«Криптография негіздері»»

1. 
   Қорғаныстың криптографиялық әдістері және олардың жүзеге асуы қалай?
   
2. 
   Криптожүйеге қойылатын талаптар қандай?
   
3. 
   Симметриялық криптожүйелер дегеніміз не?
   
4. 
   Ашық кілтті жүйелер дегеніміз не?
   

• 
  Кілтпен басқару;
  
• 
  Кілттердің генерациясы;
  
• 
  Кілттердің жиналуы;
  
• 
  Кілттердің таратылуы.
  

Мәліметтерді түп нұсқалау мәселесі неден тұрады? Қарапайым хат немесе құжат соңына орындаушы не жауапты тұлға әдетте өз қолын қояды. Мұндай әрекет әдетте екі мақсатты көздейді. Біріншіден, алушы өзіндегі үлгімен қойылған қолды салыстырып, хаттың ақиқаттығына көз жеткізеді. Екіншіден, жеке адамның қолы құжаттың автордікі екендігіне заңды кепіл болып табылады. Соңғы аспект әртүрлі сауда – саттық бітім – шарттарын бекіткенде, сенім хат, міндеттемелер құрғанда ерекше маңызды. Егер қағазға адамның қолын қою мүлде оңай іс емес, ал қазір қылмыстық әдіспен қолдың автордікі екені жасау – техникалық бөлшек болса, онда электронды қолдың ісі басқаша. Оны көшіре отырып қолды жасау немесе құжатқа заңсыз түзетулер енгізуді кез келген пайдаланушы істей алады. Қазіргі дүние жүзінде құжаттардың электронды формалары мен олардың өңделу құралдары кең таралуымен қағазсыз құжаттарды автордікі етіп жасау ерекше өзекті мәселе болады. Ашық кілтті криптографиялық жүйелердің бөлімінде шифрлеудің қазіргі жүйелерінің барлық артықшылығында олар мәліметтердің түпнұсқалануын қамтамассыз етуге жол бермейді. Сондықтан түпнұсқалау құралдары комплексте және криптографиялық алгоритмдермен пайдаланылулары тиіс.

• 
  кілт генерациясы;
  
• 
  кілттердің жинақталуы;
  
• 
  кілттердің таралуы.
  

• 
  Таратылудың шапшаңдығы мен дәлдігі.
  
• 
  Таратылатын кілттердің құпиялылығы.
  

1. 
   Бір не бірнеше кілттер таралу орталығын құру жолымен. Мұндай әрекеттің кемтігі таралу орталығында кімге қандай кілттер белгіленгені белгілі және бұл ПЖ айналып жататын барлық хабарламаларды оқуға жол беретіндігінде. Мүмкін теріс пайдаланушылық қолданысқа едәуір ықпал етеді.
   
2. 
   Ақпараттық жүйелерді қолданушылар арасында кілтті тікелей алмастырумен. Бұл жағдайда мәселе субъектілердің түп нұсқа екендігі сенімді куәландыруда. Кілттермен алмасу үшін сол RSA алгоритмін пайдалана отырып, ашық кілтті криптожүйелерді қолдануға болады.
   

Кілттермен басқару міндеті кілттерді тарату орталығынан бас тарту мүмкіндігін, сеансқа қатысушылар түп нұсқалығын, өзара растауды, сұраныс – жауап механизмімен сеанстың нақтылығын растауды, бұл үшін бағдарламалық немесе аппараттық құралдарды пайдалануды, кілттермен алмасуда хабарламалардың азын пайдалануды қамтамассыздандыратындай кілттердің таралуының осындай протоколын іздеуге саяды.

1. 
   Электронды қол қою дегеніміз не?
   
2. 
   Кілтпен басқару деген не?
   
3. 
   Кілттердің генерациясын қалай түсінесің?
   
4. 
   Кілттердің жиналуын қалай түсіндіруге болады?
   
5. 
   Кілттердің таратылуы дегеніміз не?
   

• 
  Идентификация (теңестіру) мен аутентификация
  
• 
  Кіруді басқару
  
• 
  Хаттау және аудит.
  

