8.1. Axborot xavfsizligining texnik tizimlari va kriptografiyaning asosiy tushunchalari

Oldingi bobda axborotni tashkiliy muhofaza qilish ko'rib chiqilgan edi. Endi himoyaning texnik qismiga o'tamiz. Axborot xavfsizligining texnik tizimlari deganda axborotni himoya qilishga xizmat qiladigan dasturiy va apparat vositalar majmui tushuniladi. Ularni bajaradigan vazifasiga qarab bir necha guruhga ajratish qulay.

Birinchi guruh, kirishni boshqarish vositalari: ular kim qaysi resursdan foydalanishini nazorat qiladi (parol tizimlari, kirish huquqlarini boshqarish). Ikkinchi guruh, tarmoqni himoya qilish vositalari: xavfsizlik devori, hujumni aniqlash tizimlari. Uchinchi guruh, zararli dasturlarga qarshi vositalar: antivirus tizimlari, ular to'rtinchi va beshinchi boblarda o'rganilgan edi. To'rtinchi guruh, nazorat va qayd etish vositalari: jurnal yuritish, monitoring. Beshinchi guruh esa kriptografik himoya vositalaridir.

Kriptografik vositalarning boshqa guruhlardan tub farqi shundaki, ular axborotning o'zini o'zgartiradi. Xavfsizlik devori axborotga yo'lni to'sadi, antivirus zararli faylni aniqlaydi, kirish nazorati esa ruxsatni tekshiradi. Bu vositalarning barchasi axborot atrofida to'siq quradi. Kriptografiya boshqacha ishlaydi: u axborotni shunday shaklga keltiradiki, u qo'lga tushgan taqdirda ham begona shaxs uchun ma'nosiz bo'lib qoladi. Aynan shu sababli kriptografiya himoyaning oxirgi va eng ishonchli qatlami hisoblanadi: barcha tashqi to'siqlar yorib o'tilganda ham u ishlashda davom etadi.

Ushbu xususiyat amaliy jihatdan juda muhim. Masalan, agar tajovuzkor «Raqamli Yechim» serveridan ma'lumotlar bazasi faylini o'g'irlab ketsa, jismoniy va tarmoq himoyasi allaqachon yengilgan bo'ladi. Biroq baza shifrlangan bo'lsa, o'g'irlangan fayl kalitsiz foydasiz ma'lumotlar to'plamiga aylanadi. Shu ma'noda kriptografiya boshqa himoya vositalarini almashtirmaydi, balki ularning barchasi ishlamay qolgan holat uchun zaxira himoya bo'lib xizmat qiladi.

Kriptografiya (yunoncha kryptos, ya'ni yashirin va grapho, ya'ni yozaman) axborotni shunday o'zgartirish usullarini o'rganadigan fan bo'lib, uning maqsadi axborotni faqat qonuniy oluvchi tiklay olishini ta'minlashdir. Kriptografiya bilan chambarchas bog'liq bo'lgan yana bir soha kriptotahlil (cryptanalysis) deb ataladi: u shifrni kalitni bilmasdan buzish usullarini o'rganadi. Bu ikki soha birgalikda kriptologiya deb yuritiladi.

Kriptografiyaning asosiy atamalari quyidagilardan iborat. Ochiq matn (plaintext) shifrlanishi kerak bo'lgan dastlabki xabar. Shifrmatn (ciphertext) ochiq matnni shifrlash natijasi. Shifrlash (encryption) ochiq matnni shifrmatnga o'zgartirish jarayoni, shifrni ochish (decryption) esa unga teskari jarayon, ya'ni shifrmatndan ochiq matnni tiklash. Kalit (key) shifrlash algoritmining maxsus parametri bo'lib, aynan u o'zgartirishning qaysi variantda amalga oshirilishini belgilaydi. Kriptotizim (cryptosystem) esa algoritm va kalitdan iborat yaxlit tizimdir (8.2-rasm).

