به طور کلی، سرویس رمزنگاری، به قابلیت و امکانی گفته میشود که بر اساس فنون رمزنگاری حاصل می‌گردد. قبل از ورود رایانه‌ها به حوزه رمزنگاری، تقریباً کاربرد رمزنگاری محدود به رمز کردن پیام و پنهان کردن داده های موجود در آن می‌شده است. اما در رمزنگاری پیشرفته سرویس‌های مختلفی از جمله موارد زیر ارائه گردیده است:
الگوریتمهای رمزنگاری رامی توان هم به صورت سخت افزاری (به منظور سرعت بالاتر) و هم به صورت نرم افزاری (برای انعطاف پذیری بیشتر) پیاده سازی کرد. روشهای جانشینی و جایگشتی می‌توانند با یک مدار ساده الکترونیکی پیاده سازی شوند.p-box ابزاری است که برای جایگشت بیتهای یک ورودی هشت بیتی کاربرد دارد. با سیم بندی و برنامه ریزی درونی این p-box قادر است هر گونه جایگشت بیتی راعملاً با سرعتی نزدیک به سرعت نور انجام بدهد چرا که هیچ گونه محاسبه‌ای لازم نیست وفقط تأخیر انتشار سیگنال وجود دارد.این طراحی از اصل کرکهف تبعیت می‌کند یعنی: حمله کننده از روش عمومی جایگشت بیت‌ها مطلّع است آن چه که او از آن خبر ندارد آن است که کدام بیت به کدام بیت نگاشته میشود کلید رمز همین است.
به طور کلی، یک پروتکل رمزنگاری، مجموعه‌ای از قواعد و روابط ریاضی است که چگونگی ترکیب کردن الگوریتمهای رمزنگاری و استفاده از آنها به منظور ارائه یک سرویس رمزنگاری خاص در یک کاربرد خاص را فراهم می‌سازد.وظایف یک پروتکل رمزنگاری را می توان بصورت کلی به دسته های زیر طبقه بندی کرد :
به عنوان مثال می‌توان به پروتکل تبادل کلید دیفی-هلمن برای ایجاد و تبادل کلید رمز مشترک بین دو طرف اشاره نمود.
یک پروتکل رمزنگاری است که با استفاده از آن، دو نفر یا دو سازمان، می‌توانند بدون نیاز به هر گونه آشنایی قبلی، یک کلید رمز مشترک ایجاد و آن را از طریق یک مسیر ارتباطی غیر امن، بین خود تبادل نمایند. این پروتکل، اولین روش عملی مطرح شده برای تبادل کلید رمز درمسیرهای ارتباطی غیر امن است و مشکل تبادل کلید رمز در رمزنگاری کلید متقارن را آسان می‌سازد. این پروتکل، در سال ۱۹۷۶ توسط دو دانشمند رمزشناس به نام های ویتفیلد دیفی و مارتین هلمن طراحی شده و در قالب یک مقاله علمی منتشر گردیده است. مطرح شدن این پروتکل، گام مهمی در معرفی و توسعه رمزنگاری کلید نامتقارن به حساب می‌آید.
الگوریتم رمزنگاری، به هر الگوریتم یا تابع ریاضی گفته میشود که به علت دارا بودن خواص مورد نیاز در رمزنگاری، در پروتکل‌های رمزنگاری مورد استفاده قرار گیرد. اصطلاح الگوریتم رمزنگاری یک مفهوم جامع است و لازم نیست هر الگوریتم از این دسته، به طور مستقیم برای رمزگذاری اطلاعات مورد استفاده قرار گیرد، بلکه صرفاً وجود کاربرد مربوط به رمزنگاری مد نظر است. در گذشته سازمان‌ها و شرکت‌هایی که نیاز به رمزگذاری یا سرویس‌های دیگر رمزنگاری داشتند، الگوریتم رمزنگاری منحصر به فردی را طراحی می‌نمودند. به مرور زمان مشخص گردید که گاهی ضعف‌های امنیتی بزرگی در این الگوریتم‌ها وجود دارد که موجب سهولت شکسته شدن رمز میشود. به همین دلیل امروزه رمزنگاری مبتنی بر پنهان نگاه داشتن الگوریتم رمزنگاری منسوخ شده‌است و در روشهای جدید رمزنگاری، فرض بر این است که اطلاعات کامل الگوریتم رمزنگاری منتشر شده‌است و آنچه پنهان است فقط کلید رمز است.
روش های رمزنگاری را در ساده ترین حالت ممکن به دو نوع رمزهای جانشینی و جایگشتی تقسیم بندی میکنیم ، در ادامه توضیحاتی را در خصوص هر یک از این روش های رمزنگاری ارائه خواهیم داد .
