvning qisqartmalarini, ularni ochish usullarini o'rganishga asoslanadi. Bularning barchasi dalashunoslik ilmiy bilimlarining yangi yo'nalishining paydo bo'lishiga olib keldi, bu esa, o'z navbatida, ilmiy va amaliy yo'nalishning shakllanishiga olib keldi - kriptologiya(kripto-kriptos (yunoncha) - maxfiy, yashirin; mantiq - logike (yun.) - isbotlash va rad etish usullari haqidagi ilmiy bilimlar bo'limi). Biroq, axborot uzatish nazariyasining amaliy jihatidagi bu tushuncha xavfsiz aloqa tizimlarini yaratish va tahlil qilish fani sifatida talqin etiladi. Ushbu ta'rif ilmiy yo'nalishning fundamental amaliy semantikasini - kriptologiyani to'liq tavsiflashdan uzoqda, faqat kichik o'ziga xos tarkibiy komponent hisoblanadi. "Kriptologiya" ilmiy yo'nalishini semantik bayonotlarning kodini shakllantirish fani sifatida to'liqroq talqin qilish tavsiya etiladi.
O'z navbatida, "kriptologiya" ilmiy yo'nalishi uchta funktsional jihatdan bog'liq bo'lgan mantiqiy-matematik va texnik sohalarga bo'linadi: kriptografiya, kriptoanaliz, steganografiya.
Kriptografiya(yunoncha kriptos - maxfiy, yashirin; graho - yozish) - turli xil shifrlar yordamida ma'lumotni o'zgartirish va semantik tarkibning ishonchliligini saqlashga asoslangan axborotni himoya qilish usullari haqidagi fan.
Kriptografiya – dalashunoslik fanining maxfiy yozuv tizimlarining grafikasini o‘rganuvchi tarmog‘i. Axborot uzatish nazariyasi va kodlash nazariyasining zamonaviy pozitsiyalariga asoslanib, kriptografiya aloqa kanallari orqali uzatilganda ma'lumotlarning maxfiyligi va ishonchliligini ta'minlash va ularni operativ xotira va uzoq muddatli xotira qurilmalarida saqlash usullari haqidagi ilmiy bilimlar tarmog'i sifatida belgilanadi. .
Kriptanaliz(yunoncha kriptos - maxfiy, yashirin; tahlil - parchalanish) – ma'lumotlarni oshkor qilish va o'zgartirish usullari haqidagi fan. Ushbu ilmiy yo'nalish o'z tadqiqot predmeti sifatida ikkita maqsadni ko'zlaydi.
Birinchi maqsad shifrlash kalitini bilmasdan (kontseptual tanib olish) asl kontentning semantik tarkibini tiklash uchun shifrlangan ma'lumotni o'rganishdir.
Ikkinchi maqsad - noto'g'ri ma'lumotlarni uzatish uchun kriptografiya usullarini o'rganish va tan olish asosida dastlabki hujjatlarni soxtalashtirish.
Steganografiya(stega-shtamp; graho-write) - xabarni uzatish faktini yashiradigan ma'lumotni o'zgartirish usuli, maxfiy xabarlarni razvedka himoyasi printsipiga asoslangan usul. Bunday holda, asl xabar nutq signali, musiqiy ohang, video tasvir signali yoki boshqa matnli hujjat shaklida taqdim etilishi mumkin.
