Апаратты жйелердегі апаратты орауды криптографиялы дістерін талдаыз.

Криптография – мліметтерді згеру дістеріні жиынтыы, яни осы мліметтерді айынсыз бейнеге келуге баытталан мліметтерді орауды екі басты мселесін шешу: 1) жасырынды мселесін; 2) бтіндік мселесін. Апаратты жйелердегі апаратты орауды криптографиялы дістері ЭЕМ-де делген немесе есте сатау рылысыны р трлі типінде саталан апаратты орау шін алай олданылса, байланыс жолдары бойынша р трлі элементтер арасында берілген апаратты жабу шін де солай олданылады. Аж-де апараттарды криптографиялы жабылуына ойылатын талаптар: 1. Криптографиялы жабуды крделілігі мен беріктігі мліметтер пиялылыыны дегейі мен клеміне байланысты тадалуы ажет. 2. Жабуды сенімділігі аскнемге жабуды дісі белгілі болан жадайда да пиялылы бзылмайтындай болуы керек. 3. Жабу дісі, олданылан кілттер жиыны жне оларды тарату механизмі те крделі болуы керек. 4. Тікелей жне кері згеру процедураларыны орындалуы формалды болуы ажет жне хабарды зындыына байланысты болмауы керек. 5. згеруді орындалу процесінде туындайтын ателер жйе бойынша таралмауы ажет. 6. Процедуралармен енгізілетін орауда артышылы е аз болуы ажет. Апаратты шифрлеу оны жасау кезінде олданылатын, апаратты мазмны баса олданушы субьектіге тсініксіз болатын рдіс. Апаратты шифрлеу нтижесі шифрлі мтін немесе криптограмма деп аталады. Шифрлі мтінннен апаратты алпына келтіретін кері рдіс апаратты шифрін шешу ( расшифровка) деп аталады. Апаратты шифрлеу жне шифрді шешу кезінде олданылатын алгоритмдер конфиденциальды емес, шифрлі мтіні конфиденциальдыы шифрлеу кезінде олданылатын осымша параметрлерді, шифрлеу кілтіні кмегімен жзеге асырылады. Шифрлеу кілтін білу шифрлі мтінді дрыс шешуге кмектеседі. Апаратты бтіндігі дегеніміз оларды кездейсо жне ктілмеген згерісі немесе блінуі кезіндегі апаратты згеріссіз алуы. Бтіндік апарата кеірек сипаттама беруші оны сенімділігіні бір блігі болып табылады, ол бтіндіктен баса белгілі бір облыстаы апаратты толытыы мен длдігін амтиды. Апаратты хештеу дегеніміз оны жасалу рдісіне белгілі зындытаы хеш мнді енгізу. Хештеуді олдануды бір трі апаратты бтіндігін амтамасыз ету болып табылады. Криптотрлендіру Апараты блокты лшеміне арай криптоалгоритм мыналара блінеді: 1. Потокті шифрлеу, онда кодтау бірлігі бір бит болып табылады. 2. Блоктік шифр, кодтау бірлігі бірнеше байттан тратын блок болып табылады. Айырбастау дісімен шифрлеу. Бл шифрлеу дісіні е оай трі. Шифрленген мтінні символдары бір алфавиттен немесе кп алфавиттен алынан баса символдармен айырбасталады. Біралфавитті ою. Е оай ою – шифрленген хабарды символдары сол алфавитті баса ріптерімен тікелей айырбастау.

