Ежелгі дүниедегі криптография

 

 

Кіріспе

Ақпараттарды өзгертуден және оны өзге адамдардың оқуынан  қорғау бұрыннан келе жатқан мәселе. Криптография тарихы - адам тілімен тетелес тарих. Сонымен қатар, алғашқы жазылған криптографиялық жүйені ескі қоғамда  тек таңдалған адамдар басқарған.          

Кең мөлшерде жазылған криптография дербес ғылым болып қалыптаса  бастады. Бірінші криптосистема  біздің алғашқы эрамызда әлдеқашан  кездескен. Цезар өзінің жазбасында біршама жүйелік шифрды қолданған.          

Ақпаратты қорғау жолының  мәселесімен және оның өзгертуімен  криптография айналысады. (kryptos-құпия, logos-ғылым). Криптология екі бағытқа  бөлінеді: криптография және криптоталдау. Осы екі бағыттың мақсаты қарама-қарсы.   

Криптография - өзгертілген ақпаратты математикалық әдіспен талдау және іздеумен айналысады. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мазмұны

І.Кіріспе

ІІ.Негізгі бөлім

1.Ежелгі дүниедегі криптография

2.Ежелгі Египет

3.Криптография түсінігі

ІІІ.Қорытынды

ІV.Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ежелгі дүниедегі криптография

 

  Бөтен адамдарға оқуға мүмкіндік бермейтіндей түрлендіру әдісімен ақпаратты қорғау проблемасы адамзатты бұрынғы заманнан толғандырды. Криптографияның тарихы адамзат тілінің тарихымен жасты. Криптографияның тарихы бірнеше мыңдаған жылдарды қамтиды. Ежелгі өркениетті – Үндістан, Қытай, Египет, Месопотамия секілді елдерді тарихи құжаттарда шифрланған хаттарды құрастыру жөніндегі жүйелер мен тәсілдер жайында мәліметтер келтіріліп қарастырылған. Шифрлау жүйелері біздің эрамызға дейінгі дәуірдің төртінші мыңжылдығында хат жазу  жүйесінің дамуымен қатар дамыған болса керек.

Криптография мәтінді қорғау техникасы  ретінде жазу әліппесімен бірге  пайда болды және құпия хаттың әдістері ежелгі Үндістан, Египет және Месопотамия өркениеттеріне белгілі болды деген деректер бар. Ежелгі үнді мәтіндерінде 64 өнердің арасында мәтінді өзгерту жолдары көрсетілген, олардың кейбірін криптография өнеріне жатқызуға болады. Месопотамиялық [[қыш-құмыра[|қыш-құмыра]] бұйымдарын әйнекелеу үшін қолданылатын рецепт кестесінің авторы жазуын жасыру үшін сирек кездесетін белгілеулерді пайдаланды, кейбір әріптерді тастап кетті, ал атауларды сандармен алмастырды. Ары қарай криптографияның қолданылуы жайлы әр түрлі ескертулер кездеседі, олардың көп бөлігі әскери істе қолданылады. 

          Ежелгі Үндістан қолжазбаларында хаттар үлгісінің 60-тан асқан түрлері кездеседі, олардың арасында криптографиялық жүйеде қарастыруға жататын түрлері де кездеседі. Дауысты әріптерді дауыссыз әріптермен  және керісінше ауыстыру жүйелеріне  сипаттамалар берілген. Месопотамия елдерінде шифрланып сақталған мәтіндердің бір түрі кесте түрінде көрсетілген. Ол кестеде көркемөнер саласында ою - өрнектерді, әшекейлерді  жасаудын, дайындаудын рецептісі мазмұндалған. Бұл мәтінде сирек қолданылатын белгілер, атаулардың орнына шифрлық белгілер қолданылған. Ежелгі  Египеттің қолжазбаларында религиялық мәтіндер және медициналық рецептер шифрленген. Шифрлеу жүйелері Библияда қолданылған. Библиялық мәтіндердің бірқатар көрністері атбаш деп аталатын шифрлар (құпия жазбалар ) көмегімен шифрланған. Шифрлаудың ережесі алфавиттегі ( әліпбедегі ) і - әріпін (i=1,…,n) әріптермен және n-і+1 нөмірлерімен алмастырудан тұрған, мұндағы n – алфавиттегі әріптер саны. Атбаш – сөзінің шығу тегі әріптерді алмастыру принципімен түсіндіріледі. Бұл сөзді Алеф, Тая, Бет және Шин әріптерінен құралған, яғни  бірінші және соңғысы, екіншіжәне соңғысының алды ежелгі семити алфавитіндегі әріптерден.        

