مقاله مروری بر الگوریتم های رمزنگاری

هدف این علم بررسی و مطالعه اطلاعات رمزی و مخفیست. علم رمزنگاری به دو دسته مهم کلاسیک و مدرن تقسیم می­گردد. تعریف رمزنگاری مدرن کمی با رمزنگاری کلاسیک که در بالا ارائه شد متفاوت است. امروزه رمزنگاری یکی از شاخه­های ریاضی و علوم کامپیوتر دانسته می­شود.  

عنوان این مقاله به انگلیسی Review article on cryptographic algorithms یا مقاله مروری الگوریتم های رمزنگاری می باشد.

برای برسی الگوریتم های رمزگذاری با ما همراه باشید.

فهرست مقاله مروری ، مروری بر روش های رمزگذاری به شرح زیر می باشد.

فهرست فصل ها :

فصل اول

مقدمه………………………………………………………………………………………………………………..۵

تعریف و دید کلی…………………………………………………………………………………………………..۶

روش های رمز نگاری……………………………………………………………………………………………..۸

دید کلی سایر فصل ها…………………………………………………………………………………………..۹

فصل دوم

الگوریتم های رمزنگاری………………………………………………………………………………………..۱۰

روشهای رمزگذاری………………………………………………………………………………………………۱۴

انواع روشهای رمزگذاری اسناد………………………………………………………………………………۱۷

امضای دیجیتالی……………………………………………………………………………………………….. ۲۰

فصل سوم

حملات متداول و راه حل های ممکن…………………………………………………………………………۲۴

فصل چهارم

راه‌حلی برای حفظ امنیت داده‌ها…………………………………………………………………………….۳۳

فصل  پنجم

رمزنگاری در شبکه……………………………………………………………………………………………..۴۰

سرویس دهندگان TCP/UDP و سرویس های موجود در شبکه……………………………………. ۴۲

فصل ششم

رمزنگاری و امنیت تبادل داده ………………………………………………………………………………..۴۹

الگوریتم های رمزنگاری کلید خصوصی……………………………………………………………………۴۹

فصل هفتم

نتیجه گیری………………………………………………………………………………………………………۷۴

منابع………………………………………………………………………………………………………………۷۵

فصل اول

مقدمه

رمزنگاری (Cryptography) از دو واژه رمز ( Crypt ) و نگارش ( Graphy ) پدید آمده است. هدف این علم بررسی و مطالعه اطلاعات رمزی و مخفیست. علم رمزنگاری به دو دسته مهم کلاسیک و مدرن تقسیم می­گردد. تعریف رمزنگاری مدرن کمی با رمزنگاری کلاسیک که در بالا ارائه شد متفاوت است. امروزه رمزنگاری یکی از شاخه­ های ریاضی و علوم کامپیوتر دانسته می­شود. همچنین این علم رابطه تنگاتنگی با علوم نظریه اطلاعات ، امنیت رایانه­ای  و مهندسی داراست. عنوان این مطلب Review article on cryptographic algorithms است. الگوریتم های رمزنگاری دارای اهمیت بسیار زیادی هستند.

در دنیای امروز، با رشد اینترنت و امکانات ارتباطی دیگر، نقش امنیت و تضمین صحت روابط بیشتر و بیشتر می­گردد. پیچیدگی­های روابط انسانی مانند اعتماد متقابل در روابط الکترونیکی وجود ندارند، از این رو بایستی یک علم شرایط را آماده و این روابط را تضمین نماید. با این تعریف، رمزنگاری علم تضمین ارتباطات است، بطوری که بدون رمزنگاری، هیچ تضمینی در دنیای ارتباطات دیجیتال وجود ندارد.