Цезарь шифры - е жеіл жне кеінен тараан шифр дісі. Оны Цезарь коды, Цезарь жылжытуы немесе жылжыту шифры деп те атайды. Шифр орнына оюды бір трі деп те атауа болады. Шифрде рбір таба ашы мтінде ліпби бойынша траты клемде оа немесе сола жылжытылып отырады.Мысалы, жылжыту саны 3 болатын шифрде А рібі В, рібі Г ауыстырылады. Бл шифрование кбінесе кптеген крделі шифрді блігі ретінде олданады, мысалы, Виженер шифры.Цезарь шифры лі де ROT13 системасында олданыс табуда. Барлы монолитті шифрлер секілді Цезарь шифрі де тез сындырылады, практикада млдем олданыс крмейді. азіргі кезде криптологияда ріптерді ріптермен емес олара сйкес келетін сандар тінде згерту абылданан. Осылайнан латын алфавитінде 0-ден(скесінше А) 25-ке дейінгі сандар олданылады (Z ). Бастапы мтіне сйкес санды маынаны білдіретін х, кодталан –у, енді шифрды олданылу ережесін жазамыз: y = x + z (mod N), мнда z – белгісіз кілт, N –алфавиттегі символдар саны. Цезарь шифрында белгіленген маынасы белгісіз кілтті маынасымен сйкес келеді z = 3 (Август Цезарында z = 4). Мндай шифрлар кілтті білме-а оай аныталынатын: шифрлауды алгоритмін білсе боланы кілтті асатолу арылы білуге болады. Криптология екі блімнен трады– криптография-шифрлауды дістерін жне хабарды жалан екенін тексерумен, жне криптоанализа-шифршешуді жолдарын арастырумен и криптограммдарды ауыстырумен айналысды. за жылдар бойы бірінші шифрыны трасыздыы криптография атмосферасында белгісіздікті алыптастырды,криптология ылымыны дамуын тотатты. Мыдаан жылдар брын ылыма дейінгі криптография кптеген ызыты шешімдерді тапты. арапайым рекет – орналастыруды алфавиттік емес ретпен орындау. Хабардаы символдарды орын ауыстырып оюда жасы ой.

Шифрлау алгоритмні классификациясы

Симметриялы (пия, бірдей кілтпен, біркілттік, single-key).

Аынды (аын рамын шифрлау): Бірпайдаланатын не кппайдаланатын кітпен(infinite-key cipher);

Соы кілтпен (система Вернама - Vernam);

кездейсо сандар генераторы негізін (ПСЧ).

Блогты (блог рамын шифрлау): айта жктеу шифры(permutation, P-блоки);

Ауыстыру шифры (подстановки, substitution, S-блоки): моноалфавиттік (Цезарь коды);

полиалфавиттік(Видженер шифры, Джефферсон цилиндры, Уэтстоун дискі, Enigma);

ралан: Lucipher (фирма IBM, США); DES (Data Encryption Standard, США); FEAL-1 (Fast Enciphering Algoritm, Япония); IDEA/IPES (International Data Encryption Algorithm/Improved Proposed Encryption Standard, фирма Ascom-Tech AG, Швейцария); B-Crypt (фирма British Telecom, Великобритания); ГОСТ 28147-89 (СССР); * Skipjack (США).

Асимметриялы (ашы кілтпен, public-key): Диффи-Хеллман DH (Diffie, Hellman); Райвест-Шамир-Адлeман RSA (Rivest, Shamir, Adleman); Эль-Гамаль ElGamal.

Олардан баса шифрлау алгоритміні шифрлар (ciphers) жне кодтар(codes) деп блінетіндері бар. Шифрлар блек битпен, ріппен, символмен жмыс жасайды. Кодтар лингвистикалы элемнттерді дрыстайды (буындар, сздер, фразалар).

