ТАТБИҚИ КАЛИДИ БО УСУЛИ СТАХОСТИКӢ ТАҲИЯ ГАРДИДА ДАР БАДАЛСОЗИИ ОБЪЕКТҲОИ МАТНӢ БО ИСТИФОДАИ КАЛИМАҲОИ СОДДА ВА МАССИВҲОИ ЯКЧЕНАКА

Дар ин мақола масъалаи ташаккули калиди бадалсозӣ барои ҳифзи маълумоти матнӣ тавассути усули стохастикӣ баррасӣ мешавад. Идеяи асосӣ ин ба ҳам пайвастани воҳидҳои гуногуни лингвистӣ - аз қабили решаи калимаҳо, пешванду пасвандҳо, аломатҳои китобатӣ ва дигар ҷузъиёти ҷумла - бо массивҳои якченака мебошад. Чунин равиш имкон медиҳад, ки табдили (пӯшидагардонӣ, дигаргунсозӣ) матн бевосита дар заминаи хусусиятҳои забонӣ ва алифбои худи ҳамон маълумот сурат гирад. Амалисозии ин технология сатҳи муҳофизати матни пинҳонкардашударо ба таври қобили мулоҳиза боло бурда, роҳи боэътимоди таъмини амнияти иттилоотиро аз ҳамлаи киберҷинояткорон,** ҳакерҳо ва дигар хатарҳои киберӣ фароҳам меорад. Илова бар ин, дар доираи тадқиқот устувории варианти нави калид зери озмоиш қарор дода шуда, дараҷаи эҳтимолияти шикастани он (ошкорсозии калид) ҳамаҷониба таҳлилу арзёбӣ гардидааст. Як бартарии муҳимми усули пешниҳодшуда дар он аст, ки вай бо як забон маҳдуд намешавад. Хусусияти универсалии он имкон медиҳад, ки ин усул барои ҳифзи матнҳо дар забонҳои гуногун бо муваффақият татбиқ карда шавад.

Одатан, ҳангоми бадалсозӣ ё табдили маълумоти матнӣ, мутахассисон алифбои муқаррарии ҳамон забонро ҳамчун асос қабул карда, ба ҳар як ҳарф ё аломат рақами мушаххасро вобаста мекунанд. Чунин равиши кор нав нест; он ҳанӯз аз замонҳои пайдоиши шифрҳои қадимаи Сезар ва Полибий маълум буда, то имрӯз дар усулҳои криптографии муосир низ дучор меояд. Дар илм ин усул бо номи "бадалсозии униграммавӣ" маъруф аст. Дар ин ҳолат, раванди пинҳонкунии маълумот тавассути як калиди махфӣ, ки аз рӯи алгоритмҳои муайян сохта шудааст, иҷро мегардад. Хусусият ва нозукиҳои ин гуна усулҳо дар пажӯҳишҳои илмии ба таври васеъ баррасӣ ёфтаанд.

Бо вуҷуди ин, рушди босуръати технологияҳо ва пайдоиши мошинҳои ҳисоббарори бениҳоят пуриқтидор (ба монанди суперкомпютерҳо ва компютерҳои квантӣ) вазъияти амниятиро тағйир дод. Имрӯз ҳакерҳо ва дигар киберҷинояткорон метавонанд бо истифода аз усули таҳлили басомад - яъне ҳисоб кардани миқдори такроршавии ин ё он аломат дар матн – объекти бадалшударо ба осонӣ шикананд ва матни кушодаро. барқарор кунанд.

Барои бартараф намудани ин заъф ва баланд бардоштани сатҳи муҳофизати маълумот, дар сарчашмаҳои [10-15] равишҳои комилан нав пешниҳод шудаанд. Дар ин корҳо роҳҳои гузаштан ба алифбоҳои махсуси хусусӣ, таҳияи калидҳои нави мураккаб, инчунин корбурди калидҳои ёрирасоне, ки сохтори аслии матнро ҳифз мекунанд, тавассути усулҳои гуногун тадқиқ ва нишон дода шудаанд.

Алгоритми ҳалли масъала

Бо такя ба таҷрибаҳои дар сарчашмаҳои зикршуда, дар ин бахш мо раванди табдили матни кушодаро тавассути як равиши стохастикӣ дида мебароем. Дар ин усул, калиди асосӣ аз пайвасти воҳидҳои гуногуни забонӣ (ба монанди решаи калимаҳо, пешванду пасвандҳо, аломатҳои китобатӣ ва дигар унсурҳои ҷумла) бо массивҳои якченака сохта шуда, дар баробари ин, як калиди ёрирасон низ ба кор бурда мешавад.