Kriptografiya amaliy fan sifatida miloddan avvalgi 20-asrdan boshlab rivojlana boshladi. Misol uchun, Mesopotamiyada qadimiy tsivilizatsiyani qazish paytida, sopol idishlarni sirlash haqidagi maxfiy yozuvlarni o'z ichiga olgan loy lavhalar topildi, ya'ni. birinchi shifrlangan matnlar qandaydir tijorat xarakteriga ega edi. Keyinchalik tibbiy xarakterdagi matnlar, chorva mollari va ko'chmas mulkni sotib olish va sotish shifrlana boshladi. Shifrlangan matnlarni tayyorlash va uzatish jangovar harakatlar davomida yanada rivojlantirildi. Harbiy faoliyatning nisbatan keng ko'lamli tabiati maxfiy xabarlarni shifrlash uchun "kichik miqyosdagi mexanizatsiyalash" vositalarini ishlab chiqish va amalga oshirish zarurligiga olib keldi. Qadimgi yunon yozuvchisi va tarixchisi Plutarx ("Qiyosiy hayot" muallifi, taniqli yunonlar va rimliklarning 50 ta tarjimai holini o'z ichiga olgan) tomonidan "kichik vositalar" yordamida shifrlash operatsiyasini amalga oshirish haqida taniqli tarixiy fakt mavjud. masshtabni mexanizatsiyalash" - "skital" shifrlash qurilmasi. Shifrlash moslamasi sifatida ma'lum diametrli silindr tanlangan, uning ustiga qog'oz lenta tasmasi o'ralgan. Ushbu lentaga asl matn yozib olingan, so'ngra lenta silindrdan o'ralgan va tabiiy alifbo harflari tasodifiy ravishda asl matnning harflari orasidagi bo'shliqlarga (L=2RR) yozilgan. Shunday qilib, ruxsatsiz foydalanuvchi shifrlangan xabarni o'qiy olmadi va silindrning diametrini bilmasdan asl matnni taniy olmaydi. Shifrlangan ma'lumotlarga kirishning kaliti silindrning diametri bo'lib, u ham shifrlash mexanizmi, ham shifrni ochish qurilmasi bo'lib xizmat qildi. Bunday holda, dekodlash moslamasi shifrlash bilan bir xil diametrli silindr edi. Ushbu silindr atrofida shifrlangan matn yozilgan qog'oz lenta o'ralgan va shifr matni shifrlangan.
Bu usul zamonaviy simmetrik kriptografik tizimlarning (bir kalitli shifrlash-dekodlash tizimlari) prototipi edi.
Qadimgi yunon faylasufi va olimi Aristotel o'zini kriptoanalitik sifatida ko'rsatmaguncha va silindrning diametrini (o'roq) tanib olish uchun kriptoanalitik qurilma sifatida konusdan foydalanishni taklif qilguniga qadar bu usul va shifrlash-dekodlash qurilmasining o'zi ancha vaqt xizmat qilgan. shifrlash-dekodlash kaliti), qog'oz o'ralgan. shifrlangan lenta. Tsilindrdagi so'zning o'qiladigan qismi yoki to'liq so'z hosil bo'lgan joy silindrning (hulk) diametrini aniqladi.
Faol harbiy harakatlar maxfiy xabarlarni uzatish uchun shifrlash va shifrlash usullarini ishlab chiqishga kuchli rag'batlantiruvchi ta'sir ko'rsatdi. Shunday qilib, miloddan avvalgi 56-yilda Gallar bilan urush paytida Rim diktatori K. Tsezar trans-Alp Galliyani Rimga bo'ysundirayotganda, maxfiy xabarlarni uzatish tizimida almashtirish shifrlaridan foydalangan. Bunday shifrlash-dekodlash usullari "Ofsetli Sezar shifr", "Kalit so'zli Tsezar shifr", "Affin almashtirish tizimi" va boshqalar edi.
19-asrning oxirida almashtirish usuli yordamida ishlaydigan mexanik shifrlash qurilmalari paydo bo'ldi: Bolton shifrlash g'ildiragi; 1924 yildan 1943 yilgacha Amerika armiyasida xizmat qilgan M-94 shifrlash qurilmasi. M-94 mahsulotining keyingi modifikatsiyasi M-209 shifrlash mashinasi bo'lib, u 1934 yilda frantsuz razvedka xizmatlarining ko'rsatmasi bo'yicha shved kriptografi B. Hagelin tomonidan ishlab chiqilgan. Ushbu shifrlash mashinasi 140 mingdan ortiq seriyada ishlab chiqarilgan va Ikkinchi Jahon urushi paytida Amerika armiyasida xizmat qilgan. Enigma shifrlash mashinasi yaratilishi bilan shifrlash mexanizmi fashistlar Germaniyasida ham juda kuchli rivojlanishga erishdi.
Kriptografiya fanining ko'p asrlik rivojlanish tarixi shuni ko'rsatadiki, u nisbatan yaqin vaqtgacha harbiy maqsadlarda kriptografik tizimlar qurishga qaratilgan edi. Biroq, so'nggi o'n yilliklarda ushbu ilmiy yo'nalish inson faoliyatining deyarli barcha sohalarida keng qo'llanilib, elektron xabarlarni ruxsatsiz idrok etish va tanib olishdan kriptografik himoya qilish, shuningdek qabul qilingan elektron xabarlarni autentifikatsiya qilish (haqiqiyligini tasdiqlash) funktsiyalarini bajaradi. elektron raqamli imzo vositalari.