 Криптографияның дамуына идеографмялық хат жүйесінен фонетикалық хатқа өту жүйесі негіз болған.Біздің эрамыздың екінші мың жылдығында ежелгі семитстік алфавитінде 30 белгі болған.

Ол белгілерменен  дауыссыз дыбыстар және кейбір дауысты дыбыстармен белгіленген. Хаттарды қысқартып жазу криптографияның дамуын ынталандырды.         

 Ежелгі Грецияда криптография қызметтіліктің түрлі саларында қолданыла бастады, әсіресе мемлекеттік салаларда. Біздің эрамыздың V – IV ғ.ғ. Спартада алғашқы шифрланған құралдардың бірі  -Сцитала  қолданыла бастады.        

 Көп қауымдастықты жергілікті жерлерді басқару үшін Рим үкіметінің басқару органдары үшін шифрленген  байланыстар өте қажет болған. Құпияны сақтауға Цезарь ұсынған шифрлау тәсілі маңызды болды. Цезарь әріптеріді қойылу реттіліктеріне сай алмастырылды, олардың төменгі қатарлары циклді түрде үш әріпке сол беткейге жылжытылған ашық мәтінді алфавиттен тұрады.        

Германияда алғашқы шифрларды ашатын бөлімшесінің бастығы Вижинера шифрын жетілдірудегі варианттардың бірін құрастырған граф Гронсфельд болды. Ол тез, оңай жатталатын ұрандардың сандық жүйелерін қолданды. Вижинер кестесінің бір араластырылмаған алфавит қолданылды. Шифрлауда ашық текстің белгілері цифрлық лозунг түрінде жазылды. Ашық текстің келесі әрібі оң жақта орналасқан әріптер санымен араластырылды. Ол әріп лозунгтың ұранының цифрасына сай келуі керек

Сонымен қатар, ежелгі қауымдастықтарда онымен тек қана таңдаулылар иемденгендіктен алғашқы жазу криптографиялық жүйемен тең болған. Оған мысал ретінде Ежелгі Мысыр, Ежелгі Үндістанның қасиетті кітаптары бола алады. Жазу-сызудың кең таралуына байланысты криптография жеке ғылым ретінде қалыптаса бастады. Алғашқы криптожүйелер біздің эрамыздың басында кездеседі. Сондықтан Цезарь хат жазуда өзінің атымен аталған жүйелі шифрді пайдаланды. Криптографиялық жүйе бірінші және екінші дүниежүзілік соғыста қарқынды дами бастады. Соғыстан кейінгі уақыттан қазіргі күнге дейін есептеу құрылғыларының пайда болуы, криптографиялық әдістерді өңдеу мен жетілдіруді жеделдетті. Мәліметтерді қорғаудың криптографиялық әдістері автоматтандырылған жүйелерде ЭЕМ- дерде өңделетін немесе әртүрлі типтегі ЗУ- да сақталатын ақпаратты қорғау үшін пайдаланады. Криптографиялық түрлендіру рұқсат етілмеген алдын- алу тәсілі ретінде көпғасырлық тарихқа ие. Қазіргі кезде көптеген шифрлар әдістері жетілдірілген және қолданудың теориялық және практикалық негіздері құрылған. Бұл әдістердің көбісі ақпаратты жабуда ойдағыдай пайдалануы мүмкін. Қандай себептен ақпараттық жүйелерде криптографиялық әдістерді пайдалану проблемасы қазіргі кезде аса маңызды болды. Бір жағынан, компьютерлік жүйелерді, соның ішінде үлкен көлемді мемлекеттік ақпараттарды, әскери, коммерциялық және жеке тұлғалардың рұқсат етілмеген мәліметтері жіберілетін интернет глобальді жүйесі пайдаланады. Екінші жағынан, жаңа қуатты компьютерлердің жүйелі және нейронды есептеу техникасының пайда болуы шешуге мүмкін емес деп саналған криптографиялыұ жуйеге сенімсіздігін арттырды.

Ежелгі Египет

   Шамамен 4000 жыл бұрын Ежелгі Египетте арнайы иероглифтердің қолданылуын криптографияның ең алғашқы белгілі қолданысы деп санау қабылданған. Криптография элементтері Көне және Орта дәуір патшалықтары жазбаларының өзінде-ақ көрсетілген, криптографиялық мәтіндер толығымен сақталған.