А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я

Мысалы:

Z=4 Сз Е Р Г Е Н Шифрлау Й Ф З Й С

Плейфейра шифры 1854ж. ойлап табылан плейфейра шифры белгілі биграмды ауыстыру шифры болып табылады.Ол бірінші дние жзілік соыста лыбританияда олданылан. Шифрды негізі болып шифрланатын кестеде орналасан кездейсо орналасан алфавит ріптерінен тратын хабар. Кестені бастапы жолдарын толтыруда хабарды жіберуші мен абылдаушыны арасындаы ыайлылы шін кілттік сз олданылан. Плейфер кестесіні рылыс Трисемус кестесіні рылымына сас болып келеді. Сол себепті шифрлау мен шифршешуді процедураларын анытайы. Шифрлау процедурасы келесідей адамдардан трады. 1) Аымдаы хабарды ашы мтіні ріптер тобына блінеді. Мтін белгілі бір ріптер санын амту керек жне ол биграмдардан трмау ажет. 2) Егер осы талаптар орындалмаса, онда мтін мрдімсіз орфографиялы ателерден модификациялануы ммкін. 3) Ашы мтінні кезектелген биграмдары шифрлаушы кесте арылы шифрмтінні кезектелген бигрмдары келесідей ережелерге сай орындалады: a. Егер биграмны екі рпіде ашы мтінні бір жолына не баанына сай келсе, онда ріпті аныталатын ос ріпті тікбрышынан аныталады. b. Егер ашы мтінні биграмды екі рпіде бір баанда орналасса, онда сол ріптерді астындаы ріп алынады. Егер ашы мтінні рпі тменгі жолда орналасан болса, онда шифрмтін шін скесінше сол бааннан жоары жолдан ріп алынады. c. Егер биграмны екі ріпіде аыш мтінні бір жолында жатса, онда шифрмтінге оларды оі жаында орналасан ріп олданылады. Егер ріп о жатаы соы баанда орналасса, онда сол баанны сол жаындаы ріп алынады. «КОМПЬЮТЕРЫ» мтінін шифрлаймыз Мтінгі биграмдара блу нтижесінде алынады: КО МП ЬЮ ТЕ РЫ Берілген кезектелген биграмм ашы текстті шифрлау кестесіні кмегімен келесідей кезектелген ретпен биграммны шифрмтінін алады. ГИ ЕТ ЭЯ МП КЩ Шифршешуде орындалан рекеттер кері арай жасалынады. Айтып кететін жайт биграммды шифрлау шифрларды тратылыын тез ктеріп жібереді. Біра Трисемусты полиграфия деп жазылан жасы ойлары тек 300 жыл ткеннен кейін ана олдау тапты.

3. Апаратты технология пніні приоритеті баыттарын сараптаыз .Апаратты технологиялар - апаратты нарыта ала ойан масаттара ол жеткізу шін саяси субъектілер олданатын ртрлі діс-тсілдер мен техникалар. Апарат аындарын анытайтын, коммуникаторлар мен рецепиенттер рекеттеріні масаттары мен тсілдерін, арым-атынас стилін, баса да апаратты іс- рекеттер параметрлерін айындайтын жйелер ретінде мыналарды атауа болады: шешім абылдау, сайлау кампанияларын жргізу, халыаралы жне ішкі саяси дадарыстарды реттеу жне т.б. Апаратты технологияларды мазмны, кп жадайда, оны апарат нарыындаы рекетіні стратегиясы мен тактикасына байланысты. Е негізгілері ретінде мемлекетті апаратты рекеттеріне жне оны органдарыны, басару блімдеріні жмысына сапалы шектеу оятын тмендегідей станымдарды атауа болады:

• мемлекетті ала ойан масаттарына халыты жаппай баралы олдау крсетуі жне оларды жзеге асыруда жртшылыты жмылдыру ("талаптандыру", "сезімді ояту" стратегиясы);

• оны орындауа аса кш жмылдырмай-а, андай да бір мселені шешімін абылдауда станан з станымы жайынан оамды хабардар ету ("оаммен байланысты збеу" стратегиясы);

• баыныы тменгі рылымдара жне басару органдарына ызметтік трыдаы шешімдерді жзеге асыру шін арнайы нсауларды тарату ("ызметтік" стратегия);

• абылданан жне жзеге асырылып жатан шешімдерді баылау ("баылау" стратегиясы);

