Ətraflı şifrələmə standartı

Əsas uzunluq seçimlərinə görə AES şifrələməsi, rabitə təmin etmək üçün ən yaxşı seçim olaraq qalır. Şifrələmə alqoritmini çatlamaq üçün tələb olunan vaxt istifadə olunan açarın uzunluğu ilə birbaşa əlaqəlidir, i.e., 128 bit, 192-bit və 256 bit.

Ətraflı şifrələmə standartı (AES)

Morris j. Dorkin, elaine b. Barker, James r. Nechvatal, James Foti, Lawrence E. Bassham, e. Roback, james f. Dray jr.

Abstrakt

Qabaqcıl şifrləmə standartı (AES), elektron məlumatları qorumaq üçün istifadə edilə bilən bir fips təsdiq edilmiş kriptoqrafik alqoritmini göstərir. AES Alqoritmi, şifrələnib şifrələnə bilən və şifrənizi (deşifrə) məlumatlandıra bilən simmetrik bir blok şifrəsidir. Şifrələmə məlumatları Ciferext adlı ağlasığmaz bir formaya çevirir; Ciferext şifrəsini açmaq, məlumatları düz mətn adlandıran məlumatları orijinal formasına çevirir. AES alqoritmi 128, 192 və 128 bit bloklarında məlumatları şifrələmək və şifrəni açmaq üçün kriptoqrafik düymələrdən istifadə etməyə qadirdir.

Ətraflı şifrələmə standartı

Hazırda rast gəlinən daha populyar və geniş qəbul edilmiş simmetrik şifrələmə alqoritmi, inkişaf etmiş şifrələmə standartıdır (AES). Üçlü deskindən ən azı altı dəfə daha sürətli olur.

Açar ölçüsü çox kiçik olduğu üçün DES üçün bir əvəz lazım idi. Hesablama gücünü artırmaqla, bu, tam açar axtarış hücumuna qarşı həssas hesab edildi. Üçlü DES bu çatışmazlığı aradan qaldırmaq üçün hazırlanmışdı, lakin yavaş tapıldı.

AES xüsusiyyətləri aşağıdakı kimidir –

• Simmetrik açar simmetrik blok şifrəsi
• 128 bitlik məlumat, 128/192 / 256-bit düymələri
• Üçlü-desdən daha güclü və daha sürətli
• Tam spesifikasiya və dizayn təfərrüatlarını təmin edin
• C və Java-da tətbiq olunan proqram

AES əməliyyatı

AES, Feistel şifrəsi deyil, bir iterativdir. ‘Əvəzedici-permutasiya şəbəkəsinə’ əsaslanır. Bu, bəzi əlaqəli əməliyyatlardan ibarətdir, bəziləri girişləri spesifik çıxışlar (əvəzedicilər) və digərləri ilə əhatə edən və ətrafındakı qarışıq bitləri əhatə edir (permutasiyalar).

Maraqlıdır ki, AES bütün hesablamalarını baytlarda deyil, baytlarda yerinə yetirir. Deməli, AES, 16 bayt kimi düz mətn blokunun 128 bitini müalicə edir. Bu 16 bayt dörd sütunda və bir matris kimi emal üçün dörd satır təşkil edilir –

DES-dən fərqli olaraq, AES-də turların sayı dəyişkəndir və açarın uzunluğundan asılıdır. AES, 128 bitlik düymələri, 192 bit düymələri üçün 12 tur və 256 bitlik düymələri üçün 14 tur istifadə edir. Bu turların hər biri orijinal AES açarından hesablanmış fərqli 128 bitli dəyirmi düymə istifadə edir.

AES quruluşunun sxemi aşağıdakı təsvirdə verilmişdir –

Şifrələmə prosesi

Burada, AES şifrələməsinin tipik bir dövrünün təsvirini məhdudlaşdırırıq. Hər dəyirmi dörd alt prosesdən ibarətdir. İlk dəyirmi proses aşağıda təsvir edilmişdir –

Bayt əvəzedicisi (subbytes)

16 giriş bayt dizaynda verilən sabit bir masa (qutu) axtarmaqla əvəz olunur. Nəticə dörd satır və dörd sütun matrisindədir.

Şifləmək

Matrixin dörd satırının hər biri sola dəyişdirilir. ‘Düşən’ hər hansı bir giriş yenidən sıralaya qoyulur. Növbə aşağıdakı kimi həyata keçirilir –

• Birinci sıra dəyişdirilmir.
• İkinci sıra bir (bayt) mövqeyi sola dəyişdirilir.
• Üçüncü sıra iki mövqedən sola dəyişdirilir.
• Dördüncü sıra üç mövqedən sola dəyişdirilir.
• Nəticə eyni 16 baytdan ibarət olan yeni bir matrisdir, lakin bir-birinə hörmətlə keçdi.