Amerikalik olim Bryus Shnayer o'zining "Amaliy kriptografiya" nomli asarlaridan birida axborot texnologiyalari rivojlanishining hozirgi bosqichida kriptografiyaning ahamiyatini bir jumlada to'liq ta'riflab bergan. U ta'kidlaganidek: "Shifrlash juda muhim, faqat hukumatlarga qoldirilmaydi." Kriptografik vositalar turli darajadagi va maqsadlardagi tarmoq kompyuter texnologiyalarida axborotni himoya qilishni ta'minlaydigan yagona yuqori ishonchli usuldir. Ushbu sohaning dolzarbligi davlat va tijorat boshqaruvining barcha sohalarida: mudofaa, huquqni muhofaza qilish, iqtisodiy, bank, tijorat, ta'lim va boshqalarda shubhasiz shubhasiz omil hisoblanadi.
Ochiq elektron xabarlarni ochiq ommaviy kanallar, shu jumladan Internet-texnologiya kanallari orqali uzatishda kriptografiya qilishda uchta asosiy usul mavjud:
Ochiq xabarlarni konvertatsiya qilishning simmetrik (bir kalitli) usuli;
Umumiy xabarlarni konvertatsiya qilishning assimetrik (ikki kalitli) usuli (ochiq kalitli kriptografiya);
Ochiq xabarlarni konvertatsiya qilishning birlashgan usuli.
Elektron hujjatlar va xabarlarni himoya qilish va autentifikatsiya qilishning kriptografik tizimlarini ishlab chiqish va ishlatishning hozirgi bosqichida ochiq tarmoq kompyuter texnologiyalarida eng keng tarqalgan bo'lib, ular simmetrik va assimetrik transformatsiyalarning afzalliklarini birlashtirgan birlashtirilgan kriptografik tizimlardir.
Ochiq xabarlarni assimetrik transformatsiya qilish usuli ochiq kalitli kriptografik tizimlarda amalga oshiriladi. Hozirgi bosqichda eng keng tarqalgan va eng istiqbolli deb belgilangan assimetrik transformatsiya usulining keyingi rivojlanishi elliptik egri chiziqlarning nazariy tamoyillari asosida kriptografik tizimlarni qurish usulini aniqladi. Dastlab, ochiq kalitli kriptotizimlar asosida assimetrik usullarga asoslangan kriptografik tizimlarni qurish nazariyasi ko'rib chiqilishi kerak.
Kriptovalyutalarni tadqiq qilayotib, bir kun kelib siz muqarrar ravishda “kriptografiya” atamasiga duch kelasiz. Bizni qiziqtirgan sohada kriptografiya juda ko'p funktsiyalarga ega. Bularga ma'lumotlarni himoya qilish, parollarni yaratishda foydalanish, bank tizimini optimallashtirish va boshqalar kiradi. Ushbu maqolada biz sizni kriptografiya asoslari bilan tanishtiramiz va uning kriptovalyutalar uchun oqibatlarini muhokama qilamiz.
Kriptografiya tarixi
Kriptografiya - bu ma'lumotlarni xavfsiz yashirish usuli. Ma'lumotni oshkor qilish uchun o'quvchi ma'lumot qanday o'zgartirilgan yoki shifrlanganligini bilishi kerak. Agar xabar yaxshi shifrlangan bo'lsa, uni faqat jo'natuvchi va qabul qiluvchi o'qiy oladi.
Kriptografiya yangilik emas, u ming yillar davomida mavjud. Tarixiy jihatdan kriptografiya muhim xabarlarni begona ko'zlardan yashirish uchun yuborish uchun ishlatilgan. Birinchi kriptografik xabarlar qadimgi misrliklar orasida topilgan, ammo shifrlardan strategik maqsadlarda tasdiqlangan foydalanish Qadimgi Rim davriga to'g'ri keladi.
Tarixchilarning fikriga ko'ra, Yuliy Tsezar kriptografiyadan foydalangan va hatto yuqori martabali generallarga maxfiy xabarlar yuborish uchun Sezar shifrini yaratgan. Maxfiy ma'lumotlarni kiruvchi ko'zlardan himoya qilishning bu usuli yaqin tarixgacha qo'llanilgan.
Ikkinchi jahon urushi paytida nemislar muhim ma'lumotlarni uzatish uchun Enigma shifrlash mashinasidan foydalanganlar. Keyinchalik Tyuring testi nomini olgan matematik daho Alan Tyuring uni sindirish yo'lini topdi. Endi Enigma-ning buzilishi Ikkinchi Jahon urushidagi asosiy burilish nuqtalaridan biri hisoblanadi.