• андай да бір леуметтік мселелерді талылауда мемлекеттік, саяси жне оамды йымдар мен бірлестіктер белсенділігін йлестіру ("кштер тепе-тедігі" стратегиясы);

• саяси тртіп жне басару тріні жаымды бейнесін алыптастыру, соан сйкес оппозицияны сыны ("имидж алыптастыру" стратегиясы);

• оамды пікірді тртіпке олайсыз леуметтік мселелерді талылауа барызбай, кілін аулау ("назарын басаа аудару" стратегиясы).с жзінде мемлекет ызметіне апаратты стратегиялар жне олармен байланысты техникалы міндеттер кедергі туызуы да ммкін.Апаратты технологияларды масаты, адамны талдау жасай отырып, нтижесінде белгілі бір рекетті орындау арылы шешімдер абылдай алатындай апаратты діру болып табылады. А.т ралдарына техникалы, программалы, апаратты ралдар жатады. Техникалы ралдара дербес компьютер, байланыс желілері, желі жабдытары енеді. Техникалы жабдыталуына туелді болып келетін апаратты технология трі апаратты жинатауа, деуге ммкіндік береді. Техникалы жне апаратты жабдытамалара тікелей туелді болып келетін программалы ралдар жинатау, деу, талдау ызметін атарады. Апаратты технологияларды даму кезедері:Бірінші кезе ХІХ асырды екінші жартысымен шектеледі жне е бастысы, ылалам, ааз сияты жабдытарды пайдаланып, апаратты пошта, шабарманны кмегімен тарататын технологияларды білдіреді. Бл технологиялар апаратты ру мен оны ажетті трде сынуа баытталан. Екінші кезен ХІХ асырды соы мен ХХ асырды 40-жылдарына дейінгі аралыты алып жатыр. Ол жазу машинкалары, телефон, фонограф сияты жабдытарды, поштамен жеткізуді жетілдірілген (механикалы) тсілдерін пайдаланумен сиппаталды. Технологиялар апаратты сынуды аса ыайлы формаларын амтамасыз етеді.