Qarışqa

Dörd baytın hər sütunu indi xüsusi bir riyazi funksiyadan istifadə edərək dəyişdirilir. Bu funksiya bir sütunun dörd baytını daxil edir və orijinal sütunu əvəz edən dörd tamamilə yeni bayt çıxır. Nəticə 16 yeni baytdan ibarət olan başqa bir yeni matrisdir. Qeyd etmək lazımdır ki, bu addım son turda aparılmır.

Addroundey

Matrixin 16 baytı indi 128 bit hesab olunur və yuvarlaq açarın 128 bitinə xore olunur. Bu son dəyirmidirsə, nəticə Cifereksttextdir. Əks təqdirdə, nəticədə 128 bit 16 bayt kimi şərh olunur və başqa bir oxşar tura başlayırıq.

Deşifrləmə prosesi

AES CIPERTXT-nin şifrələməsi prosesi tərs qaydada şifrələmə prosesinə bənzəyir. Hər tur tərs qaydada aparılmış dörd prosesdən ibarətdir –

• Dəyirmi açar əlavə edin
• Sütunları qarışdırın
• Sürüşmək
• Bayt əvəzedicisi

Hər turdakı alt proseslər tərs qaydada, feistel şifrəsindən fərqli olaraq, şifrələmə və şifrələmə alqoritmləri, çox yaxından əlaqəli olmasına baxmayaraq ayrıca həyata keçirilməlidir.

AES təhlili

Hal-hazırda kriptovalyutada AES geniş şəkildə qəbul edilir və həm hardware, həm də proqramda dəstəklənir. Bu günə qədər AES-ə qarşı praktik kriptanaltik hücumlar aşkar edilməyib. Bundan əlavə, AES, keyfiyyətli açar axtarışları həyata keçirmək qabiliyyətində irəliləməyə qarşı ‘gələcək sübut’ dərəcəsinə imkan verən əsas uzunluğunun daxili rahatlığı var.

Ancaq DES-ə gəlincə, AES təhlükəsizliyi yalnız düzgün həyata keçirildiyi və yaxşı əsas idarəetmə işlədiyi təqdirdə əmindir.

Karyeranızı təpikləyin

Kursu bitirməklə sertifikat alın

AES şifrələməsi nədir və necə işləyir?

Şifrələmə təhlükəsizlik və məxfilik mədəniyyətini inkişaf etdirməklə bugünkü rəqəmsal dünyada bir yer tapdı. AES Şifrələmə Alqoritmi 2001-ci ildə şifrələmə alqoritmləri üçün qlobal standart olaraq məlumat şifrələmə standartına müvəffəq olduqda, bu, sələfinin bir çox çatışmazlığını həll etdi. Gündəlik həyat tətbiqlərində şifrələmə üçün gələcək kimi görüldü. İndiyə qədər inkişaf etmiş şifrələmə standartı, başlanğıc zamanı yerləşdirilən hədəflərə nail oldu. Və böyümək üçün uzun bir yol var.

Kiber təhlükəsizlik sahəsində mütəxəssis olmaq

Kiber təhlükəsizlik proqramında aspirantura proqramı

AES şifrələmə alqoritmi niyə lazım idi?

Des alqoritmi olaraq da bilinən məlumat şifrələmə standart alqoritmi, formalaşmış və standartlaşdırılmış, bu nəsil kompüterlərin mənası idi. Bugünkü hesablama standartlarına keçərək, DES alqoritminə girən hər il, aşağıdakı şəkildəki göründüyü kimi daha da asanlaşdı.

Daha güclü bir alqoritm, daha uzun açar ölçüləri və daha güclü şifrələrdən keçmək üçün saata ehtiyacı idi. Bu problemi həll etmək üçün üçlü desini yaratdılar, amma nisbətən yavaş tempi səbəbindən heç vaxt əsas axını olmadı. Beləliklə, bu çatışmazlığı aradan qaldırmaq üçün inkişaf etmiş şifrələmə standartı meydana gəldi.

Qabaqcıl şifrələmə standartı nədir?