Kriptografiya asoslari
Yuqorida aytib o'tilgan Sezar shifrlash xabarlarni shifrlashning eng oddiy usullaridan biri bo'lib, kriptografiyani tushunish uchun foydalidir. Xabarning asl harflarini alifbodagi asl harfga nisbatan ma'lum bir holatda bo'lgan boshqa harflar bilan almashtirganligi uchun u shift shifr deb ham ataladi.
Masalan, agar biz xabarni ingliz tilida +3 shifridan foydalanib shifrlasak, u holda A D ga, K esa N ga aylanadi. Agar -2 qoidasidan foydalansak, D ga B ga, Z esa X ga aylanadi.
blockchain-ga investitsiya qilish bo'yicha hamma narsani o'qing
Bu kriptografiyadan foydalanishning eng oddiy misolidir, ammo boshqa har qanday usul ham xuddi shunday mantiqqa asoslangan. Tegishli tomonlardan tashqari hamma uchun maxfiy bo'lgan xabar va bu xabarni jo'natuvchi va qabul qiluvchidan tashqari hamma uchun o'qib bo'lmaydigan qilish jarayoni mavjud. Ushbu jarayon shifrlash deb ataladi va ikkita elementdan iborat:
Shifr - bu ma'lumotni kodlash uchun foydalanadigan qoidalar to'plami. Masalan, Sezar shifrlash misolida alifbodagi X harflarining siljishi. Shifr maxfiy bo'lishi shart emas, chunki xabarni faqat kalit mavjud bo'lganda o'qish mumkin.
Kalit - shifrlash qoidalari to'plamidan qanday foydalanishni aniq tavsiflovchi qiymat. Tsezar shifrlash uchun bu alifbo tartibida siljish kerak bo'lgan harflar soni bo'ladi, masalan, +3 yoki -2. Kalit xabarni parolini ochish vositasidir.
Ko'p odamlar bir xil shifrga kirishlari mumkin, ammo kalitsiz ular hali ham uni buza olmaydi.
Yashirin xabarni yuborish jarayoni quyidagicha:
- A partiyasi B partiyaga xabar yubormoqchi, lekin ular uchun uni boshqa hech kim o'qimasligi muhim;
- A partiyasi matnni shifrlangan xabarga aylantirish uchun kalitdan foydalanadi;
- B tomon shifrlangan matnni oladi;
- B partiyasi shifrlangan matnning shifrini ochish uchun xuddi shu kalitdan foydalanadi va endi xabarni o‘qiy oladi.
Kriptografiya evolyutsiyasi
Xabarlar mazmunini himoya qilish uchun shifrlangan. Bu shuni anglatadiki, har doim ushbu ma'lumotni olishdan manfaatdor tomonlar bo'ladi. Odamlar turli xil kodlarni shifrlashda ko'proq yoki kamroq muvaffaqiyat qozonishlari sababli, kriptografiya moslashishga majbur bo'ladi. Zamonaviy kriptografiya alifbodagi harflarning odatiy o'zgarishidan ancha uzoqlashdi va har yili hal qilish tobora qiyinlashib borayotgan murakkab jumboqlarni taklif qildi. Oddiy siljish o'rniga, harflar endi yuzlab va minglab oraliq bosqichlardan o'tib, raqamlar, boshqa harflar va turli xil belgilar bilan almashtirilishi mumkin.
Raqamli asr shifrlashning murakkabligining eksponentsial o'sishiga olib keldi. Buning sababi shundaki, kompyuterlar o'zlari bilan hisoblash quvvatini keskin oshirdi. Inson miyasi hali ham eng murakkab axborot tizimidir, ammo hisob-kitoblarni amalga oshirishga kelganda, kompyuterlar ancha tezroq va ko'proq ma'lumotni qayta ishlay oladi.
Raqamli davr kriptografiyasi elektrotexnika, kompyuter fanlari va matematika bilan bog'liq. Hozirgi vaqtda xabarlar odatda ushbu texnologiyalar kombinatsiyasidan foydalangan holda yaratilgan murakkab algoritmlar yordamida shifrlanadi va shifrdan chiqariladi. Biroq, shifrlash qanchalik kuchli bo'lmasin, har doim uni buzish uchun ishlaydigan odamlar bo'ladi.
