توضیحات

 عنوان تحقیق: تحلیل خطی و تفاضلی رمزهای متقارن با استفاده از برنامه ریزی خطی milp

• مقدمه
• مدل برنامه ریزی خطی با اعداد صحیح
• جستجوی اتوماتیک مشخصه تفاضلی برنامه ریزی خطی اعداد صحیح آمیخته
• بهینه سازی با محدودیت
• ساخت مسئله MILP برای حداقل کردن تعداد Active Sbox
• تحلیلرمز تفاضلی Enocorov
• حداقل تعداد Sbox های فعال برای تحیل تفاضلی رمز:
• کاربردها و بهبود ها و کار آینده
• مراجع

1-     مقدمه

رمزنگاری از دیرباز به‌عنوان یك ضرورت برای حفاظت اطلاعات خصوصی در مقابل دسترسی‌های غیرمجاز در تجارت و سیاست و مسایل نظامی وجود داشته است. به‌طور مثال، تلاش برای ارسال یك پیام سری بین دو هم‌پیمان به‌گونه‌ای كه حتی اگر توسط دشمن دریافت شود، قابل درك نباشد. در سالیان اخیر رمزنگاری و تحلیل رمز از یك هنر پا را فراتر گذاشته و به یك علم مستقل تبدیل شده است و در واقع به عنوان یك وسیله ی عملی برای ارسال اطلاعات محرمانه روی كانالهای غیر امن مانند تلفن، اینترنت و ماهوارهها شناخته می‌شود. پیشرفت علم رمزنگاری موجب به وجود آمدن روشهای تحلیل مختلفی شده است به‌گونهای كه به طور متناوب سیستم‌های رمز مختلف شكسته شده‌اند. معروف‌ترین نمونه از این نوع سیستمها، ماشین “انیگما” بوده است. انیگما، ماشین رمزگذار و كد كننده‌ای بوده است كه حزب نازی در زمان جنگ جهانی دوم برای ارسال پیامهایشان از طریق رادیو به سایر نقاط از آن استفاده می‌كردند.

رمزنگاری كه به طور عمده به دو بخش رمزنگاری متقارن یا رمزنگاری با كلید خصوصی و رمزنگاری نامتقارن یا رمزنگاری با كلید عمومی صورت می‌گیرد، تلاش می‌كند برای ایجاد یك ارتباط سری از طریق سیستم‌های مخابراتی و شبكه‌های كامپیوتری، مباحث مربوط به محرمانگی و احراز هویت را تحت فرضهای مشخص، به درستی اثبات نماید. رمزهای كلید خصوصی بر مبنای نوع عملكرد، چگونگی طراحی و پیاده سازی و كاربردهایشان به دو گونه ی رمزهای بلوكی و رمزهای دنباله‌ای تقسیم می‌شوند .

الگوریتمهای كلید متقارن دستهای از الگوریتمها برای رمزنگاری هستند كه از كلیدهای رمزنگاری تقریباً وابسته، اغلب یكسان، هم برای رمزنگاری و هم برای رمزگشایی استفاده میكنند .در این الگوریتم، این دو كلید یا كاملاٌ یكسان هستند و یا با یك تبدیل ساده به یكدیگر تبدیل میشوند. در این روش هر دو طرفی كه قصد رد و بدل اطلاعات را دارند از یك كلید مشترك برای رمزنگاری و نیز بازگشایی رمز استفاده می كنند.در این حالت بازگشایی و رمزنگاری اطلاعات دو فرآیند معكوس یكدیگر می باشند .اشكال اصلی این روش این است كه كلید مربوط به رمزنگاری باید بین دو طرف به اشتراك گذاشته شود و این سؤال پیش می آید كه دو طرف چگونه می توانند این كلید را به طور امن بین یكدیگر رد و بدل كنند. انتقال از طریق انترانت و یا به صورت فیزیكی تا حدی امن می باشد اما انتقال آن از طریق اینترنت به هیچ وجه درست نیست. رمزنگاری تك كلید ، یك كلید و كلید خصوصی نامهای دیگری هستند كه برای رمزنگاری كلید متقارن استفاده میشود. استفاده از نام رمزنگاری كلید خصوصی برای این نوع رمزنگاری ممكن است گاهی اوقات با نام كلیدخصوصی در رمزنگاری كلید عمومی اشتباه شود. انواع الگوریتمهای كلید متقارن الگوریتمهای كلید متقارن میتواند به دو دستهی رمزهای دنبالهای و رمزهای بلوكی تقسیم شود. رمزهای دنبالهای بیتهای یك پیام را یكییكی رمزنگاری میكند، و رمزهای بلوكی تعدادی از بیتها را گرفته و آنها را به صورت یك واحد رمزنگاری میكند. بلوكهای 64 بیتی اغلب مورد استفاده قرارمیگیرند؛ الگوریتم استاندارد رمزنگاری پیشرفته كه در دسامبر 1002 به تأیید NIST رسیده است از بلوك های 821 بیتی استفاده میكند. در رمزنگاری، یك رشته كلید ، یك رشته از كاراكترهای تصادفی و شبه تصادفی است كه بـایك پیغام واضح (cleartext) تركیب شده و یك پیغام رمزنگاری شده (متن رمزی) تولید میكند. این “كاراكترها” در رشته كلید، میتوانند بیتها، بایتها، اعداد یا كاراكترهـای واقعـی ماننـدA-Z بسته به حالت مورد استفادهشان (حروف كوچك یا بزرگ)، باشند. معمولاً هر كاراكتر در رشته كلید با یك كاراكتر در متن اصلی جمع، تفریق یا XOR میشود تا با استفاده از ریاضیات مدولار، متن رمزی را تولید كند. رشته كلیدها در رمز one-time pad و در بیشتر رمزهای دنبالهای به كار مـ یرونـ د. رمزهـایبلوكی نیز تمی وانند برای تولید رشته كلیدها مورد استفاده قرارگیرند. برای مثال، حالت CTR یـكحالت بلوكی است كه رمز بلوكی را مجبور به تولید یك رشته كلید میكند و به این ترتیب این رمز بلوكی به یك رمز دنبالهای تبدیل میشود .در رمزنگاری، یك رمز دنبالهای، یك رمز متقارن است كه بیتهای متن اصلی بـا یـك رشـتهبیت رمز شبه تصادفی (رشته كلید)، مثلاً به وسیلهی or انحصاری (XOR)، تركیـب مـیشـون د. در یك رمز دنبالهای، ارقام متن اصلی یكی یكی رمزنگاری شده و تغییر شكل ارقـام متـوالی در طـولاین رمزنگاری متفاوت است. از آن جایی كه رمزنگاری هر رقم به حالت جاری آن بسـتگی دارد، بـهاین نوع رمز ،“رمز حالت” نیز گفته میشود. در عمل، این ارقام بیتها یا بایتهای منفرد هستند. رمزهای دنبالهای نمود متفاوتی از رمزنگاری متقارن نسبت به رمزهای بلوكی ارائه مـ یكننـ د. رمزهای بلوكی روی بلوكهای بزرگ از ارقام با یك تبدیل ثابت عمل میكنند. این تفـاوت همیشـهكاملاً واضح نیست: در برخی حالتهای عملیاتی ،یك رمز بلـوكی بـه طریقـی مـورد اسـتفاده قـرار میگیرد كه مانند یك رمز دنبالهای عمل میكند. رمزهای دنبالهای سرعت بالاتر و پیچیدگی سخت افزاری كمتری نسبت به رمزهای بلوكی دارند.