AES şifrələmə alqoritmi (rijndael alqoritmi kimi də tanınır), 128 bit bir blok / çuxur ölçüsü olan simmetrik bir blok şifrəsi alqoritmidir. Bu fərdi blokları 128, 192 və 256 bit düymələrindən istifadə edərək çevirir. Bu blokları şifrələyəndən sonra, şifrə mətnini yaratmaq üçün onlara qoşulur.

Bir SP şəbəkəsi olaraq da bilinən bir əvəzedici permutasiya şəbəkəsinə əsaslanır. Bu, bir sıra əlaqəli əməliyyatlardan ibarətdir, o cümlədən xüsusi çıxışlar (əvəzedicilər) və digərləri (permutasiyalar) ilə əlaqəli digərləri ilə əvəz etmək də daxil olmaqla.

Bu dərslikdə, AES-in qlobal miqyaslı şifrələmə alqoritmi kimi təklif etdiyi bəzi dayanacaq xüsusiyyətlərindən keçəcəksiniz.

AES xüsusiyyətləri nələrdir?

1. SP Şəbəkə: DES alqoritminin vəziyyətində göründüyü kimi, bir feistel şifrə quruluşu deyil, bir şəbəkə quruluşunda işləyir.
2. Açar genişləndirmə: İlk mərhələdə bir açar baş verir, sonradan fərdi turlarda istifadə olunan bir neçə düymələrə qədər genişləndi.
3. Bayt məlumatları: AES Şifrələmə Alqoritmi Bit Məlumat yerinə Bayt məlumatlarında əməliyyatlar edir. Beləliklə, şifrələmə proseduru zamanı 128 bitlik blok ölçüsünə 168 bitlikdir.
4. Açar uzunluğu: aparılacaq turların sayı məlumatları şifrələmək üçün istifadə olunan açarın uzunluğundan asılıdır. 128 bitlik əsas ölçüsü on turda, 192 bitlik əsas ölçüsü 12 tura sahibdir və 256 bitlik əsas ölçüsü 14 tura malikdir.

Clear Comptia, CEH və CISSP sertifikatları!

Kiber Təhlükəsizlik Mütəxəssisi Magistr Proqramı Proqramı araşdırın

AES necə işləyir?

AES-in işləməsini başa düşmək üçün əvvəlcə çox sayda addım arasında məlumatları necə ötürdüyünü öyrənməlisiniz. Tək blokun 16 bayt olduğu üçün 4×4 matris, vahid bir blokda olan bir blokda, hər bir hüceyrə sahibi olan bir blokda məlumat saxlayır.

Yuxarıdakı şəkildəki matris bir dövlət serialı kimi tanınır. Eynilə, əvvəlcə istifadə olunan açar, n (n + 1) düymələrinə, nın şifrələmə prosesində izləniləcək turların sayı olan n. Beləliklə, 128 bitlik bir düymə üçün, raund sayı 16, yox, yox. cəmi 11 düymə olan 10 + 1 olmaq üçün açarların açarları.

AES-də izləniləcək addımlar

Göstərilən addımlar ardıcıl olaraq hər blok üçün izlənilməlidir. Fərdi blokları müvəffəqiyyətlə şifrələdikdə, son şifahi mətni yaratmaq üçün onlara birləşir. Addımlar aşağıdakılardır:

• Dəyirmi açar əlavə edin: Birinci düymə yaradılan (K0) ilə bir Xor funksiyası vasitəsilə dövlət serialında saxlanan blok məlumatlarını ötürürsünüz. Nəticədə növbəti mərhələyə giriş kimi nəticələnən dövlət massivini ötürür.

• Alt Bytes: Bu addımda, iki bərabər hissəyə bölünən, dövlət serialının hər bir baytını altıbucaqlıya çevirir. Bu hissələr, son vəziyyət serialının yeni dəyərlər yaratmaq üçün əvəzedici qutu (s-box) ilə örtülmüş satır və sütunlardır.

Caltech’in Kiber Təhlükəsizlik Bootcamp’a Sneak Peek

Pulsuz Vebinar | 21 sentyabr, cümə axşamı | 9 pm istən!

• Shift cərgələri: Bir-birləri arasında sıra elementlərini dəyişdirir. Birinci sıra atlayır. Elementləri ikinci sırada, sola bir mövqedə dəyişir. Ayrıca, elementləri üçüncü sıra ardıcıl olaraq sola ardıcıl olaraq dəyişdirir və son sıra üç mövqeyini sola dəyişir.