Ақпаратты қорғау әдісін іске асыру мәселесі екі аспектіге ие:Криптографиялық алгоритмдерді іске асыратын құралдар жасау. Осы құралдарды қолдану әдісі. Қарастырылған криптографиялық әдістерінің әрқайсысы не бағдарламалы немесе аппаратты тәсілмен жүзеге асырылу мүмкіндігі криптографиялық түрлену әдістерінің барлығы немқұрайды және соңғы алгоритмдік процедурасы түрінде көрсетілуі мүмкін екендігіне сүйенеді. Аппаратты жүзеге асырылуда шифрлеу мен шифрды ашу процедуралары арнайы электронды кескіндермен орындалады. Анағұрлым көп таралу қоспа әдістерді жүзеге асырылатын модульдерге ие болды. Шифрлеудің шетелдік сериялы құралдарының көпшілігі DES американдық стандартқа негізделген. Мысалы, Криптон құрылғысы сияқты отандық жұмыстарды шифрлеудің отандық стандарты пайдаланылады. Қорғанысты жүзеге асырудың бағдарламалық әдістерінің негізгі құндылығы олардың иілгіштігі, яғни шифрлеудің алгоритмдерін жылдам өзгерту мүмкіндіктері болып табылады. Бағдарламалы іске асырылудың негізгі кемістігі аппаратты құралдармен салыстырғанда әдеуір ауырырақ (шамамен 10 есе) әрекет етуі болып табылады. Соңғы уақытта бағдарламалы – аппаратты құралдар деп аталатын шифрлеудің қоспа құралдары көріне бастады. Бұл жағдайда компьютерде ерекше «криптографиялық операцияларды орындауға бағытталған есептеуіш құрылғы қолданылады. Бағдарламалы қамсыздандыруды өзгерте отырып, мұндай құрылғы үшін шифрлеудің сол не басқа әдісін таңдауға болады. Мұндай әдіс өз ішінде бағдарламалық және аппаратты әдістердің құндылықтарын біріктіреді. Осылайша, нақты ПЖ үшін криптоқорғаныстың жүзеге асырылу түрін таңдау елеулі мөлшерде оның ерекшеліктеріне байланысты және ақпараттардың қорғаныс жүйесіне қойылатын талаптардың жан – жақты талдауына сүйенуі тиіс.

• 
  өзі білетін: пароль, жеке идентификациялық нөмір, криптографиялық кілт және т.с.с. біреуін;
  
• 
  ол не жеке карточка немесе ұқсас белгідегі басқа құрылғының біреуін;
  
• 
  оның өзінің бір бөлігі болып табылатын дауысы, саусақ таңбасы және т.с.с., яғни өзінің биологиялық сипаттамасының бірдемеснің;
  
• 
  Онымен қоғамдастыққа бірдеңені, мысалы, координаттарды.
  

• 
  Техникалық шектеулер қою (пароль тым қысқа болмауы тиіс) онда әріптер, шифрлар, тыныс белгілері және т.с. болуы тиіс;
  
• 
  Парольдің жұмыс істеу мерзімімен олардың мерзімдік ауысымын басқару;
  
• 
  Пароль файлына енуді шектеу;
  
• 
  Жүйеге кіруге сәтсіз аяқталатын ұмтылыстарға шек қою, бұл қатты күш жұмсау әдісін қолдануды қиындатады;
  
• 
  Пайдаланушыны оқыту мен тәрбиелеу;
  
• 
  Қиын емес тәртіптерге сүйене отырып, жағымды, сондықтан да оңай есте қалатын парольдарды тудыруы мүмкін парольдардың бағдарламалық генераторларын қолдану.
  

Кейде корточкаларды өз бетімен жеке идентификация нөмірінсіз қолданады. Біз білетіндей қаскүнем қолындағы ең күшті құралдардың бірі парольдар тексеріліп қана қоймай, әрі қарайды рұқсатсыз қолданысы үшін есіне сақтап қалатын аутентификация бағдарламаларының өзгерісі болып табылады. Интеллектуалды токендер өзінің есептеуіш күштілігімен сипатталады. Олар интеллектуалды карталар, стандартталған ISO және басқа да токендерге бөлінеді. Карталар интерфейсті құрылғыны қажетсінеді, басқа токендер әдетте қол интерфейстеріне ие болады және сырт түрімен калькуляторларды еске салады. Токен жұмыс істей бастау үшін қолданушы өзінің жеке идентификация номерін енгізуі тиіс. Принцип бойынша интеллектуалды токендердің жұмысын мына категорияларға бөлуге болады.

• 
  Парольдермен статикалық алмасу: әдеттегі түрмен қолданушы токенге өзінің түп нұсқалығын дәлелдейді, содан кейін токен компьютер жүйесімен тексеріледі;
  
• 
  Парольдердің динамикалық генерациясы токен парольдерді мезгілмен өзгерте отырып шайқалтады. Компьютер жүйесінде парольдердің үйлестірілген генераторы болуы тиіс. Ақпарат токеннен электронды интерфейс арқылы түседі немесе пайдаланушы оны терминал клавиатурасында тереді.
  
• 
  Сұрақ–жауап жүйелері: компьютер токенде құрылған криптографиялық механизммен түрленетін кездейсоқ санды береді, бұдан соң нәтиже компьютерге тексеру үшін қайтады. Мұнда сондай-ақ электронды немесе қол интерфейсі пайдаланылуы да мүмкін.
  