رمزنگاری کلاسیک به طور کلی به رمزگذاری (Encryption) محدود می­شود که البته قسمت بسیار مهمی از رمزنگاری مدرن را نیز به خود اختصاص می­دهد. رمزگذاری روند تبدیل اطلاعات عادی به اطلاعات غیرقابل کشف و تمیز و رمزگشایی ( Decryption ) معکوس این روند تعریف می­شوند. واضح است که رمزگذاری از گذشته­ های بسیار دور، اهمیت داشته است زیرا همواره رمز باقی ماندن اطلاعات نقش مهمی در زندگی بشر ایفا کرده است.

رمزگذاری یعنی تبدیل اطلاعات به یک شکل غیر قابل فهم و انتقال آن و سپس برگرداندن اطلاعات رمز شده به حالت اولیه و قابل خواندن. عناصر مهمی که در رمزگذاری مورد استفاده قرار می‌‌گیرند به شرح زیر می‌‌باشد:

تعریف و دید کلی

رمزنگاری علم کدها و رمزهاست. یک هنر قدیمی است و برای قرنها بمنظور محافظت از پیغامهایی که بین فرماندهان، جاسوسان،‌ عشاق و دیگران ردوبدل می‌شده، استفاده شده است تا پیغامهای آنها محرمانه بماند.

هنگامی که با امنیت دیتا سروکار داریم، نیاز به اثبات هویت فرستنده و گیرنده پیغام داریم و در ضمن باید از عدم تغییر محتوای پیغام مطمئن شویم. این سه موضوع یعنی محرمانگی، تصدیق هویت و جامعیت در قلب امنیت ارتباطات دیتای مدرن قرار دارند و می‌توانند از رمزنگاری استفاده کنند.

اغلب این مساله باید تضمین شود که یک پیغام فقط میتواند توسط کسانی خوانده شود که پیغام برای آنها ارسال شده است و دیگران این اجازه را ندارند. روشی که تامین کننده این مساله باشد “رمزنگاری” نام دارد. رمزنگاری هنر نوشتن بصورت رمز است بطوریکه هیچکس بغیر از دریافت کننده موردنظر نتواند محتوای پیغام را بخواند.

رمزنگاری مخفف‌ها و اصطلاحات مخصوص به خود را دارد. برای درک عمیق‌تر به مقداری از دانش ریاضیات نیاز است. برای محافظت از دیتای اصلی ( که بعنوان plaintext شناخته می‌شود)، آنرا با استفاده از یک کلید (رشته‌ای محدود از بیتها) بصورت رمز در می‌آوریم تا کسی که دیتای حاصله را می‌خواند قادر به درک آن نباشد. دیتای رمزشده (که بعنوان ciphertext شناخته می‌شود) بصورت یک سری بی‌معنی از بیتها بدون داشتن رابطه مشخصی با دیتای اصلی بنظر می‌رسد. برای حصول متن اولیه دریافت‌کننده آنرا رمزگشایی می‌کند. یک شخص ثالت (مثلا یک هکر) می‌تواند برای اینکه بدون دانستن کلید به دیتای اصلی دست یابد، کشف رمز‌نوشته (cryptanalysis) کند. بخاطرداشتن وجود این شخص ثالث بسیار مهم است.مقاله مروری الگوریتم های رمزنگاری در اینترنت وجود دارد.

رمزنگاری دو جزء اصلی دارد، یک الگوریتم و یک کلید. الگوریتم یک مبدل یا فرمول ریاضی است. تعداد کمی الگوریتم قدرتمند وجود دارد که بیشتر آنها بعنوان استانداردها یا مقالات ریاضی منتشر شده‌اند. کلید، یک رشته از ارقام دودویی (صفر و یک) است که بخودی‌خود بی‌معنی است. رمزنگاری مدرن فرض می‌کند که الگوریتم شناخته شده است یا می‌تواند کشف شود. کلید است که باید مخفی نگاه داشته شود و کلید است که در هر مرحله پیاده‌سازی تغییر می‌کند. رمزگشایی ممکن است از همان جفت الگوریتم و کلید یا جفت متفاوتی استفاده کند.