• Mix sütunları: sonrakı dövlət serialının yeni bir sütunu əldə etmək üçün dövlət sütunu olan hər sütun olan daimi bir matris ilə çoxalır. Bütün sütunlar eyni davamlı matris ilə çoxaldıqdan sonra, növbəti addım üçün dövlət serialını alırsınız. Bu xüsusi addım son turda edilməməlidir.

• Dəyirmi açar əlavə edin: Dövr üçün müvafiq açar, dövlət serialı ilə Xor’d, əvvəlki addımda əldə edilir. Bu son turdursa, nəticədə yaranan dövlət serialı xüsusi blok üçün şifrə açılır; başqa, növbəti tur üçün yeni dövlət massivi girişi kimi keçir.

İndi şifrələmə prosedurundan keçmək üçün lazım olan əsas addımları başa düşdünüz, bu nümunəni izləyin.

Yuxarıdakı görüntüdə gördüyünüz kimi, elan və şifrələmə əməliyyatlar başlamazdan əvvəl hex formatına açarları çevirir. Müvafiq olaraq, növbəti on tur üçün açarları aşağıda görə bilərsiniz.

Yuxarıda izah edilən eyni addımları izləməlisiniz, ardıcıl olaraq dövlət serialını çıxarır və növbəti mərhələyə giriş kimi çıxır. Addımlar aşağıdakılardır:

Clear Comptia, CEH və CISSP sertifikatları!

Kiber Təhlükəsizlik Mütəxəssisi Magistr Proqramı Proqramı araşdırın

• Dəyirmi düymə əlavə edin:

• Alt bayt: Tamamilə yeni bir dövlət serialını almaq üçün 16×16 s-box vasitəsilə elementləri ötürür.

Bu dövlət serialı indi bu xüsusi dövr üçün son şifrə mətnidir. Bu, növbəti tur üçün giriş olur. Açar uzunluğundan asılı olaraq, 10-cu turu tamamlayana qədər yuxarıdakı addımları təkrarlayırsınız, bundan sonra son şifahi mətni alırsınız.

İndi AES-in necə işlədiyini başa düşdüyünüz, bu şifrələmə alqoritminin bəzi tətbiqlərindən keçin.

Clear Comptia, CEH və CISSP sertifikatları!

Kiber Təhlükəsizlik Mütəxəssisi Magistr Proqramı Proqramı araşdırın

AES-in tətbiqləri nələrdir?

AES şifrələmə alqoritminin tətbiqləri aşağıdakılardır:

1. Simsiz təhlükəsizlik: Simsiz şəbəkələr, marşrutlaşdırıcı və müştəriləri identifikasiya etmək üçün inkişaf etmiş şifrələmə standartından istifadə edərək təmin edilir. WiFi şəbəkələri bu alqoritmə əsaslanan firmware proqramı və tam təhlükəsizlik sistemləri var və indi gündəlik istifadədədir.
2. Şifrəli tarama: AES, həm müştəri, həm də server sonundan veb server identifikasiyasını təmin etməkdə böyük rol oynayır. Həm simmetrik, həm də asimmetrik şifrələməsi ilə istifadə olunur, bu alqoritm SSL / TLS şifrələmə protokollarında həmişə sonu və məxfiliyinə baxmaq üçün kömək edir.

İndi AES şifrələməsinin tətbiqləri haqqında məlumat əldə etdiniz, onun sələfi, des şifrələmə alqoritmi üzərində yüksəltmələrinə nəzər yetirin.

AES və DES arasındakı fərqlər

Des alqoritmi

AES alqoritmi

Açar uzunluğu – 56 bit

Açar uzunluğu – 128, 192, 256 bit

Blok ölçüsü – 64 bit

Blok ölçüsü – 128 bit

Sabit yox. turların

Yox. əsas uzunluğundan asılı turlar

Daha yavaş və daha az etibarlıdır

Daha sürətli və daha etibarlı

Suallar

1. AES şifrələmə təhlükəsizdir?

AES şifrələməsi etibarlıdır; Bununla birlikdə, onun təhlükəsizliyi variantlarına görə dəyişir. Məsələn, qəddar güc metodlarından istifadə etməklə, 256 bit, demək olar ki, keçilməzdir, 52-bit DES açarı bir gündən az müddətdə çatlaya bilər.

2-ci.AES ən yaxşı şifrələmə metodudur?

Əsas uzunluq seçimlərinə görə AES şifrələməsi, rabitə təmin etmək üçün ən yaxşı seçim olaraq qalır. Şifrələmə alqoritmini çatlamaq üçün tələb olunan vaxt istifadə olunan açarın uzunluğu ilə birbaşa əlaqəlidir, i.e., 128 bit, 192-bit və 256 bit.

