37
Сосын кестеден баған бойынша рет-ретімен оқып отырамыз:
ПМАЕЕРНЕК
Ашып оқу үшін алдымен толық бағандар санын анықтайды, яғни соңғы жолдағы
символдар саның. Ол үшін хабар мөлшерін (біздің мысалда - 9) бағандар санына немесе
кілт мөлшеріне (мысалда - 4) бөледі. Бөлудің қалдығы толық бағандар санына тең болады:
9 mod 4 = 1. Сондықтан, біздің мысалымызда бір толық баған және үш қысқа болатын.
Енді хабар әріптерің өзінің орнына қоюға және хабарды ашып оқуға болады. Шифрлау
кезінде кілт болып 1234 саны болғандықтан (бағандар рет-ретімен оқылды), онда
дешифрлау кезінде алғашқы үш символ (ПМА) ауыстыру кестенің бірінші бағанына
жазылады, келесі екеуі (ЕЕ) – екінші бағанға, келесі екеуі (РН) – үшіншіге, және соңғы
екеуі (ЕК) – төртіншіге. Кестені толтырғаннан кейін жолдарды оқыймыз және бастапқы
хабарды ПЕРЕМЕНКА аламыз.
Орын ауыстырудың басқа да тәсілдері бар, оларды бағдарламалық және
аппараттық жолмен жүзеге асурыға болады. Мысалы, екілік түрде жазылған деректерді
беру кезінде, аппараттық блокты қолдануға ыңғайлы. Бұл блок, сәйкес электр схема
көмегімен, белгілі бір түрде бастапқы
n–разрядты хабардың биттерін араластырады.
Былай, егер блок мөлшерін сегіз бит деп алсақ, онда, мысалы, осындай ауыстыру блокты
2.6 суретте көрсетілгендей пайдалануға болады.
Сурет 2.6.
Аппараттық ауыстыру блогы
Ашып оқу үшін қабылдау жақта, тізбектер ретін қалпына келтіретің, басқа блок
орнатылады.
Тәжірибеде аппаратты жүзеге асыралатын ауыстыру қазіргі кейбір шифрлардың
құрама бөлігі ретінде кең пайдаланылады.
Қандай да ауыстыру кезінде шифрланған хабарға ашық мәтіндегі символдар кіріп
отырады, бірақ басқа ретте. Сондықтан, тілдің статистикалық заңдылықтары өзгеріссіз
қалады. Бұл криптоталдаушыға символдардың дұрыс ретін қалпына келтіру үшін түрлі
әдістерді пайдалануға мүмкіндік береді.
Егер қарсыласта шифрлау жүйе арқылы арнайы ауыстыру әдісімен таңдап алынған
хабарларды өткізуге мүмкіндігі бар болса, онда ол таңдап алынған мәтін бойынша
шабуыл жасай алады. Егер бастапқы мәтінде блок ұзындығы
N символға тең болса, онда
кілтті ашу үшін бастапқы мәтіннің
N-1 блогын (оларда біреуінен басқа, барлық символдар
бірдей) шифрлау жүйе арқылы өткізуге жеткілікті.
Егер
N блогының ұзындығы алфавит символдар санынан кем болса, онда таңдап
алынған мәтін бойынша шабуылдың басқа варианты болу мүмкін. Бұл жағдайда
алфавиттың әртүрлі әріптерінен бір арнайы хабарды жасауға болады (мысалы, оларды
38
алфавиттегідей рет-ретімен орналастырып). Осылай дайындалған хабарды шифрлау жүйе
арқылы өткізіп, криптоталдаушыға шифрлаудан кейін алфавит символдары қандай
позицияда табылғанын ғана көруге қалады, және ауыстыру схемасын салуға ғана қалады.
Сонымен, біз симметриялық шифралудың жалпы схемасын және жабық кілті бар
қарапайым шифрлау әдістерінің жіктеуін қарап шықтық.