• سیستم های کلید متقارن

       یک الگوریتم متقارن از یک کلید برای رمزنگاری و رمزگشایی استفاده می‌کند. بیشترین شکل استفاده از رمزنگاری که در کارتهای هوشمند و البته در بیشتر سیستمهای امنیت اطلاعات وجود دارد Data Encryption algorithm یاDEA  است که بیشتر بعنوان DES  ‌شناخته می‌شود. DES یک محصول دولت ایالات متحده است که امروزه بطور وسیعی بعنوان یک استاندارد بین‌المللی شناخته ‌می‌شود. بلوکهای ۶۴ بیتی دیتا توسط یک کلید تنها که معمولا ۵۶ بیت طول دارد، رمزنگاری و رمزگشایی می‌شوند.DES ‌ از نظر محاسباتی ساده است و براحتی می‌تواند توسط پردازنده‌های کند انجام گیرد. این روش بستگی به مخفی‌بودن کلید دارد بنابراین برای استفاده در دوموقعیت مناسب است: هنگامی که کلیدها می‌توانند به یک روش قابل اعتماد و امن توزیع و ذخیره شوند یا جایی که کلید بین دو سیستم مبادله می‌شوند که قبلا هویت یکدیگر راتایید کرده‌اند. عمر کلیدها بیشتر از مدت تراکنش طول نمی‌کشد. رمزنگاری  DESعموما برای حفاظت دیتا از شنود در طول انتقال استفاده می‌شود.

        کلیدهای  DES0، 4 بیتی امروزه در عرض چندین ساعت توسط کامپیوترهای معمولی شکسته می‌شوند و بنابراین نباید برای محافظت از اطلاعات مهم و با مدت طولانی اعتبار استفاده شود. کلید ۵۶ بیتی عموما توسط سخت‌افزار یا شبکه‌های بخصوصی شکسته می‌شوند. DES سه تایی الگوریتم پیشرفته تری است و در آن الگوریتم  DESسه بار اعمال می شود که از کلیدهای ۵۶ بیتی و با فضای کلید موثر ۱۶۸بیت استفاده میکند و سه بار عملیات رمزنگاری را انجام می دهد. این عمل تاثیر دو برابر کردن طول موثر کلید را دارد؛ بعدا خواهیم دید که این یک عامل مهم در قدرت رمزکنندگی است.

       الگوریتمهای استاندارد جدیدتر مختلفی پیشنهاد شده‌اند. الگوریتمهایی مانند Blowfish وIDEA برای زمانی مورد استفاده قرار گرفته‌اند اما هیچکدام پیاده‌سازی سخت‌افزاری نشدند بنابراین بعنوان رقیبی برایDES  برای استفاده در کاربردهای میکروکنترلی مطرح نبوده‌اند. پروژه استاندارد رمزنگاری پیشرفته دولتی ایالات متحده(AES)  الگوریتم Rijndael را برای جایگزینی DES بعنوان الگوریتم رمزنگاری اولیه انتخاب کرده است. الگوریتم Blwofish مشخصا برای پیاده‌سازی در پردازنده‌های توان‌ـ‌پایین مثلا در کارتهای هوشمند طراحی شد.

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.