Vaqif qasimov informasiya təhlükəsizliyinin əsasları Dərslik Azərbaycan Respublikası Milli Təhlükə­sizlik Nazirliyinin Heydər Əliyev adma Akademiyasının Elmi Şurasının 29 aprel 2009-cu IL tarixli iclasının qərarı ilə

X_M =5,||(A

Burada ki - şifrləmə açarı, || - konkatenasiya əməliyyatı, © - 2 moduluna görə bit-bit toplama (VƏ YA) əməliy­yatıdır.

DES alqoritmi ilə şifrləmənin həyata keçirilməsi üçün dörd işçi rejimdən istifadə olunur: elektron kodlaşdırma kitabı - ECB (Electronic Code Book), şifr bloklarının qarışdırılması - CBC (Cipher Block Chaining), şifrlənmiş mətnə görə əks əlaqə - CFB (Cipher Feedback) və çıxışa görə əks əlaqə - OFB (Output Feedback).

Şək.5.6. Feystel şəbəkəsinin iterasiyasınm strukturu

DES alqoritmi şifrləmə zamanı çoxsaylı əvəzetmə və yerdəyişmə əməliyyatları kombinasiyasından istifadə edir. DES 64 bit uzunluğa malik bloklarla işləyir və onların 16 qat yerdəyişməsinə əsaslanır.

Şifrləmə üçün 56 bit (8 ədəd yeddi bitlik ASCII simvol) uzunluğa malik açardan istifadə olunur. Əslində açarın uzunluğu 64 bit olur, lakin onların 56-sı əhəmiyyətə malikdir, qalan 8-i isə yoxlama-nəzarət məqsədilə istifadə olunur. Başqa sözlə, parolun uzunluğu 8 simvoldan artıq ola bilməz. Əgər parolda yalmz hərf və rəqəmlərdən istifadə olunarsa, onda parol variantlarının sayı maksimal mümkün saydan (2⁵⁶) əhəmiyyətli dərəcədə kiçik olar.

DES alqoritmində şifrləmə prosesinin ümumiləşdirilmiş sxemi 5.7 saylı şəkildə göstərilmişdir.

Şək.5.7. DES alqoritmində şifrləmə prosesinin
ümumiləşdirilmiş sxemi

Qeyd etmək lazımdır ki, DES alqoritmi vasitəsilə şifr­ləmək üçün çoxlu sayda cədvəllərdən istifadə olunur. Aça­rın seçilməsi vasitəsilə şifrin açılması prosesini maksimal dərəcədə çətinləşdirmək məqsədilə müəlliflər tərəfindən diqqətlə tərtib olunmuş bu cədvəllər standart cədvəllər kimi qəbul edilməli və DES alqoritminin reallaşdırılması zamanı dəyişdirilmədən istifadə olunmalıdır.

Tutaq ki, T - ilkin mətnin 64 bit (8 bayt) uzunhığunda bloku, L (left) - T blokunun sol 32 bitlərinin ardıcıllığı, R (right) - T blokunun sağ 32 bitlərinin bitlər ardıcıllığıdır.

1. 
   saylı cədvəldə göstərilən IP matrisinə uyğun olaraq, T blokunun bitlərinin yerləri dəyişdirilir:
   

1076. 
      7b=IP(T).
      
1077. 
      Yerdəyişmə nəticəsində T blokunun 58-ci, 50-ci, 42-ci və s. bitləri T_o blokunun, uyğun olaraq, 1-ci, 2-ci, 3-cü və s. bitləri olur.
      
1078. 
      Cədvəl 5.1. IP ilkin yerdəyişmə matrisi
      

      58	50	42	34	26	18	10	2	60	52	44	36	28	20	12	4
      62	54	46	38	30	22	14	6	64	56	48	40	32	24	16	8
      57	49	41	33	25	17	9	1	59	51	43	35	27	19	11	3
      61	53	45	37	29	21	13	5	63	55	47	39	31	23	15	7

1079. 
      
      
1080. 
      Bundan sonra 16 addımdan ibarət olan aşağıdakı şifrləmə prosesi iterativ şəkildə yerinə yetirilir (şək.5.8). Tutaq ki,
      
1081. 
      z-ci iterasiya nəticəsində alınmış 64 bitdən ibarət blok, L_z = t₁t₂t₃...t₃₂ - Ti blokunun ilk 32 bitindən ibarət sol alt bloku, R_i = t₃₃t₃₄t₃₅...t₆₄ isə axırıncı 32 bitdən ibarət sağ alt blokudur. Onda 16 addımdan ibarət olan hər bir i iterasiyasmm nəticəsini aşağıdakı düsturla təsvir etmək olar:
      
1082. 
      L. =R_i__l, i = U6,
      
1083. 
      
      
1084. 
      1,2.... 64
      
1085. 
      Şək.5.8. DES alqoritminin strukturu
      
1086. 
      R^L^F^K^, z = 1,16.
      
1087. 
      Qeyd etmək lazımdır ki, sonuncu iterasiyada alman və Li₆ ardıcıllıqların yerləri dəyişdirilmədən birləşdirilir və bir 64 bitlik ardıcıllıq alınır. Şifrləmə prosesinin so­nunda alman bu ardıcıllıqdan İP¹ yekun yerdəyişməsi matrisinin köməyi ilə bitlərin mövqeləri bərpa olunur (cədvəl 5.2).
      
