توضیحات
عنوان تحقیق: الگوریتم رمزنگاری DES
- مقدمه
- تاریخچه
- کارهای پیشین
- مراجع
مقدمه
هر سیستم رمزنگاری و رمز گشایی، دارای یک پروتکل است. به طور کلی، یک پروتکل رمزنگاری، مجموعهای از قواعد و روابط ریاضی است که چگونگی ترکیب کردن الگوریتمهای رمزنگاری و استفاده از آنها به منظور ارائه یک سرویس رمزنگاری خاص در یک کاربرد خاص را فراهم میسازد. معمولاً یک پروتکل رمزنگاری مشخص میکند که:
- اطلاعات موجود در چه قالبی باید قرار گیرد.
- چه روشی برای تبدیل اطلاعات به عناصر ریاضی باید اجرا شود.
- کدام یک از الگوریتمهای رمزنگاری و با کدام پارامترها باید مورد استفاده قرار گیرند.
- روابط ریاضی چگونه به اطلاعات عددی اعمال شوند.
- چه اطلاعاتی باید بین طرفین ارسال کننده و دریافت کننده رد و بدل شود.
- چه مکانیزم ارتباطی برای انتقال اطلاعات مورد نیاز است.
الگوریتم رمزنگاری، به هر الگوریتم یا تابع ریاضی گفته میشود که به علت دارا بودن خواص مورد نیاز در رمزنگاری، در پروتکلهای رمزنگاری مورد استفاده قرار گیردو. اصطلاح الگوریتم رمزنگاری یک مفهوم جامع است و لازم نیست هر الگوریتم از این دسته، به طور مستقیم برای رمزگذاری اطلاعات مورد استفاده قرار گیرد؛ بلکه صرفاً وجود کاربرد مربوط به رمزنگاری مد نظر است.
در گذشته، سازمانها و شرکتهایی که نیاز به رمزگذاری یا سرویسهای دیگر رمزنگاری داشتند، الگوریتم رمزنگاری منحصر به فردی را طراحی مینمودند. به مرور زمان مشخص گردید که گاهی ضعفهای امنیتی بزرگی در این الگوریتمها وجود دارد که موجب سهولت شکسته شدن رمز میشود. به همین دلیل امروزه رمزنگاری مبتنی بر پنهان کردن الگوریتم رمزنگاری منسوخ شده است و در روشهای جدید رمزنگاری، فرض بر این است که اطلاعات کامل الگوریتم رمزنگاری منتشر شده است و آنچه پنهان است فقط کلید رمز است.
تاریخچه
بر اساس متون موجود در مورد رمزنگاری، تاریخچه این علم را میتوان در نگاهی گذرا به صورت زیر بیان کرد:
- شروع رمزنگاری به سال 1900 پیش از میلاد باز میگردد. بر طبق اسناد موجود یک مصری در آن زمان که کلمات به صورت تصویر بیان میشد، از تصاویری استفاده کرده که متداول نبوده است. بنابراین شروع رمزنگاری از مصریان بوده است. چهارصد سال بعد در بینالنهرین وحخ هئی نوشته شده که شامل فرومولهایی رمزی از تهیه شیشه برای کوزه گری میباشد.
- 500 سال قبل از میلاد، یک نویسنده یهودی کتابی نوشت که کلمات آن برعکس نوشته شده بود. این روش به نام رمز اتابش نامیده شد.
- در سال 478 قبل از میلاد، اسکیتال در یونان به وجود آمد و مورد استفاده قرار گرفت.
- 400 سال بعد، ژولیوس سزار در مکاتبات دولتی از رمز سزار استفاده کرد. او در این رمز جای حروف الفبا را عوض کرد. رمز سزار هر چند در مقایسه با رمز اتابش سادهتر است. اما مدارک محرمانه دولتی در نگاه اول قابل فهمیدن نبود.
- بین سالهای 0 تا 400 بعد از میلاد، رمز به عنوان یک هنر توسط هندیات در کاماسوترا بیان شده است. در کاما سوترا به شویههای ساده رمزنگاری اشاره شده است.
- 200 سال بعد از میلاد لیدن دستورالعملهای مهم خود را به صورت رمز مینوشت.
- در شروع امپراتوری اسلامی ابوعبد الرحمن الخلیل ابن اخمد امرابن تمام الفرهادی الریدی الیهمدی کتابی در علم رمزنگاری نوشت که الهام گرفته از رمزهای یونانی میباشد که برای امپراتوری روم شرقی نوشته شده بود. البته این کتاب مفقود شده است. شیوههایی که در این کتاب اشاره شده است در جنگ جهانی دوم در مقابل رمز انگما نیز استفاده شده است.