Kodni buzish
Siz sezishingiz mumkinki, hatto kalitsiz ham Sezar shifrini buzish unchalik qiyin emas. Har bir harf faqat 25 xil ma'noga ega bo'lishi mumkin va aksariyat ma'nolar uchun xabar ma'nosizdir. Sinov va xato bilan siz ko'p harakat qilmasdan xabarni hal qilishingiz kerak.
Barcha mumkin bo'lgan o'zgarishlardan foydalangan holda shifrlashni buzish qo'pol kuch deb ataladi. Bunday xakerlik yechim topilmaguncha barcha mumkin bo'lgan elementlarni tanlashni o'z ichiga oladi. Hisoblash quvvatining oshishi bilan shafqatsiz kuch tobora real tahdidga aylanadi, undan himoyalanishning yagona yo'li shifrlashning murakkabligini oshirishdir. Mumkin bo'lgan kalitlar qanchalik ko'p bo'lsa, ma'lumotlaringizga shafqatsiz kuch bilan kirish shunchalik qiyin bo'ladi.
Zamonaviy shifrlar trillionlab mumkin bo'lgan kalitlarga imkon beradi, bu esa qo'pol kuchni kamroq xavfli qiladi. Biroq, superkompyuterlar va ayniqsa kvant kompyuterlari o'zlarining tengsiz hisoblash quvvati tufayli tez orada ko'pchilik shifrlarni shafqatsiz kuch bilan buzishi mumkinligi ta'kidlanadi.
Yuqorida aytib o'tilganidek, xabarlarni dekodlash vaqt o'tishi bilan qiyinlashadi. Lekin imkonsiz narsa yo'q. Har qanday shifr tabiatan qoidalar to'plami bilan bog'liq bo'lib, qoidalar o'z navbatida tahlil qilinishi mumkin. Qoidalarni tahlil qilish xabarlarni shifrlashning yanada nozik usuli - chastota tahlili bilan amalga oshiriladi.
Bugungi kunda shifrlarning juda murakkabligi bilan samarali chastota tahlilini faqat kompyuterlar yordamida amalga oshirish mumkin, ammo bu hali ham mumkin. Ushbu usul takrorlanadigan hodisalarni tahlil qiladi va ushbu ma'lumotlardan foydalangan holda kalitni topishga harakat qiladi.
Buni tushunish uchun Sezar shifrlash misolini yana bir bor ko'rib chiqaylik. Biz bilamizki, E harfi lotin alifbosidagi boshqa harflarga qaraganda ancha tez-tez ishlatiladi. Ushbu bilimni shifrlangan xabarga qo'llaganimizda, biz tez-tez takrorlanadigan harfni izlay boshlaymiz. Biz H harfi eng ko'p ishlatilishini topamiz va xabarga -3 siljishini qo'llash orqali taxminimizni sinab ko'ramiz. Xabar qancha uzun bo'lsa, unga chastota tahlilini qo'llash shunchalik oson bo'ladi.
uh
Kriptografiya va kriptovalyutalar
Aksariyat kriptovalyutalar maxfiy xabarlarni yuborishdan ko'ra butunlay boshqacha maqsadlarga xizmat qiladi, ammo shunga qaramay, kriptografiya bu erda asosiy rol o'ynaydi. Ma’lum bo‘lishicha, kriptografiyaning an’anaviy tamoyillari va u uchun qo‘llaniladigan vositalar biz o‘ylagandan ko‘ra ko‘proq funksiyalarga ega.
Kriptografiyaning eng muhim yangi xususiyatlari xeshlash va raqamli imzolardir.
Xeshlash
Hashing - bu katta hajmdagi ma'lumotlarni soxtalashtirish qiyin bo'lgan qisqa qiymatlarga aylantirishning kriptografik usuli. Bu tizim orqali oqayotgan ma'lumotlarning xavfsizligi va yaxlitligi bilan bog'liq blokcheyn texnologiyasining asosiy komponentidir.
Ushbu usul asosan to'rtta jarayon uchun qo'llaniladi:
- foydalanuvchi hamyonlaridagi qoldiqlarni tekshirish va tasdiqlash;
- hamyon manzillarini kodlash;
- hamyonlar o'rtasidagi operatsiyalarni kodlash;
- blokni qazib olish uchun hal qilinishi kerak bo'lgan matematik jumboqlarni yaratish orqali kon bloklari (bu imkoniyatni taklif qiladigan kriptovalyutalar uchun).