1088. 
      Burada F - şifrləmə (Feystel) funksiyasıdır. Onun arqu­mentləri əvvəlki iterasiyada alınmış 32 bitlik R_İA ardı­cıllığı və 64 bitlik açarın çevrilməsi nəticəsində alman 48 bitlik Ki açandır.
      
1089. 
      Cədvəl 5.2. IP ¹ əks (yekun) yerdəyişmə matrisi
      

      40	8	48	16	56	24 64 32 39	7	47	15	55 23	63	31
      38	6	46	14	54	22 62 30 37	5	45	13	53 21	61	29
      36	4	44	12	52	20 60 28 35	3	43	11	51 19	59	27
      34	2	42	10	50	18 58 26 33	1	41	9	49 17	57	25

1090. 
      
      
1091. 
      FtR^Kı) şifrləmə funksiyasının qiymətinin hesab­lanması sxemi 5.9 saylı şəkildə göstərilmişdir. Şəkildən göründüyü kimi, F funksiyasının qiymətinin hesablanması üçün aşağıdakı funksiyalardan istifadə olunur:
      

• 
  32 bitlik R,_\ ardıcıllığının 48 bitə qədər genişləndiril­məsini yerinə yetirən E funksiyası;
  
• 
  6 bitlik ədədin 4 bitə çevrilməsi üçün səkkiz ədəd Sı, S₂,... S₈ funksiyaları;
  
• 
  32 bitlik ardıcıllıqda bitlərin yerlərinin dəyişdirilmə­sini təmin edən P funksiyası.
  

1204. 
      32 bitlik R_İA ardıcıllığının E funksiyası vasitəsilə 48 bitə qədər genişləndirməsi 5.3. saylı cədvələ əsasən həyata
      
1205. 
      keçirilir. Burada E(R_;\) funksiyası nəticəsində alınan ardı­cıllığın ilk üç biti ilkin ardıcıllığın 32, 1, 2-ci bitləri, so­nuncu bitləri isə ilkin ardıcıllığın 31, 32, 1-ci bitləridir.
      
1206. 
      R_t.ı G2 bit)
      
1207. 
      E genişləndirmə funksiyası
      
1208. 
      
      
1209. 
      
      
1210. 
      Bitlərin yerdəyişməsi - P
      
1211. 
      1
      
1212. 
      F(RM -32 bit
      
1213. 
      Şək.5.9. F şifrləmə funksiyasının qiymətinin
      hesablanması sxemi
      
1214. 
      Cədvəl 5.3. E genişləndirmə funksiyası
      

      32	1	2	3	4	5
      4	5	6	7	8	9
      8	9	10	11	12	13
      12	13	14	15	16	17
      16	17	18	19	20	21
      20	21	22	23	24	25
      24	25	26	27	28	29
      28	29	30	31	32	1

1215. 
      Genişləndirmə nəticəsində alınmış 48 bit açarın 48 bit- lik cari qiyməti ilə 2 moduluna görə toplanır və alman ardıcıllıq səkkiz ədəd 6 bitlik bloklara bölünür:
      
1216. 
      E(R, ı) ®Kı=B ı B2 ■■■B%.
      
1217. 
      S_; funksiyaları B, bloklarında olan 6 biti 4 bitə çevirmək üçün 5.4 saylı cədvəldən istifadə edir. Bu, aşağıdakı alqo- ritm vasitəsilə həyata keçirilir. Tutaq ki, -
      
1218. 
      6 bitlik blokdur. Onda S, funksiyası bıb₆ iki bitlik ədədinə görə cədvəlin sətrin nömrəsini, Z?₂^3^4^5 dörd bitlik ədədi­nə görə isə sütunun nömrəsini müəyyən edir. Həmin sətir­lə sütunun kəsişməsində duran ədəd götürülür və ikilik sis­temə çevrilərək müvafiq dörd bit kimi qəbul edilir.
      
1219. 
      Tutaq ki, Sı funksiyasının girişinə altı bitlik B_;=Z?ıZ?2^3^4^5^6=111001(2) verilmişdir, onda iki bitlik Z?ıZ?6=ll(2)=3(io) ədədi 5.4 saylı cədvəlin Si-ə uyğun matri­sinin 3-cü sətrini, dörd bitlik Z?2^3^4^5=HOO(2)=12(io) ədədi isə həmin matrisin 12-ci sütununu göstərir. Bu, o demək­dir ki, B_;=111001(2) bloku Sı cədvəlindən 3-cü sətirlə 12- ci sütunun kəsişməsində duran elementlə, yəni dörd bitlik lO₍ıo)=lOlO₍2) ardıcıllığı ilə əvəz olunur.
      
1220. 
      Belə çevirmə nəticəsində 8 ədəd 6 bitlik blok, yəni 48 bitlik BıB₂-. #8 ardıcıllığı əvəzinə 8 ədəd 4 bitlik blok, yəni 32 bitlik Sı(#ı), S₂(#₂). ••• S₈(#₈) ardıcıllığı almır. Bu ardıcıllıq da öz növbəsində 5.5 cədvəlinə uyğun olaraq çevrilir və şifrləmə funksiyasının
      
1221. 
      F(R_i_₁,K_i) = P(S_l(B_i),S₂(B₂),...,S₉(B₉))
      
1222. 
      qiyməti hesablanmış olur.
      
1223. 
      Cədvəl 5.4. Sı, S₂,... S₈ çevirmə funksiyaları matrisi
      

      Sütunun nömrəsi