- در سال 855 ابوبکر ابن علی ابن وحششیه نباتی رمزهای مختلفی را ابداع کرده است.
- در حکوکت غزنویان که کشور گشایی های بسیاری داشتند، در بحث نظامی و سفارت خانهای خود به وفور از رمزها استفاده میکردند. مقامات عالی رتبه حکومتی با توجه به موقعیتشان از سیستم رمز مخصوص آن مقام استفاده میکردند.
- در حدود سالهای 1500 بعد از میلاد، شخصی به نام روگر بکن رمزهای متعددی را نوشت. او در ابتدای کارهایش این طور مینوشت: «کسی که متنها محرمانه را طوری بنویسد که دیگران بفهمند، احمق است.»
- جیوان باتیسوا در سال 1553 رمزی را ابداع کرد که در آن از یک عبارت به عنوان کلید استفاده میشود. بسیاری آن را با رمز وینگر اشتباه می گیرند.
- توماس جفرسون در سال 1790 با کمک دکتر جفرسون ریاضی دان، چرخ رمز را اختراع کردند. این چرخ بعدها تکامل یافته و در جنگ جهانی دوم مورد استفاده قرار گرفت.
- در سال 1891 سرهنگ اتینی بازرایزر بعد از آن که مدل جدید چرخ رمزکننده را ابداع کرد و ارتش فرانسه از آن استقبال نکرد، آن را منتشر کرد.
- در سال 1917 ویلیام فردریک فایدرمن که پدر علم رمز آمریکا نامیده میشود، در دولت محلی ریبوک آمریکا به عنوان متخصص رمزنگاری استخدام شد و اولین مرکز آموزشی رمز را برای ارتش آمریکا تاسیس کرد.
- در سال 1919 الکساندر کوخ، رمز استوانهای را اختراع کرد که در سال 1927 امتیاز این رمز را به ارتور که مخترع ماشین انیگما بودف واگذار کرد.
- در سال 1930 رمزکننده TypeX جایگزین رمز انیگما شد.
- در سال 1970 دکتر هورست فیستال در یک پروژه تحقیقاتی رمز، مجموعهای از رمزها را به وجود آورد که منجر به پیدایش الگوریتم رمزنگاری DES شد.
کارهای پیشین:
در سال 1972 موسسه استاندارد آمریکا، نیازهای امنیت رایانهای در دولت آمریکا را مورد بررسی قرار داد. مشخص شد که دولت نیاز به الگوریتم استانداردی دارد که با آن اطلاعات غیر طبقه بندی شده ولی حساس را رمز نماید. بدین ترتیب در سال 1973 فراخوان دیگری داده شد و این بار IBM پیشنهاد مناسبی ارائه کرد. پیشنهاد IBM مبتنی بر الگوریتم لوسیفر بود که توسط فایستل ابداع شده بود. تیمی از افراد سرشناس پس از بهبود لوسیفر پیشنهاد IBM را تهیه کردند.
در سال 1975، پیشنهاد IBM در مجله رسمی دولت آمریکا، به چاپ رسید. و در سال 1976 دو کارگاه تخصصی برای بررسی استاندارد پیشنهادی تشکیل داد. برخی انتقاد داشتند که کاهش طول کلید استاندارد پیشنهادی نسبت به لوسیفر و S-Box های مرموز آن نشان از دخالت آژانس امنیت ملی در طراحی دارد. با این حال، این بدگمانی وجود داشت که NSA به گونهای الگوریتم را دستکاری کرده فقط خودش بتواند پیامها را رمزگشایی کند.
سرانجام در نوامبر 1976 پیشنهاد IBM تحت عنوان «استاندارد رمزنگاری داده» یا «DES» تصویب شد. این استاندارد در ژانویه 1977 منتشر شد. در ادامه کارهای مختلف انجام شده در این خصوص در سالهای اخیر بررسی خواهد شد.
