प्रौद्योगिकी साझेदारी

[क्रिप्टोग्राफी] धारा-सिफरस्य मूलभूत-अवधारणाः

2024-07-12

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

स्ट्रीम-सिफर्स्-प्रवर्तनात् पूर्वं प्रथमं मूलभूतं पूर्वापेक्षां ज्ञान-बिन्दु-XOR-सञ्चालनं अवगच्छामः ।

1. अनन्य OR संचालन (XOR) .

संचालननियमाः : 0 इत्यस्य समानाः, 1 इत्यस्य भिन्नाः

विशेषताः : एकं बिट् द्विवारं XOR कृतम् अस्ति तथा च मूलबिट् मध्ये पुनः स्थापयितुं शक्यते ।

सादा पाठः ११००

कुञ्जी: ०१०१ (गुप्तकृतम्) २.

सिफर पाठः 1001

कुञ्जी : ०१०१ (विगुप्तीकरण) २.

सादा पाठः ११००

लाभ:एषा प्रतिवर्तनीयता XOR-सञ्चालनस्य उपयोगं एन्क्रिप्शन-विक्रिप्शन-रूपान्तरणयोः कृते कर्तुं शक्नोति ।

अभावः : १.यदि आक्रमणकारी कुञ्जीम् अनुमानं कर्तुं वा गृहीतुं वा शक्नोति तर्हि XOR मार्गेण तस्य विगुप्तीकरणं सुलभतया कर्तुं शक्यते ।

XOR-सञ्चालनस्य एकस्मिन् समये एन्क्रिप्शन-विगुप्तीकरणयोः उपयोगः कर्तुं शक्यते इति कारणं तस्य प्रतिवर्तनीयतायां वर्तते, परन्तु एषा अपि तस्य दोषः अस्ति सुरक्षा पूर्णतया कुञ्जी-गोपनस्य उपरि अवलम्बते

2. एकवारं पैड एल्गोरिदम् (OTP) .

(1) परिभाषा

एकसमय-पैड् (OTP) एकः धारा-सिफर-एल्गोरिदम् अस्ति, सिद्धान्ततः एतत् सुरक्षिततम-एन्क्रिप्शन-विधिषु अन्यतमम् इति मन्यते, बशर्ते यत् अस्य कार्यान्वयनम् अनेकानाम् प्रमुख-सिद्धान्तानां सख्यं अनुसरणं करोति:

1.  कीलः साधारणपाठस्य यावत् दीर्घः भवितुमर्हति: अस्य अर्थः अस्ति यत् प्रत्येकं एन्क्रिप्शनं कुञ्जीम् उपयुज्यते यस्य दीर्घता एन्क्रिप्टेड् क्रियमाणस्य सन्देशस्य समाना भवति ।

2.  कुञ्जी यथार्थतया यादृच्छिकं भवितुमर्हति: कीलस्य प्रत्येकं बिट् यादृच्छिकरूपेण उत्पन्नं भवेत्, विना किमपि प्रतिरूपं पूर्वानुमानं वा ।

3.  कीलस्य उपयोगः एकवारमेव भवितुमर्हति: एकमेव कुञ्जी बहुसन्देशानां गोपनार्थं न प्रयोक्तव्या, अन्यथा सन्देशसामग्री अनुमानयितुं सिफरपाठानां सहसम्बन्धस्य उपयोगः कर्तुं शक्यते ।

4.  कीलं गोपनीयं भवितव्यम्: तृतीयपक्षस्य प्रवेशं निवारयितुं कुञ्जीनां वितरणं भण्डारणं च अत्यन्तं सुरक्षितं भवितुमर्हति।

(2) लाभहानिः

लाभ:

  • कीलः यादृच्छिकरूपेण उत्पद्यते, एकवारमेव उपयुज्यते च
  • निःशर्तं सुरक्षितम्
  • एन्क्रिप्शन, डिक्रिप्शन च अतिरिक्तक्रियाः सन्ति, ये अधिकं कार्यक्षमाः सन्ति ।

अभावः : १.

  • कीलदीर्घता न्यूनातिन्यूनं साधारणपाठदीर्घतायाः यावत् दीर्घा भवति, येन कीलसाझेदारी कठिना भवति न तु व्यावहारिका ।

3. धारा-सिफरस्य परिभाषा

यदा जनाः एकवारं-पैड्-एन्क्रिप्शन-एल्गोरिदम्-अध्ययनं कुर्वन्ति तदा ते कील-प्रबन्धनस्य, दीर्घतायाः च समस्यानां समाधानं कर्तुं प्रयतन्ते । यदि कीलस्य लघुखण्डं एव प्रदातुं साधारणपाठस्य गोपनार्थं सर्वाणि कीलानि जनयितुं उपायः आसीत् तर्हि अस्य विचारस्य आधारेण धारा-सिफरस्य विकासः अभवत्

(1) धारासिफरस्य मूलविचारः

         धारा-सिफर-मध्ये, साधारणपाठस्य समानदीर्घतायाः छद्म-यादृच्छिक-कुंजी-धारा जनयितुं छद्म-यादृच्छिक-सङ्ख्या-जनरेटर् (PRNG) इत्यस्य माध्यमेन लघु-कुंजी (प्रायः बीजः अथवा आरम्भ-सदिशः इति उच्यते) उपयुज्यते ततः एतत् कीस्ट्रीम् साधारणपाठेन सह XOR कृत्वा सिफरपाठं उत्पाद्यते । तथैव, विगुप्तीकरणप्रक्रिया साधारणपाठं पुनः प्राप्तुं समानकुञ्जीधारा सह सिफरपाठं XOR करणीयम् ।

कुंजी kएकं कीलधारा जनयन्ति z=z_0z_1z_2...तथा च साधारणपाठतारानाम् तुलनां कर्तुं निम्नलिखितनियमानाम् उपयोगं कुर्वन्तु x=x_0x_1x_2...गोपनार्थं : १.
y=y_0y_1y_2...=Ez_0(x_0)Ez_1(x_1)Ez_2(x_2)...