Пайдарпайии иҷрои ин алгоритм ба таври зерин аст:

1. Дар навбати аввал, як матни кушода (минбаъд ҳамчун объекти L) интихоб, омода ё қабул карда мешавад.

2. Матни мазкур ба воҳидҳои таркибии худ - яъне решаи калимаҳо, аффиксҳо, пешоянду пасояндҳо ва дигар аломатҳои китобатию махсус ҷудо карда мешавад.

3. Барои он ки сохтори аслии матн (аз ҷумла фосилаҳо ва сархатҳо) ҳангоми бадалсозӣ ва кушодани он вайрон нашавад, калиди ёрирасоне бо номи Кё таҳия мегардад. Унсурҳои (символҳо ва аломатҳо) ивазкунанда барои ин калид одатан аз ҷадвалҳои стандартии ASCII ё UNICODE интихоб карда мешаванд ва унсурҳои дар объекти матнии додашудаи L фарқ мекунанд.

4. Бо истифода аз ҳамин калиди ёрирасони Кё, матни аввалаи L ба шакли нави L1 табдил дода мешавад.

5. Аз рӯи ҳамон унсурҳои забоние, ки аз матни кушода ҷудо карда будем (ва акнун дар калиди ёрирасони Кё бо символҳою аломатҳо иваз шудаанд), мо як алифбои махсуси хусусии Ах -ро таҳия мекунем.

6. Миқдори унсурҳои ин алифбои хусусиро (Ах) ҳисоб карда, маҳз ба ҳамон миқдор унсурҳоро аз як массиви якченака ҷудо мекунем.

7. Акнун, бо истифода аз қоидаҳои стохастикӣ (эҳтимолиятӣ), ҳар як унсури алифбои Ах -ро ба унсури мувофиқи массиви якченака пайваст карда, калиди асосии Ка- ро таҳия мекунем.

8. Матни шакли L1-ро тавассути ин калиди асосии Ка бадалсозӣ карда, объекти ниҳоии пӯшидаро (матни бадалшуда) бо номи L2 ҳосил мекунем.

9. Барои баргардонидани матни бадалшудаи L2 ба ҳолати аввала (яъне кушодани он), амалҳо баръакс иҷро мешаванд. Дар оғоз, тавассути калиди асосии Ка, матни L2 ба шакли L1 баргардонида мешавад. Сипас, бо истифода аз калиди ёрирасони Кё, объекти L1 пурра ба матни кушодаи аввалаи L мубаддал мегардад. Ҳамин тариқ, дар ин марҳила унсурҳои калидӣ бо тартиби баръакс кор фармуда мешаванд.
Ҳалли масаъла дар мисолҳо

Акнун, дар асоси талаботи алгоритми пешниҳодшуда, раванди бадалсозии матни кушодаи L-ро дар амал нишон медиҳем. Барои ин, мо аз алифбои махсуси хусусӣ ва калиди бадалсозие, ки аз пайвасти ин алифбо бо массиви якченака ҳосил шудааст, истифода мебарем.

Барои намуна ва фаҳмотар шудани масъала, фарз мекунем, ки объекти кушодаи мо (L) яке аз рубоии маъруфи Умари Хайём мебошад:
L = {
Хайём, агар зи бода мастӣ, хуш бош!
Гар бо санаме даме нишастӣ, хуш бош!
}

Поёни ҳама кори ҷаҳон нестӣ аст, Пиндор, ки нестӣ, чу ҳастӣ, хуш бош!

Мутобиқи марҳилаи дуюми алгоритм, мо бояд матни авваларо (L) ба унсурҳои хурдтарини забонӣ тақсим кунем. Дар ин ҷараён, матн ба қисмҳое ба монанди решаи калимаҳо, пешванду пасвандҳо, аломатҳои китобатӣ ва дигар ҷузъиёти ҷумла ҷудо карда мешавад. Дар натиҷаи ин амалҳо, матни мо ба як сохтори нав мубаддал мегардад, ки онро L1 меномем. Намуди он ба таври зерин хоҳад буд:

Хайём, агар зи бода маст − ӣ, хуш бош!
L1 ={Гарбосанам−едам−енишаст−ӣ,хушбош!} (2)

Поён−иҳамакор−иҷаҳоннест−ӣаст, Пиндор, ки нест − ӣ, чу ҳаст − ӣ, хуш бош!

Дар қадами навбатӣ, мо бо такя ба аломатҳои дар матн мавҷудбуда як калиди ёрирасон таҳия мекунем. Барои иваз кардани ин аломатҳо, аз ҷадвалҳои стандартии ASCII ё UNICODE символҳоеро интихоб мекунем, ки дар матни аслии L умуман вонахӯранд.