Bu yerda muhim bir farqni ajratib olish kerak. Shifrni ochish va deshifrlash bir xil emas. Shifrni ochish qonuniy jarayon bo'lib, u kalit yordamida bajariladi. Deshifrlash esa kalitni bilmasdan turib ochiq matnni tiklashga urinish, ya'ni kriptotahlilga tegishli va u kriptotizimni buzish hisoblanadi. Kirish voqeasida Tyuring va uning hamkasblari aynan deshifrlash bilan shug'ullangan edi.

Kriptografiyaning eng muhim tamoyillaridan biri XIX asrda golland tadqiqotchisi Kerkgoff tomonidan ifodalangan. Unga ko'ra kriptotizimning xavfsizligi faqat kalitning maxfiyligiga tayanishi kerak, shifrlash algoritmi esa ochiq bo'lishi mumkin va bo'lishi ham kerak. Klod Shennon bu fikrni yanada keskinroq ifodalagan: «Dushman tizimni biladi» deb faraz qilish lozim.

Bu tamoyil dastlab g'alati tuyulishi mumkin: algoritmni ham yashirsak, himoya kuchliroq bo'lmaydimi? Amalda aksincha bo'ladi. Birinchidan, algoritm ertami-kechmi ma'lum bo'ladi: qurilma qo'lga tushadi, dastur tahlil qilinadi yoki xodim uni oshkor qiladi. Agar butun himoya algoritm siriga tayangan bo'lsa, u bir zumda qulaydi. Ikkinchidan, ochiq algoritm dunyodagi minglab mutaxassislar tomonidan tekshiriladi va uning zaifliklari topilib, bartaraf etiladi. Yashirin algoritm esa bunday sinovdan o'tmaydi, shuning uchun undagi xato uzoq vaqt sezilmay qolishi mumkin.

Uchinchidan, kalitni almashtirish oson, algoritmni almashtirish esa qiyin. Agar kalit oshkor bo'lsa, uni yangisiga almashtirib, tizimni ishlatishda davom etish mumkin. Algoritm buzilsa, butun tizimni qayta qurishga to'g'ri keladi. Aynan shu sababli zamonaviy amaliyotda AES, RSA kabi ochiq va yaxshi o'rganilgan algoritmlardan foydalaniladi, o'z algoritmini yaratishga urinish esa jiddiy xato hisoblanadi.

Ko'pchilik kriptografiyani faqat shifrlash, ya'ni maxfiylikni ta'minlash bilan bog'laydi. Aslida uning vazifalari kengroq va ular birinchi bobda ko'rilgan axborot xavfsizligi xossalari bilan bevosita bog'lanadi (8.3-rasm).

Maxfiylikni ta'minlash shifrlash orqali, ya'ni simmetrik va ochiq kalitli kriptotizimlar yordamida amalga oshiriladi. Yaxlitlikni ta'minlash xesh-funksiyalar va xabar autentifikatsiya kodlari (MAC) orqali bajariladi: ular ma'lumot o'zgartirilgan yoki o'zgartirilmaganini aniqlash imkonini beradi. Autentifikatsiya, ya'ni tomonning haqiqiyligini tekshirish kriptografik protokollar asosida ishlaydi. Nihoyat, rad eta olmaslik xossasi elektron raqamli imzo orqali ta'minlanadi: u imzolovchining keyinchalik «men imzolamadim» deb tonishiga yo'l qo'ymaydi. Muhim jihat shundaki, oxirgi xossani faqat ochiq kalitli kriptografiya vositalari bilan ta'minlash mumkin.

Kriptografiyani ikki yaqin tushunchadan farqlash kerak. Kodlash (coding) ham ma'lumotni boshqa shaklga o'zgartiradi, biroq buning maqsadi maxfiylik emas, qulaylik yoki uzatishga moslashtirishdir, sxema esa hammaga ochiq bo'ladi (masalan, matnni ASCII kodlariga o'girish). Steganografiya (steganography) esa xabarni yashirish emas, uning mavjudligini yashirish bilan shug'ullanadi: masalan, maxfiy matn oddiy rasm fayli ichiga berkitiladi. Kriptografiyada xabar borligi ko'rinib turadi, biroq mazmuni tushunarsiz; steganografiyada esa xabar borligi ham sezilmaydi.