Негізгі терминдер
Гаммалау – ашық мәтінге гамма тізбегін «салуына» негізделген шифрлау әдісі.
Әдетте бұл қандай да шекті алаңда қосындылау (модулі бойынша қосындылау). Мысалы,
GF(2) алаңда осындай қосындылау кәдімгі «шығарып тастайтын ИЛИ» түрге келеді.
Ашып оқуда операция
қайталанады, нәтижесінде ашық мәтін алынады.
Пропорционал немесе
монофониялық шифрлар – ауыстыру әдістері, оларда
шифрланған белгілердің кездесу жиілігі теңестіріледі.
Орнына қою (
ауыстыру)
шифрлар әдетте блоктарға бөлінген және бір алфавитта
жазылған бастапқы мәтіннің символдары басқа алфавиттың бір не бірнеше символдары
мен, қабылданған түрлендіру ережеге сәйкес, ауыстыруға негізделген.
Көп алфавитты орнына қою (не ауыстыру) шифры - бастапқы мәтіннің
символдарын белгілі ереже бойынша ауыстыру үшін бір емес, бірнеше әліпби
пайдаланатын шифрлау әдістерінің тобы.
Орын ауыстыру шифры – бұл шифрда бастапқы мәтіннің кіріс ағыны блоктарға
бөлінеді, олардың әрбіреуінде символдардың орын ауыстыруы орындалады. Осындай
шифрдың кілті шифрлауда пайдаланатын және орын ауыстыруды көрсететін орын
ауыстыру матрица немесе векторы болып табылады.
Қарапайым (не біралфавитты) орнына қою шифры, моноалфавитты шифр –
шифрлау әдістерінің тобы, оларда белгілі алгоритм бойынша шифрлау кестесі
жасалынады, бұл кестеде ашық мәтіннің әрбір әрпі үшін оған сәйкес шифрмәтіннің бір
ғана әрпі болады. Шифрлауда әріптер кестеге сәйкес ауыстырылады. Ашып оқу үшін сол
кестені немесе оны жасайтың алгоритмды білу жеткілікті.
Симметриялық шифрлау (жабық кілті бар шифрлау) – деректерді қайтымды
түрлендіру әдістері, оларда бірдей кілт пайдаланады, оны ақпараттық алмасудағы жақтар
жаудан құпиялы түрде сақтау керек. Тарихтан белгілі барлық шифрлар, мысалы, Цезарь
шифры – бұл жабық кілті бар шифрлар.
Сұрақтар
1. Симметриялық шифрлаудың жалпы схемасын түсіндіріңіз.
2. Жабық кілті бар шифрлау әдістерінің қандай ортағы бар?
3. Жабық кілті бар шифрлау әдістерінің негізгі топтарын айтыңыз.
4. Орын ауыстыру шифрдың мысалдарын көрсетіңіз.
5. Орнына қою шифрлау әдістерінің жалпы принциптерін айтып беріңіз.
6. Көп алфавитты орнына қоюларды қалай түсінесіз.
7. Бір алфавитты орнына қою шифрдың мысалын келтіріңіз.
8. Орын ауыстыру шифрлаудың түрлі алгоритмын бейнелеп беріңіз. Кейбір
хабарды осы әдіспен шифрлау мысалын келтіріңіз. Бұл әдісте ашып оқу алгоритмы
қандай?
9. Вижинер кестесін пайдалану әдісі қандай жабық кілті бар шифрлау әдістерінің
тобына жатады? Бұл әдісте шифрлау және дешифрлау алгоритмы қандай? Кейбір хабарды
осы әдіспен шифрлау мысалын келтіріңіз.
10. Кестелік орын ауыстыру әдіспен хабарды қалай шифрлауға және дешифрлауға
болады, егер шифрланатын хабардың мөлшері блок көлеміне еселі болмаса?
11. Монофониялық шифр деген не?