Вазифаи асосии ин калиди ёрирасони Кё -ро (ки нишонаҳои сархат ё абзатсро низ дар худ дорад) он аст, ки ҳангоми аксбадалкунии объекти бадалшуда ва ба ҳолати аввала баргардонидани маълумот, сохтори зоҳирии матн бетағйир боқӣ монад.
Натиҷаи ниҳоӣ, яъне объекти бадалшудаи L3, танҳо як занҷираи элементҳои массиви якченакаро ташкил медиҳад. Аз ин рӯ, он барои шахсони бегона (ҳакерҳо ва дигар киберҷинояткорон) ҳеҷ маъное надорад ва комилан нофаҳмост. Ягона роҳи хондани ин матн ва фаҳмидани мазмуни он - ин дастрасӣ доштан ба ҳар ду калиди махфӣ (ҳам асосӣ ва ҳам ёрирасон) мебошад.

Ҳатто агар ҳамлагар сохтори умумии ин усулро пайдо кунад ҳам, шикастани объекти бадалшуда ва муайн кардани калиди асосӣ қариб ғайриимкон аст. Биёед инро аз нигоҳи математикӣ таҳлил кунем. Миқдори умумии вариантҳои калиди асосӣ бо формулаи U = N! ҳисоб карда мешавад. Дар мисоли мо, алифбои хусусӣ аз N = 29 унсур иборат аст. Аз ин лиҳоз, шумораи комбинатсияҳои имконпазир бениҳоят калон буда, тақрибан ба U 8.8*1030 баробар мешавад. Дар чунин ҳолат, эҳтимолияти тасодуфан ёфтани калиди дуруст қариб ба сифр баробар аст, яъне U1 = 1/N! 0.11*10 -30.

Инчунин, усулҳои маъмули криптотаҳлил, ба монанди таҳлили басомад ё кӯшиши ҷойивазкунии элементҳо, дар ин ҷо тамоман кор намедиҳанд. Сабаб дар он аст, ки матн ба як массиви пайдарпайи якченака табдил ёфтааст. Тартиби ҷойгиршавии унсурҳо танҳо ба ҳамон калиди махсусе, ки дар ҷадвал нишон дода будем, вобастагӣ дорад.

Дар охир, раванди баргардонидани маълумоти рамзшудаи L3 ба ҳолати аввалааш (яъне объекти кушодаи L) маҳз мутобиқи талаботи банди 9-уми алгоритми дар боло зикршуда амалӣ мегардад.
Хулоса

- Хусусияти универсалӣ: Яке аз бартариҳои муҳимми ин алгоритм дар он аст, ки вай бо қоидаҳои мушаххаси як забон маҳдуд намегардад. Ин равишро метавон барои бадалсозӣ ва ҳифзи маълумоти матнӣ дар забони ихтиёрӣ озодона ва бо муваффақият истифода бурд.

- Сатҳи якуми муҳофизат (гузариш аз ҳарфҳо ва аломатҳо ба унсурҳои забон): Агар усулҳои маъмулии криптографӣ то ба имрӯз танҳо ба иваз кардани ҳарфҳо ё аломатҳои алоҳида такя кунанд, дар ин алгоритм воҳидҳои пурраи забонӣ (ба мисли решаи калимаҳо ва пешванду пасвандҳо) ба кор мераванд. Маҳз ҳамин истифодаи ғайриодии унсурҳои лингвистӣ девори аввалини амниятиро барои ҳифзи матн ташкил медиҳад.

- Сатҳи дуюми муҳофизат (нақши калиди ёрирасон): Ҷорӣ намудани калиди ёрирасон амнияти маълумотро боз ҳам қавӣ месозад. Ин калид на танҳо ҳамчун қабати дуюми ҳимоя амал мекунад, балки кафолат медиҳад, ки ҳангоми аксбадалкунӣ, тамоми сохтори зоҳирии матни аслӣ (бо фарогирии сархатҳо ва фосилаҳо) бе ягон нуқсон барқарор карда шавад.

- Устуворӣ муқобили таҳлили басомадӣ: Заъфи асосии аксари бадалсозиҳои анъанавӣ ин ба осонӣ шикаста шудани онҳо тавассути таҳлили оморӣ ё басомадӣ (ҳисоб кардани такроршавии ҳарфҳо дар матн) мебошад. Усули пешниҳодшуда ин камбудиро комилан аз байн мебарад. Азбаски дар ин ҷо табдили униграммавӣ (як ба як) истифода намешавад, ҳакерҳо ва қулфшиканон наметавонанд аз абзори асосии худ барои ошкор кардани маълумоти махфӣ истифода баранд.