Raqamli imzolar
Raqamli imzo qaysidir ma'noda sizning haqiqiy imzongizning analogidir va sizning shaxsingizni onlayn tasdiqlash uchun xizmat qiladi. Kriptovalyutalar haqida gap ketganda, raqamli imzolar ma'lum bir hamyon bilan bog'liq bo'lgan matematik funktsiyalarni ifodalaydi.
Shunday qilib, raqamli imzolar hamyonni raqamli identifikatsiya qilishning o'ziga xos usulidir. Tranzaktsiyaga raqamli imzoni qo'shish orqali hamyon egasi barcha tarmoq ishtirokchilariga tranzaktsiya boshqa hech kimdan emas, o'zidan kelganligini isbotlaydi.
Raqamli imzolar hamyonni aniqlash uchun kriptografiyadan foydalanadi va hamyonning ochiq va shaxsiy kalitlari bilan yashirin tarzda bog‘lanadi. Sizning ochiq kalitingiz bank hisobingizga o'xshaydi, shaxsiy kalitingiz esa PIN-koddir. Sizning bank hisob raqamingizni kim bilishi muhim emas, chunki u bilan qila oladigan yagona narsa bu sizning hisobingizga pul kiritishdir. Ammo, agar ular sizning PIN-kodingizni bilishsa, siz haqiqatan ham muammoga duch kelishingiz mumkin.
Blokcheynda tranzaksiyani shifrlash uchun shaxsiy kalitlar, uni ochish uchun esa ochiq kalit ishlatiladi. Bu mumkin, chunki jo'natuvchi tomon tranzaktsiya uchun javobgardir. Yuboruvchi tomon tranzaktsiyani o'zining shaxsiy kaliti bilan shifrlaydi, lekin uni qabul qiluvchining ochiq kaliti yordamida hal qilish mumkin, chunki bu jarayonning yagona maqsadi jo'natuvchini tekshirishdir. Agar ochiq kalit tranzaktsiyaning shifrini hal qila olmasa, u bajarilmaydi.
Bunday tizimda ochiq kalit erkin taqsimlanadi va maxfiy kalit bilan yashirin bog'lanadi. Ochiq kalit ma'lum bo'lsa, hech qanday muammo yo'q, lekin shaxsiy kalit har doim sir saqlanishi kerak. Ikki kalitning nisbatiga qaramay, shaxsiy kalitni hisoblash aql bovar qilmaydigan hisoblash quvvatini talab qiladi, bu esa moliyaviy va texnik jihatdan xakerlik qilishni imkonsiz qiladi.
Kalitni himoya qilish zarurati - bu tizimning asosiy kamchiligi. Agar kimdir sizning shaxsiy kalitingizni bilsa, u sizning hamyoningizga kirishi va u bilan har qanday tranzaktsiyalarni amalga oshirishi mumkin bo'ladi, bu Bloomberg bilan xodimlarning kalitlaridan biri televizorda ko'rsatilganda sodir bo'lgan.
Xulosa
Blokcheyndagi kriptografiya juda ko'p turli qatlamlarga ega. Ushbu maqola faqat kriptografiyadan foydalanishning asoslari va umumiy tamoyillarini qamrab oladi, ammo bu masala birinchi qarashda ko'rinadiganidan ancha chuqurroqdir.
Kriptografiya va blokcheyn texnologiyasi o'rtasidagi munosabatlarni tushunish muhimdir. Kriptografiya tomonlar bir-biriga ishonishlari shart bo'lmagan tizimni yaratishga imkon beradi, chunki ular ishlatiladigan kriptografik usullarga tayanishi mumkin.
2009 yilda yaratilganidan beri Bitcoin blokcheynining kriptografik himoyasi ma'lumotlarni soxtalashtirishga qaratilgan har qanday urinishlarga dosh berdi va ularning soni ko'p bo'ldi. Yangi kriptovalyutalar yanada xavfsiz kriptografiya usullarini amalga oshiradi, ularning ba'zilari hatto kvant protsessorlarining shafqatsiz kuchidan himoyalangan, ya'ni kelajakdagi tahdidlarning oldini oladi.
Kriptografiyasiz Bitcoin va umuman kriptovalyutalar bo'lishi mumkin emas. Ajablanarlisi shundaki, ming yillar oldin ixtiro qilingan ushbu ilmiy usul bizning raqamli aktivlarimizni bugungi kunda xavfsiz va xavfsiz saqlaydi.