Аудит – шынайы уақытта немесе мезгілмен шұғыл өткізілген жинақталған ақпараттардың талдануы. Хаттау мен аудиттің жүзеге асырылуы мына басты мақсаттарды көздейді:

• 
  Пайдаланушылар мен администраторлар есеп беруін қамтамассыздандыру;
  
• 
  Оқиғалар жүйелілігін қайта құру мүмкіндіктерін қамтамассыздандыру;
  
• 
  Ақпаратты қауіпсіздікті бұзу әрекеттерін табу;
  
• 
  Проблемаларды анықтап, талдау үшін ақпарат беру.
  

1. 
   Криптографиялық әдістердің жүзеге асуын қалай түсінесің?
   
2. 
   Идентификация (теңестіру) мен аутентификация дегеніміз не?
   
3. 
   Кіруді басқару деген не?
   
4. 
   Хаттау және аудит деген не?
   

• 
  Блоктық шифрлар
  
• 
  Ағындық шифрлар
  
• 
  Құрама шифрлар.
  

Симметриялық криптографиялық жүйелер ақпаратты қорғау саласында классикалық жүйелер болып табылады. Мәліметті шифрлау және дешифрлау үшін бір құпия кілт қолданылады. Симметриялық криптографиялық жүйелерді шифрлау тәсілдерінің классификациясы1-суретінде ұсынылады.

Ауыстыру шифры белгілі бір ереженің көмегімен бастапқы мәтін символдарын басқа символдармен ауыстыру арқылы анықталады. Егер шифрлау үшін бір әліпби қолданса, онда ол көп әліпбиді немесе полиәліпбилі деп аталады. Бір әліпбиді шифрдің ең қарапайым мысалы Цезарь шифры.

Әліпбидің әрбір символына сан сәйкес қойылсын. Мысалы:

A = 0, B = 1, C = 2, ..., Y = 25

Цезарь хаттарды келесі формуланың көмегімен шифрлаған:

Ciphertext_letter = (plaintext_letter + 3) mod n.

Дешифрлау үшін келесі формуланы қолданған:

Мұндағырlaintext_letter – ашық мәтіндегі символға сәйкес сан, сiphertext_letter – шифр мәтіндегі символға сәйкес сан, n - әліпбидегі белгілер саны. Қолайлылық үшін біз ағылшын әліпбиін қолданамыз, яғни n = 26.

Цезарь шифрын жалпылауға болады. Келесі формуланың

Ciphertext_letter = (plaintext_letter + 3) mod n.

орнына

Ciphertext_letter = (plaintext_letter + k) mod n.

Тағы да бір моно әліпбилік шифр қарастырайық. Мысалға «computation» деген түйінді сөз таңдап алайық. Шифр әліпбидің алғашқы символдары ретінде кілт символдарын алады. Қайталанатын символдар әліпбиге бір реттен артық енбеуі тиіс. Келесі символдар алғашқы әліпбиге сәйкес жазылады. Әр символ бір рет қолданылады.

Келтірілген мысалға назар аударып қарасаңыз, түйінді сөзде екінші ‘t’ және ‘o’ символдары қалдырылып кеткен. Тәсілдің тиімділігі шифр мәтінмен ашық мәтіннің символдарының ара-қашықтығы әр символ үшін бөлек болатындығында.

Цезарь тәсіліндегі қайталанушылықтан басқадай жолмен де құтылса болады. P көбейткішін және k жылжу коэффицентін енгізейік.

Ciphertext_letter = (р*plaintext_letter + k) mod n.

Мысалы, егер р = 5 және k = 3 болса, алатынымыз:

Моноәліпбилік шифрлардың үлкен кемшілігі бар. Оларға жиілік анализін қолдануға болады. Ол әр символдың мәтінде қайталану жиілігі әр қалай болады. Мысалға орыс тілінде «о» әрпі «ф» әрпімен салыстырғанда 45 есе, ал «э» әрпінен 30 есе жиірек кездеседі. Егер мәтін ұзындығы жеткілікті болса, жиілік анализін қолданып ашық мәтінді тауып алуға болады.

Егер ашық мәтіндегі бірдей символдар шифр әліпбидегі әр түрлі символдармен шифрланатын болса, онда әрбір символдың қайталану жиілігі де әртүрлі болады.

Қарапайым мысал ретінде екі С1 және С2 моноәліпбилік шифрларын алайық. Ашық мәтіннің барлық тақ символдарын С1 шифрәліпбиімен, ал қалғандарын С2 шифрәліпбиімен түрлендірейік. С1 үшін р = 5 және k = 3 болсын:

C2 үшін p=10 және k=2 болсын: