رمز نگاری و رمزگشایی
فهرست مطالب
تاریخچه رمزنگاری
تعاریف و مفاهیم اولیه
تکنیکهای رمزکردن
رمزهای کلاسیک
رمزهای مدرن
کانال نهان
نتیجه گیری و جمع بندی مطالب
2
ریشه های رمزنگاری به 2000 سال قبل از میلاد برمیگردد
رمز سزار در 50 سال قبل از میلاد
. . . .
رمز چند الفبایی آلبرتی در سال 1467
ماشین انیگما در جنگ جهانی دوم 1933-45
پروژه لوسیفر توسط IBM در سال 1974
ابداع الگوریتم DES در سال 1975
رمزنگاری کلید عمومی
Diffie-Hellman (1976) –
RSA (1978) –
ابداع الگوریتم AES در سال 1998
تاریخچه رمزنگاری
3
تاریخچه رمزنگاری
ژولیوس سزار مبدع رمز سزار
سرباز رومی در حال رمزگشایی
4
تاریخچه رمزنگاری
ماشین رمز انیگما استفاده شده در جنگ جهانی دوم
5
Cryptography علم و هنر به رمز در آوردن (مخفی کردن) پیامها
Cryptanalysis علم تجزیه و تحلیل پیامهای رمزشده
Cryptology cryptography + cryptanalysis
Encryption رمزگذاری
Decryption رمزگشایی
تعاریف و مفاهیم اولیه
6
متن واضح
روال رمزگذاری
متن رمزشده
تعاریف و مفاهیم اولیه
7
تعاریف و مفاهیم اولیه
8
گیرنده
فرستنده
تعاریف و مفاهیم اولیه
9
حملات غیرفعال
– اطلاعات را تغییر نمی دهند.
– ردیابی آنها مشکلتر است.
حملات فعال
– اطلاعات را تغییر می دهند.
– ردیابی آنها راحتتر است.
– خطرناکتر هستند.
تعاریف و مفاهیم اولیه – انواح حملات
10
انواع حملات فعال
انقطاع پیام
تغییر پیام
تولید پیام
11
تکنیکهای رمزکردن
رمزهای کلاسیک
رمزهای مدرن
رمزهای تک الفبایی(جانشینی- جایگشتی)
رمزهای چند الفبایی (ویژنر- . . . )
رمزهای دنباله ای
رمزهای قطعه ای
12
رمز تک الفبایی – رمز سزار
متن واضح
متن رمزشده
هر کاراکتر به سه کاراکتر بعد( در حالت کلی N کاراکتر بعد) شیفت داده می شود.
13
هر کاراکتر از روی یک جدول به کاراکتر دیگری نگاشت می شود.
A
B
C
Z
U
R
B
E
هر جایگشتی از حروف الفبا امکان پذیر است.
کلید این رمز می تواند 26! حالت مختلف داشته باشد.
26! = 403,291,461,126,605,635,584,000,000
اگر بتوانیم در هر ثانیه 1 میلیارد حالت را چک کنیم، شکستن این رمز 12 میلیارد سال طول می کشد.
آیا راه حل بهتری وجود دارد؟
راه حل ارائه شده توسط al-Kindi در قرن نهم: تحلیل تکرار کاراکترها
رمز چند الفبایی
14
درصد تکرار حروف در زبان انگلیسی
15
درصد تکرار دوحرفیها در زبان انگلیسی
16
H EKGGLHQNL KZEL AKGB PL ARHA
ARL CKSGB CHV XNGG KX UHB
VLENSTAF VFVALPV CSTAALZ UF
OLKOGL CRK SLHB HOOGTLB
ESFOAKQSHORF.
– USNEL VERZLTLS, VLESLAV HZB GTLV
کاراکتر L ، 18 بار تکرار شده است
کاراکتر A ، 10 بار تکرار شده است
17
18
19
20
21
22
رمز ویژنر
23
TO BE OR NOT TO BE THAT IS THE QUESTION
RELATIONS
متن واضح:
کلید:
رمز ویژنر
24
RELAT IONSR ELATI ONSRE LATIO NSREL
TOBEO RNOTT OBETH ATIST HEQUE STION
رمزگذاری به روش ویژنر
متن واضح
کلید
متن رمزشده
SMEH ZBBLK SMEMP OGAJX SEJCS FLZSY
K
25
سیستمهای رمز مدرن
به جای حروف روی رشته ای از بیتها اعمال می شوند.
رمزهای مدرن
رمزهای دنباله ای
رمزهای قطعه ای
26
رمز قطعه ای
رشته بیتهای ورودی به سیستم رمز، به قطعات n بیتی شکسته شده و هر قطعه جداگانه رمز می گردد.
در یک سیستم رمز قطعه ای خوب، هر بیت خروجی تابعی از تمام n بیت ورودی و تمامk بیت کلید است.
27
رمز قطعه ای
28
مخفف Data Encryption Standard
متن واضح به قطعه های 64 بیتی شکسته میشود.
هر قطعه با استفاده از یک کلید 56 بیتی رمز میگردد.
در سال 1997 شکسته شد.
رمز قطعه ای- رمز DES
29
30
یک مرحله از رمز DES
31
P-box
S-box
رمز قطعه ای- رمز DES
32
سه گانه DES
33
رمز دنباله ای
به جای تقسیم پیام به قطعه هایی از بیتها، هر بیت در متن واضح به یک بیت از یک دنباله شبه تصادفی XOR می گردد.
گیرنده با استفاده از روش مشابه و XOR متن رمز شده با کلید خود، متن را رمزگشایی می نماید.
34
رمز دنباله ای- مولد دنباله شبه تصادفی
LFSR: Linear Feedback Shift Register
35
سیستم رمز
Rivest Shamir Adleman
R
S
A
36
37
RSAطرز کار الگوریتم
1- دو عدد اول دلخواه p و q را انتخاب کن(برای کاربردهای عملی اگر این اعداد صد رقمی باشند اطمینان بخش خواهد بود)
p=17 , q= 7
2- اعداد N و m را از رابطه زیر محاسبه کنید:
N = p * q = 17*7 = 119
m= (p-1)*(q-1)=(16 * 6 ) = 96
3- عدد e را به گونه ای انتخاب کن که نسبت به m اول باشد.
5 e =
38
4- بر اساس e عدد d را طوری انتخاب کن که رابطه زیر برقرار باشد:
(e*d) mod m = 1 d= 77
5- (N,e) کلید عمومی بوده و برای رمزنگاری استفاده گردد. (N,d) کلید خصوصی بوده و برای رمزگشایی استفاده شود.
(119,5): کلید عمومی (119,77): کلید خصوصی
P : پیغام C: رمز
C=Pe mod N
P=Cd mod N
RSAطرز کار الگوریتم
39
RSAسیستم رمز
(119,5)
(119,77)
N=p*q
40
مساله زندانیها و زندانبان
توسط J. Simpson در سال 1983 مطرح شد.
کانال نهان یا کانال زیرآستانه (Subliminal Channel)
41
سلام امیدوارم که پس از عیادت وضعیتتان رو به بهبودی باشد. فردا با دوستان بمنظور صرف سنگک و آبگوشت دعوت حاج کاظم نوحی زاده هستم. دوست دارم لباس فیروزه ایم را از دکان بردارم نمی دانم کلید را کجا پیدا کنم.
ساعت هفت صبح حمله کنید
کانال نهان
42
جمع بندی
انسان از گذشته های دور با رمز کردن اطلاعات سروکار داشته است.
روشهای رمزگذاری را می توان به دو دسته کلاسیک و مدرن تقسیم کرد.
رمزهای کلاسیک روی حروف اعمال می شوند.
رمزهای مدرن روی رشته و یا قطعه ای از بیتها اعمال می گردند.
کانال نهان به ارسال پیام رمز شده در داخل یک پیام عادی گفته می شود.
43
44
Questions