دیتای اولیه اغلب قبل از رمزشدن بازچینی می‌شود؛ این عمل عموما بعنوان scrambling شناخته می‌شود. بصورت مشخص‌تر، hash functionها بلوکی از دیتا را (که می‌تواند هر اندازه‌ای داشته باشد) به طول از پیش مشخص‌شده کاهش می‌دهد. البته دیتای اولیه نمی‌تواند از hashed value بازسازی شود. Hash functionها اغلب بعنوان بخشی از یک سیستم تایید هویت مورد نیاز هستند؛ خلاصه‌ای از پیام (شامل مهم‌ترین قسمتها مانند شماره پیام، تاریخ و ساعت، و نواحی مهم دیتا) قبل از رمزنگاری خود پیام، ساخته ‌و hash می‌شود.

• یک چک تایید پیام (Message Authentication Check) یا MAC یک الگوریتم ثابت با تولید یک امضاء برروی پیام با استفاده از یک کلید متقارن است. هدف آن نشان دادن این مطلب است که پیام بین ارسال و دریافت تغییر نکرده است. هنگامی که رمزنگاری توسط کلید عمومی برای تایید هویت فرستنده پیام استفاده می‌شود، منجر به ایجاد امضای دیجیتال (digital signature) می‌شود.
• Public Key یا کلید عمومی اعداد یا کلماتی که با یک شخص یا سازمان در ارتباط می‌‌باشد. کلید عمومی جزئی از جفت کلید عمومی/خصوصی می‌‌باشد وبه صورت عمومی در دسترس کسانی که قصد انتقال اطلاعات رمز شده را دارند، می‌‌باشد.
• Private Key یا کلید خصوصی اعداد یا کلماتی که با یک شخص یا سازمان در ارتباط می‌‌باشد. کلید خصوصی جزئی از جفت کلید عمومی/خصوصی می‌‌باشد. کلید خصوصی فقط در دسترس مالک جفت کلید عمومی/خصوصی می‌‌باشد و برای بازگشایی اطلاعاتی که توسط کلید عمومی رمزگذاری شده استفاده می‌‌شود.
• ایجادکننده های جفت کلید برای ایجاد یک جفت کلید عمومی و خصوصی طبق یک الگوریتم رمزگذاری مشخص استفاده می‌‌شود.
• Key Factories برای تبدیل کلید های نامشخص به کلیدهای مشخص به کار می‌‌رود.
• Keystores بانکی که برای مدیریت تعدادی از کلید ها به کار می‌‌رود.
• الگوریتم های رمزگذاری الگوریتم ها و روشهایی که برای رمزگذاری اطلاعات به کار می‌‌رود. RSA و DES نام دو تا از معروفترین الگوریتم ها می‌‌باشد.

روش های رمز نگاری

رمزنگاری کلاسیک

رمزنگار Caesar

رمزنگار Affine

رمزنگارهای کلاسیک

رمزهای مربعی

تعریف Fractionation

رمز Alberti

رمزهای Two-Square, Four Square

رمزهای Polybius, Playfair

رمزهای پخش کننده و ماتریسی

رمز Hill

رمزهای جدولی و چندحرفی

رمزنگاری مدرن

رمزنگاری متقارن

رمزنگاری نامتقارن

Diffie-Hellman

امضاهای دیجیتال و کدهای اهراز هویت پیام و فرستنده

دید کلی سایر فصل ها:

در سایر فصل های درباره الگوریتم ها ، توضیح مفصل روش ها ،مزایا و معایب روش های رمزنگاری، امنیت رمزنگاری، خطاهای رخ داده دررمزنگاری ، رمز نگاری در شبکه و حملات متداول و راه حل های ممکن صحبت خواهیم کرد.

راهنمای خرید

برای جستجوی مقالات بیشتر در این زمینه می توانید عبارت Review article on cryptographic algorithms را در موتورهای جستجو سرچ کنید.

برای دانلود مقاله مروری الگوریتم های رمزنگاری با سایت ایران فایلز همراه باشید.