3-cü. AES şifrələməsi nədir?

AES, həssas məlumatları şifrələmək üçün dünyada aparat və proqram təminatında həyata keçirilir. Bu, hökumət kompüter təhlükəsizliyi, elektron məlumatların qorunması və kiberemə üçün bir simmetrik bir blok şifrəsidir.

4-ə. Daha yaxşıdır: RSA və ya AES?

RSA xeyli yavaş və AES-dən daha çox hesablama. RSA çox sayda və hesablamalarla məşğul olmalıdır, bu da yavaş edir. AES kvant kompüterləri ilə analiz qarşı etibarlı hesab olunur və ümumiyyətlə müxtəlif təşkilatlar tərəfindən istifadə olunur.

Əqrəb. AES istifadə etmək üçün pulsuzdur?

AES pulsuzdur və hər kəs istifadə edə bilər. Bir neçə ölkə ixrac məhdudiyyətlərini tətbiq etsə də, hər hansı bir şəxsi, ictimai, qeyri-kommersiya və ya kommersiya istifadəsi üçün istifadə üçün pulsuz olan açıq bir standartdır.

Əqrəb. AES nədir?

Qabaqcıl şifrləmə standartı ABŞ hökuməti tərəfindən seçilmiş simmetrik bir blok şifrüdür. Fərqli düymələri istifadə edərək fərdi blokları çevirir. Bu, hər kəsin gündəlik onlayn fəaliyyətlərindən istifadə etməyinizə imkan verən ən yaxşı şifrələmə protokollarından biridir.

Simplilearn sizə necə kömək edə bilər?

Bununla, təsir AES şifrələməsinin qlobal mərhələdə olduğunu gördünüz, bir çox sistemlə des çökməsi kimi etibarlı bir kanala ehtiyac duyur. Cybersecurity-də əhatə etmək üçün bir çox əsaslarla, kriptoqrafiya, kiberemə mütəxəssisi olaraq Excel üçün bir neçə mövzu vacib olsa da, ən vacib cəhətlərdən biridir.

SimpLilearn, kiberecurity-də karyeranıza başlamaq və ya tanıtmaq üçün lazım olan bütün bacarıqlarla təchiz etmək üçün hazırlanmış “kiberecurity mütəxəssisi” kursunu təklif edir. Heç bir akademik əvvəlcədən tələblər yoxdur və giriş modulu qarşıdakı kurs üçün yeni başlayanlar hazırlayacaq. Comptia Security +, CEH, CISM və CISSP kimi yüksək axtarılan sertifikatlar üçün təlim bu kursun başında, sənayedə təklif olunan ən yaxşı işlərə hazırlaşır.

Kiberecurity karyeranızı dəyişdirin və bu gün kiberecəmə baxımında qabaqcıl icra proqramımıza yazılmaqla sənaye hazır bir professional olun.

Rəy

Bu dərs vəsaiti AES şifrələməsinin, onun mənşəli və şifrələmə prosesi, tətbiqlərinə qədər olan və des alqoritmi ilə birbaşa müqayisə aparır. Ümid edirəm bu dərslik sizin üçün dəyərlidir.

Kiber təhlükəsizlik proqramında şifrəli və digər əsas anlayışlar və digər fundamental anlayışlar və bacarıqların kiber təhlükəsizlik proqramında qabaqcıl icra proqramı haqqında daha çox məlumat əldə etmək istəyirsinizsə, sizin üçün əla uyğun olmalıdır. Bu proqram kiberecurity-in bütün əsas və inkişaf etmiş aspektlərini əhatə edir və bu gün dünya səviyyəli kiberlik mütəxəssisi olmağınız lazım olan düzgün iş hazır məşqini təmin edir. Bu gün proqramı araşdırın.

Bu AES şifrələmə dərsliyi ilə bağlı bizim üçün hər hansı bir sualınız var? Xahiş edirəm bu təlimatın şərh bölməsində onları qeyd etməkdən çəkinməyin və mütəxəssislərimizin sizin üçün cavab verdiyinə görə xoşbəxt olardıq.

Müəllif haqqında

Baivab Kumar Jena

Baivab Kumar Jena, kompüter elmi mühəndisliyi məzunudur, o, C / C ++, Java və Python kimi bir çox kodlaşdırıcı dillərdə yaxşı bilinir.

Tövsiyə olunan proqramlar

Kiberlərdəki inkişaf etmiş bir proqram