Дәріс есептеуіш желілердің ҚҰрылымы мен оларға жалпы шолу негізгі анықтамалар мен терминдер

Гаммалау деп белгiлi бiр заң бойынша ашық деректер үстiне шифрдың гаммасын беттестiру (қосу) процесiн түсiнемiз. Шифрдың гаммасы дегенiмiз - ол белгiлi бiр алгоритм бойынша ашық деректердi шифрлауға және шифрланған деректердi ашуға арналып жасалған жалған кездейсоқ тiзбек.

Мына жағдайды атап өтуiмiз керек.

Шифрлау алдында ашық деректердi, ұзындығы бiрдей, әдетте 64 биттен, Т₀⁽ⁱ⁾ блоктарына бөледi. Шифрдың гаммасы осыған ұқсас, ұзындығы Г_ш⁽ⁱ⁾  блоктарынан тұратын тiзбектер түрiнде құрылады.

Шифрлау теңдеуi  мына түрде болады:

Т_ш⁽ⁱ⁾ = Г_ш⁽ⁱ⁾ + Т₀⁽ⁱ⁾ , i=1 … M,

мұндағы      Т_ш⁽ⁱ⁾  - мәтiн-шифрдың i-шi блогы,

Г_ш⁽ⁱ⁾ - гамма-шифрдың  i- шi блогы,

Т₀⁽ⁱ⁾ - ашық мәтiннiң  i-шi блогы,

М - ашық мәтiн блоктарының саны.

Шифрды ашу процесi шифр гаммасын қайтадан генерациялау және осы гамманы шифрланған деректер үстiне беттестiруден тұрады.

Шифрды ашу теңдеуi мына түрде болады: 

Т₀⁽ⁱ⁾ = Г_ш⁽ⁱ⁾ Å Т_ш⁽ⁱ⁾.

Осындай әдiспен алынған мәтiн-шифр, ашуға қиындық тудырады, өйткенi оның кiлтi айнымалы шама. Шын мәнiнде шифр гаммасы әр шифрланған блок үшiн кездейсоқ түрде өзгерiп тұруы қажет. Егер гамма периоды барлық шифрланған мәтiн ұзындығынан көп болса және шифрды бұзушыға бастапқы мәтiннiң ешқандай бөлiгi белгiлi болмаса, онда мұндай шифрды тек кiлттердiң барлық варианттарын түгел тiкелей қарап шығу (перебор) арқылы ғана ашуға болады. Бұл жағдайда шифрдың криптограммалық тұрақтылығы (криптостойкость) кiлт ұзындығымен анықталады.

Жалғанкездейсоқ сандар тізбегін генерациялау әдістері. Гаммалау әдісімен шифрлағанда кілт есебінде биттердің кездейсоқ қатары пайдаланылады. Бұл қатар екілік түрде берілген (мысалы А=00000, В=00001, С=00010 және т.с.с) ашық мәтінмен қосылады. Бұл қосылу екі модулі бойынша биттерді өзара қосу арқылы жүзеге асырылады. Нәтижесінде шифрланған мәтін пайда болады. Күні бұрын болжауға болмайтын ұзындығы үлкен екілік тізбектерді генерациялау классикалық криптографиядағы маңызды проблемалар қатарына жатады. Бұл проблеманы шешу үшін екілік жалғанкездейсоқты тізбектер генераторлары пайдаланылады.

Жалғанкездейсоқ бүтін сандар тізбегін  генерациялайтын белгілі процедуралар ішінде ең жиі қолданылатыны сызықты конгруэнтті генератор. Бұл генератор У₁ , У₂ , ..., У_i-1,У_і, ... жалғанкездейсоқ сандар тізбегін келесі қатынасты пайдалана отырып құрастырады:

У_i=(a*E_i-1+b)mod m,

мұнда У_і- тізбектің і-ші (ағымдағы) саны; У_і-1 тізбектің алдыңғы саны;

а, b және m – тұрақтылар;

m – модулі;

а – еселік (коэффицент), b - өсімше;

У_і – тудырушы сан (алғашқы мәні).

Бұл теңдеу таңдап алынған а, b, m – параметрлеріне байланысты және m мәніне жете алатын қайталау периодымен жалғанкездейсоқ сандарды генерациялайды. m модулінің мәні 2ⁿ тең деп немесе қарапайым санға тең деп алынады. b - өсімі  m - санымен өзара қарапайым, ал а - коэффиценті тақ сан болуы керек.

Тізбектердің мұндай түрі компьютерде оңай іске асырылады. Сонымен қатар егер барлық және  - GF(2) өрісінде тек 0 және 1 деген мағынада болса іске асыру тіпті оңай болады.

Мысалы ретінде қызықты кері байланысы бар үш разрядтты ығысу регистрін қарастырайық. Ол қарапайым көпмүшеге сәйкес құрылған: һ(х)=х³+х²+1. Мұндағы коэффиценттер мәні һ₃=1 һ₁=0 һ₀=1.

Кілттің мәні 101 болсын. Регистр осы күйден жұмыс істей бастайды. Регистрдің күй-жайы суретте көрсетілген. Регистр өзінің барлық 7 нөл емес күйі арқылы өтіп, қайтадан өзінің 101 қалпына келеді. Бұл – сызықтық кері байланысы бар регистрдің ең ұзын периоды. Мұндай тізбек ығысу регистрінің ең үлкен тізбегі деп аталады. (Maximal Length Shift Register Sequence – MLSRS).

Питерсон мен Уэлдон зерттеуі бойынша кез келген m-бүтін саны үшін периоды (2^m-1)-ге тең m биттік MLSRS – тізбегі болады. Мысалы, егер m=100 болса, онда тізбектің периоды 2¹⁰⁰-1 болады да, оны 1Мбит/с жылдамдықпен байланыс жолдарымен жібергенде ол 10¹⁶ жыл өткенше қайталанбайды.

3 сурет - Кері байланысы бар үшразрядты ығысу регистрі

Дәріс 14. Ақпарат қауіпсіздігі. Ақпараттық қауіпсіздендіруді қамтамасыздандыру жүйелерінің сипаттамалық қасиеттері.  Ақпараттық қауіпсіздендіруді қамтамасыздандыру әдістері. Ақпараттық қауіпсіздендіруді қамтамасыздандырудың құралдары