Arora و همکارانش در [1] در رابطه با عملکرد الگوریتمهای مختلف امنیتی روی شبکه ابر بررسی هایی انجام دادند. همچنین در خصوص یک پردازنده و با ورودی های مختلف نیز بررسی کردند. این مقاله با هدف یافتن معیارهای کمی از جمله نسبت سرعت بالا رفتن که مزایای استفاده از منابع ابر برای اجرای الگوریتم های امنیتی (RSA، DES و AES) انجام شد که توسط شرکت ها برای رمزگذاری حجم زیادی داده ها استفاده می شود. در این مقاله سه الگوریتم RSA، DES و AES در نظر گرفته شده است. نتایج گزارش شده در این مقاله، نشان می دهد که الگوریتمهای پیاده سازی شده در محیط ابر مانند Google App بسیار کارآمدتر از استفاده از یک سامانه منفرد است. در هر دو حالت تک پردازندهای و محیط ابر الگوریتم RSA زمان بیشتری صرف میکند و الگوریتم DES کمترین زمان را برای اجرا نیاز دارد. به ازای اندازه فایل ورودی کوچک، الگوریتم AES بالاترین سرعت اجرا را دارد. در حالی که با افزایش اندازه ورودی، این سرعت شدیداً افت می کند. به طور کلی به ازای هر اندازه ورودی، سرعت اجرای DES از همه بیشتر بوده و پس از آن AES و سپس RSA قرار دارد. مجدداً این نتیجه برای هر دو محیط ابر و محلی به دست آمده است.
Seth و همکارانش در [2] یک مقایسه تطبیقی میان سه الگوریتم RSA، DES و AES با در نظر گرفتن پارامترهای خاصی مانند زمان محاسبه، حافظه مورد استفاده بایت خروجی انجام دادند. این پارامترها در هر الگوریتم رمزنگاری جز مسائل اساسی هستند. نتایج تجربی به دست آمده نشان میدهد که الگوریتم DES کمترین زمان برای رمزنگاری داده ها صرف میکند. در حالی که الگوریتم AES کمترین حافظه مصرفی را دارد. و اختلاف زمان مصرفی میان الگوریتم های AES و RSA چندان زیاد نیست و بسیار جزئی است.
Abdul و همکارانش در [3] در مورد عملکرد الگوریتمهای رمزنگاری متقارن تحقیق کردند. این مقاله شش الگوریتم رایج را مورد بررسی قرار داده است که شامل AES، DES، 3DES، RC2، Blowfish و RC6 میشود. در این مقایسه پارامترهای مختلفی مد نظر قرار گرفته است، از جمله اندازههای مختلف بلوک دادهها، انواع دادههای مختلف، مصرف انرژی باطری، اندازههای مختلف کلید و در نهایت سرعت رمزنگاری و رمزگشایی. شبیهسازی تجربی نتایج زیر را به همراه داشته است: هنگامی که نتایج به دست آمد، هیچ اختلاف قابل توجهی در کدنویسی پایه 16 و پایه 64 مشاهده نشد.
از لحاظ تغییر اندازه بسته داده، RC6 در مقایسه با سایر روشها نیاز به زمان کمتری دارد. البته بعد از الگوریتم Blowfish. از لحاظ تغییر نوع داده، مثلاً استفاده از تصویر به جای متن، مشخص شد که الگوریتمهای رمزنگاری RC2 و RC6 و Blowfish به لحاظ زمان مصرفی در مقایسه با سایر الگوریتمها و به خصوص الگوریتم DES دارای معایبی هستند. علاوه بر این، الگوریتم 3DES در مقایسه با DES، کارایی کمتری دارد. و در نهایت به لحاظ تغییر اندازه کلید، مشخص شد که افزایش تعداد بیتهای کلید، به وضوح منجر به کاهش طول عمر باطری و زمان اجرای الگوریتم میشود.
Pavithra و همکارانش در [4] ارزیابی عملکرد الگوریتمهای رمزنگاری مختلف را انجام داده اند. بر اساس پارامترهای در نظر گرفته شده، عملکرد الگوریتمهای رمزنگاری مختلف روی فایلهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. فایل های مختلف ویدئویی دارای سرعت پردازش های مختلف هستند که در آن اندازه های مختلف فایل پردازش می شوند. در این مقاله، زمان رمزنگاری و رمزگشایی فرمت فایلهای ویدئویی مختلف مانند .vob و .DAT با فایلهایی به حجم 1 مگابایت تا 1100 مگابایت ارزریابی و مقایسه شده است. نتایج این بررسی نشان میدهدکه الگوریتم DES در مقایسه با الگوریتمهای رمزنگاری AES و BLOW FISH زمان پردازش کمتر وسطح توان بیشتری دارد.
توجه:
- برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
- لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.
به منظور سفارش تحقیق مرتبط با رشته تخصصی خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.
سفارش تحقیق
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.