шінші кезе ХХ асырды ортасы (40-жылдарды соынан 80- жылдара дейінгі аралы). Апаратты деуді акпараттаы технологиялары дами бастады. Оны жабдытарына лкен ЭЕМ, электрлік жазу машинкалары, кшірме аппараттары, магнитафондар жатады. Адам іс- рекетерін трлі салаларында апаратты деуге арналан автоматтандырылан басару жйелері, базалы жне арнайы программалы-техникалы кешендер, автоматтандырылан жмыс орындары пайда болды. Тртінші кезе (1980 жылдан бастап ХХІ асырды басына дейін) дербес компьютерлерді жне оларды р трлі программалы жабдытамаларын, факсимальді байланыстарды, электронды пошталарды, компьютерлік желілер мен Интернетті кеінен олдануа баытталан «апаратты» кезе ретінде аныталды. Пайдаланушыларды компьютермен немесе бір-бірімен арым-атынас жасауды интерактивті режимі жзеге асырылды. Жаа апаратты технологияны негізгі буыны-білімді сыну мен деу.Технологиялар пайдаланушыларды ажеттіліктерін е жоары дрежеде анааттандыруа жне компьютерлік ортада жмыс істеуді сйкес интерфейсін руа баытталан.4.Типтік логикалы рылыларды талдаыз :триггер ,сумматор ,регистр, шифратор, дешифраторлар. Типтік логикалы рылылара: триггер, сумматор, регистр, шифратор, дешифраторлар жатады. .Логикалы элементтерден триггер деп аталатын, ке таралан есептеуіш машина элементін растыруа болады. Ол екі траты алыпта бола алады жне бір екілік апарат бірлігін сатауа абілетті. Жадыны азіргі кездегі микросхемаларында миллиондаан триггерлер бар.Бірнеше триггерден тратын алыптар жйесі жне ол кпразрядты екілік кодты ыса уаыта сатауа арналан болса регистр деп аталады.Регистр енгізген апаратты есте стайды жне оны ажетті уаыта дейін сатайды.Сумматорлар(осындылауыш) екілік сандарды осуды орындайтын электронды схема. осындылауыш, е алдымен компьютерді арифметикалы- логикалы рылысыны орталы торабы ызметін атарады, сонымен атар ол машинаны баса рылыларында да олданылады.Шифратор. Бл рылы зіні кірістеріні біреуінде сигналды шыысында сйкесінше сигналдар теріміне трлендіреді. Ол сигналды кода айналдырады да жне оны машинаа ыайлы етеді. Дешифратор шифраторды рекеттеріне кері амалдарды орындайды, яни рбір кіріс сигналдарыны комбинациясына тек бір ана шыу сызыын береді. Дешифратор амалдар кодтарыны шифрын ашу шін пайдаланылады.Бл элементтер шала ткізгішті диодтармен, транзисторлармен рылады.Біра соларды басару шін аргументтік мндерді таайындайтын тізбектер ажет. 5.Алгоритм ымы,асиеттерін, крсетілімін жне рылымын мысалдар келтіре отырып талдаыз.Алгоритм ымы, асиеттері Туаннан бастап баланы трбиелеу, оларды ртрлi ережелердi сатауды, ертегiсiн жуыну, киiну, шешiну, тама iшу, сабаа бару, жолдан ту .т.б. мегерудi жне ата орындауды талап етемiз. Одан рi бала-башада жне мектепте трбиеленудi кн тртiбi болады. Оларды оыту белгiлi ретпен тедi. Ал барлы ммкiн болатын ойындар ереже бойынша йымдастырылады. Демек кез-келген iс-рекеттер аныталан жарлы бойынша жзеге асады, яни аныталан алгоритм бойынша орындалады.Адам жас кезiнен бастап кнделiктi мiрде алгоритмдi мегередi жне орындайды. Яни, алгоритм дегеніміз – жеке адамдардан тратын, формальды трде жазылан реттелген нсаулар тізбегі.Алгоритм сзі IX асырда мір срген лы збек математигі л-Хорезмиді атымен аталан жазуды латынды формасы. л-Хорезми бірінші рет арифметикалы амалдарды орындауды ережелерін тжырымдаан алым.Алгоритм ымы кез-келген программа ру кезінде негізгі орын алады, себебі программа – енгізілген берілгендерді деу шін арнайы жне ата трде андай да бір программалау тілінде дайындалан алгоритм. Кез-келген алгоритм андай да бір орындаушыа негізделген. Орындалан командалар жиынтыы орындаушыны командалар жйесі болып табылады. Орындаушы ретінде – адамдар жне техникалы рылылар, яни роботтар, компьютерлер жне автоматтар болуы ммкін. Алгоритмні асиеттері жне оан ойылатын талаптар:

1.Алгоритмні дискреттігі (здіктілігі) – апаратты деу процесі ретімен жазылан, аяталан нсаулардан ралан тізбектерден труы тиіс, яни орындаушыны келесі адама туі алдыы адамны аяталуынан кейін жзеге асуы керек; 2.Алгоритмні тсініктілігі – алгоритмді ру барысында оны орындаушыа тсінікті болатындыы ескерілуі керек; 3.Алгоритмні анытылыы – алгоритм жалпы трде абылданан символдарды, алфавитті пайдаланып жазылуы тиіс. Орындаушы (адам, компьютер) алгоритмді тсініп, орындай алатын болуы керек. Оны стіне трліше тсінілетін нсаулар енгізілмеуі тиіс. Ол орындаушыа алгоритмді орындау шін баса нсаулар іздеуіне жол алдырмайтындай етіліп жне орындалу реттері дл крсетіліп ата трде жазылуы ажет. 4.Алгоритмні кпшілікке бірдейлігі – арастырылып отыран апаратты кез-келген мндерінде наты бір ана тапсырманы емес, соан типтес бкіл тапсырманы шеше білуі. Мысалы, квадрат тедеуді шешу алгоритмі – коэффицентті кез-келген мнінде оны тбірін табуа ммкіндік береді немесе жолда жру ережесі барлыымыза бірдей. 5.Алгоритмні нтижелілігі. Нсаулар шексіз кп болмай, орытындысында оны нтижесі болуы тиіс. Егер алгоритм бойынша рылан санды программа шексіз есептеулерге келсе, онда алгоритмні талапа сай жазылмааны не есепті шешуі жо боланы.