 

   Ақпараттарды түрлендіру жолымен қорғау проблемасымен криптология айналысады ( kryptos- құпиялы, logos- ғылым ). Криптология 2 бағытқа бөлінеді- криптография және криптоанализ. Бұл бағыттардың мақсаты бір-біріне қарама-қайшы. Криптография ақпаратты түрлендірудің математикалық әдістерін іздеу және зерттеумен айналысады. Криптоанализ ортасы – ақпаратты кілтсіз шешу мүмкіндігін зерттейді. Қазіргі заманғы криптология 4 үлкен бөлімнен тұрады:

1.Симметриялы криптожүйелер

2.Ашық кілтті криптожүйелер

3.Электронды қолтаңба  жүйелері

4. Кілттермен басқару

Криптографиялық әдістерді  пайдаланудың негізгі бағыттары- ақпаратты байланыс салалары арқылы жіберу ( мысалы, электронды почта) , жіберілетін хабарламалардың шығынын растау, тасығыштағы шифрланған түрдегі ақпаратты сақтау ( документтер, мәліметтер базасы ). Сонымен, криптография ақпаратты оқу тек кілтін бергенде ғана мүмкін ететіндей түрлендіреді. Ақпаратты шифрлау және қайта шифрлау кезінде қандай- да бір алфавит негізінде құрылған текстер қарастырылады. Бұл терминдер мынандай мағына береді. Алфавит – ақпараттарлы кодтауда пайдаланылатын белгілердің соңғы жиыны. Мәтін - алфавит элементтерінің реттелген жиыны. Қазіргі заманғы ақпараттық жүйелерде пайдаланылатын алфавиттердің мысалы ретінде келесілерді келтірйге болады:

• орыс алфавитінің 32 әрпі мен бос орын ( пробел );
• ASCII және КОU-8 стандартты кодына кіретін символдар;
• Бинарлық алфавит;
• Сегіз ретті немесе он алты ретті алфавит;

Шифрлау- түрлендіру процесі: бастапқы мәтін шифрланған мәтінмен ауыстырылады. Қайта шифрлау- шифрлауға кері процесс. Кілт арқылы шифрланған мәтін бастапқы мәтінге өзгертіледі.

 

Криптография тарихы 4 мың жылға жуық уақытты алып жатыр. Криптография кезеңдерінің негізгі өлшемі ретінде қолданылатын шифрлау әдістерінің технологиялық сипаттамасын пайдалануға болады.

• Бірінші кезең (шамамен б.з.д. III мыңжылдықтан бастап) моноалфавиттік шифрлардың басым болуымен сипатталады (негізгі қағида – бастапқы мәтіннің алфавитін әріптерді басқа әріп немесе таңбалармен ауыстыру арқылы басқа алфавитпен ауыстыру).
• Екінші кезең (хронологиялық шеңбері – Таяу Шығыста (Әл-Кинди) IX ғасырдан және Еуропада XV ғасырдан бастап (Леон Баттиста Альберти) – XX ғасырдың басына дейін) полиалфавиттік шифрлардың енгізілуімен белгілі.
• Үшінші кезең (XX ғасырдың басынан бастап ортасына дейін) шифр анықтаушылардың жұмысына электромеханикалық құрылғылардың орнатылуымен сипатталады. Бұл ретте полиалфавиттік шифлар қолданыла берді.
• Төртінші кезең – XX ғасырдың ортасынан 70-жылдарына дейін – математикалық криптографияға өту кезеңі. Шеннонның еңбегінде ақпарат мөлшері, мәліметтің берілуі, энтропия, шифрлау функциясының қатаң математикалық анықтамалары пайда болды. Шифр жасаудың міндетті кезеңі оның әр түрлі белгілі шабуылдарға – сызықтық және дифференциалдық криптоанализге қарсы осал тұстарын зерттеу болып табылады. Алайда 1975 жылға дейін

криптография “классикалық” немесе, анығырақ айтқанда, құпия кілтті криптография болып қалды.

Криптографияның қазіргі даму кезеңі (1970жж. соңынан қазіргі заманға дейін) жаңа бағыттың – ашық кілтті криптографияның пайда болу және дамуымен ерекшеленеді. Оның пайда болуы жаңа техникалық мүмкіндіктермен ғана емес, салыстырмалы түрде жеке тұлғалардың қолданысында криптографияның кең таралуымен белгілі. Криптографияның жеке тұлғаларда қолданылуын құқықтық реттеудің әр түрлі елдерде – рұқсат беруден толықтай тиым салуға дейін - қатты айырмашылығы бар.