सामान्यतया छद्म-यादृच्छिक-कुंजी-जननार्थं रेखीय-प्रतिक्रिया-शिफ्ट-पञ्जिकायाः ​​उपयोगः भवति । अत्र सिद्धान्तस्य चर्चा न भविष्यति।

(2) एल्गोरिदम प्रक्रिया

एन्क्रिप्शन-विगुप्तीकरण-प्रक्रिया निम्नलिखितरूपेण वर्णयितुं शक्यते ।

  • कीस्ट्रीम जनरेशन : एन्क्रिप्शन तथा डिक्रिप्शन पक्षयोः द्वयोः अपि छद्म-यादृच्छिक-सङ्ख्या-जनरेटर् (PRNG) आरम्भार्थं समान-कुंजी तथा आरम्भ-सदिशस्य (IV) उपयोगः भवति PRNG एकं कीलधारा निर्मातुं स्वस्य आन्तरिकस्थितेः आधारेण छद्म-यादृच्छिकबिट्-श्रृङ्खलां जनयति ।
  • एन्क्रिप्शन प्रक्रिया : प्रेषकः सिफरपाठं प्राप्तुं उत्पन्नकुंजीधारायां सादेपाठे च बिटवाइज् अनन्य OR (XOR) क्रियां करोति । XOR-क्रियायाः प्रकृतेः कारणात् एकमेव क्रिया भिन्न-भिन्न-बिट्-मध्ये प्रतिवर्तनीयं भवति ।
  • विगुप्तीकरणप्रक्रिया : ग्राहकः PRNG पुनः आरभते समानकुंजी IV च कृत्वा एन्क्रिप्टेड् करणसमये यथा कुञ्जीधारा जनयति । ततः ग्राहकः मूलसादापाठं पुनः प्राप्तुं कुञ्जीधारा सह सिफरपाठं XOR करोति ।

(3) स्ट्रीम सिफर डिजाइन सिद्धान्त

धारा-सिफरस्य डिजाइन-सिद्धान्ताः वास्तवतः एकं कीस्ट्रीम-जनरेटरं निर्मातुं केन्द्रीभवन्ति यत् विशिष्टसुरक्षागुणैः सह कीस्ट्रीम् उत्पादयितुं शक्नोति । कीलधाराक्रमस्य निम्नलिखितगुणाः भवेयुः ।

  1. विशाल चक्र : कुञ्जीधारायाः अवधिः पर्याप्तं दीर्घः भवितुमर्हति यत् कुञ्जीधारायाः समानस्य खण्डस्य पुनः उपयोगं निवारयति, यत् एन्क्रिप्टेड् दत्तांशेषु प्रतिमानं उजागरयिष्यति तथा च क्रिप्टोविश्लेषकाः भिन्नसन्देशानां समानतायाः भेदस्य च तुलनां कृत्वा आक्रमणं कर्तुं समर्थाः भविष्यन्ति सैद्धान्तिकरूपेण n-बिट् कीलस्थानस्य कृते आदर्शचक्रदीर्घता 2n-1 भवितुमर्हति । व्यवहारे दीर्घकालस्य अर्थः अस्ति यत् कीलधारा न्यूनतया पुनरावृत्तिः भवति, अतः क्रिप्टोप्रणाल्याः सुरक्षा वर्धते ।

  2. उत्तमाः सांख्यिकीयगुणाः : कीस्ट्रीम बिट्-समूहस्य यथार्थतया यादृच्छिक-क्रमः इव दृश्यताम्, अर्थात् 0s तथा 1s इत्येतयोः समानवितरणं, कस्यापि द्वयोः वा अधिकयोः क्रमशः बिट्-योः मध्ये स्वातन्त्र्यं, तथा च Predicted-प्रतिमानं वा आवधिकता वा नास्ति इति विविध-सांख्यिकीय-परीक्षाणां सन्तुष्टिः भवितुमर्हति उत्तमाः सांख्यिकीयगुणाः कुञ्जीधारायाः अप्रत्याशिततां सुनिश्चित्य सहायकाः भवन्ति, यत् धारासिफरसुरक्षायाः महत्त्वपूर्णः घटकः अस्ति ।

  3. रेखीय विश्लेषण के प्रतिरोध : एकः धारा-सिफरः रेखीय-विश्लेषणस्य प्रतिरोधकः भवितुम् अर्हति, यत्र क्रिप्ट-विश्लेषकः की-धारा-सादा-पाठस्य अथवा सिफर-पाठस्य च मध्ये रेखीय-सहसंबन्धं अन्विष्य कुञ्जीम् अथवा सादा-पाठं पुनः प्राप्तुं प्रयतते अस्य प्रायः आवश्यकता भवति यत् कीलधारा जनरेटरस्य निर्गमः अरैखिकः भवति, अथवा न्यूनातिन्यूनं पर्याप्ताः अरैखिकघटकाः सन्ति येन सरलरेखीयप्रणालीसमाधानविधयः कीलप्रवाहस्य अथवा कीलस्य एव अनुमानं न कुर्वन्ति