در رمز جانشيني هر حرف يا گروهي از حروف به جاي حرف يا گروهي از حروف ديگر قرار مي گيرد تا پنهان سازي صورت گيرد. در اين روش a به D ، b به E ، c به F ، …… و z به C تبديل مي شود.به عنوان مثال :عبارتattack به DWWDFN تبدیل می شود. در مثال ها متن ساده با حروف كوچك و متن رمزي با حروف بزرگ مشخص مي شود.در این مثال کلید (k) برابر 3 است که میتواند متغیر باشد.هر سیستم رمزنگاری که در آن یک سمبل با سمبل دیگر جایگزین می شود اصطلاحا سیستم جانشینی تک حرفی گفته میشود که در آن کلید رمز یک رشته ی 26 حرفی است.
مثال : طبق این الگو عبارت attack به متن QZZQEA تبديل مي شود. روش ديگر حدس زدن كلمه يا عبارت است به عنوان مثال متن رمزي زير را از يك موسسه مالي درنظر بگيريد(به صورت گروههاي پنج كاراكتري دسته بندي شده اند):
CTBMN BYCTC BTJDS QXBNS GSTJC BTSWX CTQTZ CQVUJ
QJSGS TJQZZ MNQJS VLNSX VSZJU JDSTS JQUUS JUBXJ
DSKSU JSNTK BGAQJ ZBGYQ TLCTZ BNYBN QJSW
يكي از كلماتي كه ممكن است در موسسه مالي باشد financial است.با توجه به اينكه كلمه financial داراي حرف تكراري (i) است به طوري كه چهار حرف ديگر بين دو وقوع i وجود دارد. حروف تكراري در متن رمزي را در اين فاصله پيدا مي كنيم. 12 مورد وجود دارد كه در موقعيت هاي 6 و 15 و 27 و 31 و 42 و 48 و 56 و 66 و 70 و 71 و 76 و 82 است.(از چپ به راست). فقط در دو تا از اينها يعني 31 و 42 كاراكتر بعدي (متناظر با n در متن ساده) در موقعيت مناسبي تكرار شده است. از اين دو تا فقط در موقعيت 31 حرف a در موقعيت درستي قرار دارد لذا در مي يابيم كه financial از موقعيت 30 شروع مي شود. بنابراين با استفاده از تكرار آماري در متن انگليسي به راحتي مي توان به كليد پي برد.
رمزهاي جانشيني ترتيب نماد هاي متن ساده را حفظ مي كنند ولي آنها را تغيير مي دهند. رمز هاي جابه جايي ترتيب حروف را عوض مي كنند ولي آنها را تغيير نمي دهند.
رمز گذاری و رمز برداری با يک کليد انجام می گيرد. از این دسته می توان روش های زیر را نام برد:
هر فرد يک کليد عمومی و يک کليد خصوصی دارد که بر اساس قوانين زير عمل می کند:
که در این رابطه استنتاج D از E بسيار بسيار دشوار است. بنابراین E را نمی توان به ساده گی کشف کرد.دیفی-هلمن و RSA نمونه ای از اين الگوريتمها ست.
اصولاً رمزنگاری کلید متقارن و کلید نامتقارن دارای دو ماهیت متفاوت هستند و کاربردهای متفاوتی نیز دارند. بنابراین مقایسه این دو نوع رمزنگاری بدون توجه به کاربرد و سیستم مورد نظر کار دقیقی نخواهد بود. اما اگر معیار مقایسه، به طور خاص، حجم و زمان محاسبات مورد نیاز باشد، باید گفت که با در نظر گرفتن مقیاس امنیتی معادل، الگوریتمهای رمزنگاری متقارن خیلی سریع‌تر از الگوریتمهای رمزنگاری نامتقارن می‌باشند.لازم به ذكر است كه رمزنگاری یك مبحث بسیار پیچیده است و در اینجا ما قصد توضیح پایه های ریاضی الگوریتمهای رمزنگاری یا باز كردن تمام جزئیات را نداریم و تنها به معرفی كلیات این مقوله خواهیم پرداخت. در قسمتهای قبلی تاریخچه مختصری از رمزنگاری ، مفاهیم اولیه آن و كلیدهای رمزنگاری را توضیح دادیم. در این قسمت الگوریتم های رمزنگاری با استفاده از كلید متقارن و در قسمت بعدی الگوریتم های رمزنگاری با استفاده از كلید نامتقارن را شرح و بسط خواهیم داد.
Copyright © 2010 Dlbook Team