Қазіргі заманғы криптография математика мен информатиканың түйісуінде бөлек ғылыми бағыт құрады – бұл саладағы еңбектер ғылыми журналдарда жарияланады, жүйелі түрде конференциялар ұйымдастырылып тұрады. Криптографияның іс-тәжірибеде қолданылуы қазіргі қоғам өмірінің ажырамас бөлігіне айналды – оны электрондық коммерция, электрондық құжат айналымы (сандық жазуды қоса), телекоммуникация және басқа да салаларда пайдаланады

 

Ақпаратты қорғау мақсатындағы шифрлеу тиімділігі шифрдің криптотұрақтылығына  және кілт құпиялылығының сақталуына байланысты.

Мәліметтерді криптографиялық  жабу жұмысы бағдарламалық және аппараттық түрде жүзеге асады. Аппараттық жүзеге асыру құн жоғарылығымен, жоғары өнімділігімен, қарапайымдылығы, қорғалғандығымен ерекшеленеді. Бағдарламалық жүзеге асыру тиімділігімен, пайдалануға  өте икемділігімен белгілі.

Ақпаратты қорғаудың қазіргі  заманғы криптографиялық жүйесі төмендегідей жалпы талаптардан  тұрады:

• шифрленген мәлімет тек кілтпен ғана оқылуы керек;
• шифрленген мәліметтегі үзіндіні шифрлеуге пайдаланған кілтті анықтауға қажетті және сол ашық мәтінге сәйкес операцияның саны мүмкін болатын кілттердің жалпы санынан кем болмауы керек;
• ақпаратты ашу үшін таңдалған барлық кілттердің атқаратын жұмысы қазіргі заманғы компьютердің мүмкіндігінен асып түсуі қажет әрі бағасы төмен болуы керек;
• шифрлеу алгоритмінің мәні қорғау беріктілігіне кепілдігіне әсерін тигізбеу  керек;
• аздаған болар-болмас кілт өзгерісі, бір кілтті пайдаланса да шифрленген

     мәліметті түбірімен өзгерте алмайтындай болуы қажет;

• шифрлеу алгоритмінің құрылымдық элементтері өзгертілуі керек;
• шифрлеу барысында мәліметке енгізілген қосымша биттер түгелдей және шифрленген мәтінде берік әрі құпия сақталуы керек;
• шифрленген мәтін ұзындығы бастапқы-шығатын мәтін ұзындығына сай болуы керек;
• шифрлеу барысында пайдаланылатын кілттер арасындағы байланыс қарапайым әрі жеңіл бекітілетіндей болуы керек;
• көптеген мүмкін болатын кілттер кез-келген ақпараттың берік қорғалуын қамтамасыз етуі керек;
• алгоритм таратудың бағдарламалық және аппараттық түрлеріне де жол беріп, осы тарату барысында кілттің ұзындығының өзгеруі шифрлеу алгоритмінің сапасын төмен түсіруге жол бермеуі керек.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі:

 

1.                 Дүйсенов Н.Ж., Егенова Ә.М., Көшкінбаева М.Ж. Компьютерлік жүйелердегі ақпаратты қорғау.

2.                 Балапанов Е.Қ., Бөрібаев Б., Дәулетқұлов А.Б. Жаңа информациялық технологиялар: информатикадан 30 сабақ.-Алматы:ЖТИ,2003,-408 б.

3.                 Байжұманов М.Қ., Жапсарбаева Л.Қ. Информатика. Жоғары оқу орындардың студенттеріне арналған оқу құралы. –Астана: Еуразия ұлттық университеті, 2004, -224 б.

4. http://kk.wikibooks.org/wiki/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қорытынды

Ақпаратты ешкім оқи алмайтындай  етіп түрлендіру арқылы сақтау, адамды ежелден бастап ойландырып келді. Криптография тарихы адамның тілімен бірге  пайда болды десек те болады. Оданда тереңірек зерікпейтін болсақ, онда алғашқы жазудың өзі-ақ криптографиялық  жүйе болып табылды, яғни ежелгі адамдардың ішіндегі тек таңдаулылары ғана оны  білетін. Осыған «ежелгі Египет», «ежелгі  Үнді» секілді кітаптарды мысалы етіп алуға болады.

Ақпаратты криптографиялық  әдіспен қорғау негізінен шифрлеудің, кодтаудың немесе ақпаратты басқаша  түрлендірудің арнайы әдісі болып  табылады, яғни шешімінде оның құрамын  көру немесе қайта түрлендіру үшін арнайы кілт криптограммасысыз оған қол жеткізе алмайды. Криптограммалық  қорғау әдісі – әлбетте қорғау түрлерінің ішіндегі ең сенімдісі болып  табылады, себебі бұл жерде ақпаратқа  кірудің жолын емес ақпараттың өзін қорғайды.