Алгоритмні берілу тсілдері *табии тілдегі алгоритм – орындаушысы адам, ажетті рал-жабдытары – аза, орыс жне аылшын алфавиті; *графикалы тілдегі алгоритм – орындаушысы адам, ажетті рал-жабдытары – рбір рекеті трлі жазытытаы геометриялы фигура ретінде бейнеленіп, оларды арасындаы байланыстар тзу сызытар мен баыттаушылар арылы крсетіледі; *алгоритмдік тіл – орындаушысы адам, ажетті рал-жабдытары – жаратылыстану тіліндегі андай да бір маынаны, бйрыты білдіретін сздер жиынтыы; *программалау тілі – орындаушысы компьютер, ажетті рал-жабдытары – арнаулы программалау тіліні командалары. Алгоритмні трызылу тсілдеріні рылысын зерттеу ш трде беріледі:

*алгоритмдік тілде; *блок-схема трінде; *программалау тілінде.

Алгоритмдік тіл – табии тілде жазылан алгоритм сияты зіміз кнделікті пайдаланып жрген тілге жуы, біра ол рылымы натыланан, бірыай жне дл жазылатын арнайы символдар мен трлі ережелер жйесінен трады. Кез келген тіл сияты ол символдар жиынтыынан (алфавит), алгоритмдік тілдерді жазу ережелерінен (синтаксис) жне жазуларды тсіндіру мтіндерінен (семантика) трады. йренуге арналан алгоритмдік тілде алфавит шектелмеген. Ол шін лтты ріптерді, сандарды программалау тілдерінде пайдаланылатын арифметикалы операция табаларын, трлі жашалар жне таы баса символдарды алуа болады. Мысалы; латын, орыс, аза алфавиттеріні ріптері, онды санау жйесіні цифрлары, арифметикалы амал табалары. Алгоритм трлері Сызыты алгоритмдер. Сызыты алгоритм арапайым командалар тізбегінен трады. рекеттерді тізбектей орындалуын сипаттайтын алгоритм – сызыты алгоритм деп аталады. Тарматалу алгоритмі. Кнделікті мірде алгоритмдер негізінен тарматара блінеді. Бл тарматарды орындалуы шартты орындалуына байланысты болады. Тарматалу алгоритмінде біріншіден, арифметикалы тесіздік трінде берілген логикалы шарт тексеріледі. Егер шарт орындалса, алгоритм бір тарма бойынша (1 - ші серия), ал егер орындалмаса, екінші тарма бойынша (2 - ші серия) орындалады. Циклдік алгоритмдер. Кптеген алгоритмдерде белгілі бір рекеттер бірнеше рет орындалады. Математикада, есеп шыару барысында айнымалы мні згеруіне байланысты бір тедеуді кмегімен бірнеше рет есептеледі. Алгоритмні белгілі бір блігі бірнеше айталанатын болса, ондай процессті цикл деп атайды. айталанатын блігі бар алгоритмдер циклдік алгоритм деп аталады. Циклдік алгоритмдер олдану арылы программаны ыса да нса жазуа болады. айталану блігіне айталану (циклдік) командалары олданады. айталану саны белгілі немесе белгісіздігіне байланысты циклдер екі трге блінеді. айталану саны белгілі болса, ондай цикл арифметикалы, ал егер белгісіз болса, итерациялы деп аталады.