İçeriğe atla

Uluslararası Veri Şifreleme Algoritması

Uluslararası Veri Şifreleme Algoritması

Uluslararası Veri Şifreleme Algoritması (IDEA) (İngilizce: International Data Encryption Algorithm), 1991 yılında Xuejia Lai ve James Massey tarafından tasarlanmış bir blok şifreleme algoritmasıdır. Bilinen en güçlü algoritmalardandır.[1][2]

IDEA, şifrelenecek olan 64 bitlik metin ve 128 bitlik anahtarı kullanarak 64 bitlik şifrelenmiş metni oluşturur. IDEA algoritması çeşitli matematiksel işlemlerin karışımından oluşmaktadır. Bu işlemler çarpma, toplama ve xor gibi matematiksel işlemlerdir.

IDEA şifreleme şemasında kullanılan anahtarların üretimi ve şifreleme – deşifreleme işlemleri aşağıdaki gibi yapılır.

Anahtar Üretimi

128 bit uzunluğunda K = k1 ... k128 kullanılarak 52 adet 16 bit uzunluğunda Ki(r) alt anahtar bloklarını elde edebilmek için;

1.) K1(1) ... K6(1), K1(2) ... K6(2), ..., K1(8) ... K6(8), K1(9) ... K4(9) alt anahtar grupları sıralanır.

2.) K 8 adet 16 bit uzunluğunda bloğa ayrılarak ilk 8 alt anahtar olarak tanımlanırlar.

3.) K dairesel olarak 25 bit sola kaydırılır, sonuç 8 bloğa bölünerek yeni 8 alt anahtar yaratılmış olur. 52 alt anahtarın tümü yaratılıncaya kadar bu işleme devam edilir.

Şifreleme Algoritması

M=m1 ... m64 mesajını yukarıdaki algoritmayı kullanarak oluşturulan K = k1 ... k128 anahtarı ile şifrelemek için;

1.) (X1, X2, X3, X4 ) ← (m1 ... m16, m17 ... m32, m33... m48, m49... m64 )

2.) for r=1 to 8 do

     a.) X1 ← X1 ⊙ K1(r), X4 ← X4⊙ K4(r), X2 ← X2 ⊞ K2(r), X3 ← X3 ⊞ K3(r) 
     
     b.) t0 ← K5(r)⊙ (X1  ⊕  X3 ), t1← K6(r)⊙ (t0 ⊞ (X2 ⊕  X4 ) ), t2 ← t0 ⊞ t1
 
     c.)  X1 ← X1 ⊕ t1, X4 ← X4⊕ t2, a ← X2 ⊕ t2, X2 ← X3⊕ t1, X3 ← a

3.) Y1 ← X1 ⊙ K1(9), Y4← X4 ⊙ K4(9), Y2 ← X3 ⊞ K2(9), Y3 ← X2 ⊞ K3(9)

4.) Y=(Y1, Y2, Y3, Y4 ) şifrelenmiş metni elde edilir.

Deşifreleme Algoritması

Şifreleme de uygulanan işlemlerin ters işlemleri uygulanarak aynı algoritma kullanılarak şifre çözümleme işlemi yapılabilmektedir.

K1(r) şifreleme alt anahtarlarından;

r. devirK'1(r)K'2(r)K'3(r)K'4(r)K'5(r)K'6(r)
r=1(K1(10-r))-1-K2(10-r)-K3(10-r)(K4(10-r))-1K5(9-r)K6(9-r)
2<=r<=8(K1(10-r))-1-K3(10-r)-K2(10-r)(K4(10-r))-1K5(9-r)K6(9-r)
r=9(K1(10-r))-1-K2(10-r)-K3(10-r)(K4(10-r))-1---------------

yardımıyla elde edilecek olan K'i(r) alt anahtarları kullanılırsa deşifreleme işlemi gerçekleştirilmiş olur.

Avantajları

  1. Algoritmalar hızlıdır.
  2. Algoritmaların donanımla gerçeklenmesi kolaydır.
  3. "Gizlilik" güvenlik hizmetini yerine getirir.

Dezavantajları

  1. Ölçeklenebilir değil.
  2. Güvenli anahtar dağıtımı zor.
  3. "Bütünlük" ve "kimlik doğrulama" güvenlik hizmetlerini gerçeklemek zor.

Kaynakça

  1. ^ "International Data Encryption Algorithm" (İngilizce). princeton.edu. 7 Nisan 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 4 Mayıs 2013. 
  2. ^ "IDEA (International Data Encryption Algorithm)" (İngilizce). quadibloc. 4 Aralık 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 4 Mayıs 2013. 

Dış bağlantılar

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">AES</span> Şifreleme standartı

AES, elektronik verinin şifrelenmesi için sunulan bir standarttır. Amerikan hükûmeti tarafından kabul edilen AES, uluslararası alanda da defacto şifreleme (kripto) standardı olarak kullanılmaktadır. DES'in yerini almıştır. AES ile tanımlanan şifreleme algoritması, hem şifreleme hem de şifreli metni çözmede kullanılan anahtarların birbiriyle ilişkili olduğu, simetrik-anahtarlı bir algoritmadır. AES için şifreleme ve şifre çözme anahtarları aynıdır.

<span class="mw-page-title-main">DES</span>

Açılımı Data Encryption Standart olan simetrik şifreleme algoritmasıdır. 1997'de resmi bilgi şifreleme standardı olarak kabul edilirken, 2000'de yerini AES'e bırakmıştır.

Blowfish, Bruce Schneier tarafından 1993 yılında tasarlanmış, çok sayıda şifreleyici ve şifreleme ürününe dahil olan; anahtarlanmış, simetrik bir Block Cipher dir. Blowfish ile ilgili olarak şu ana kadar etkin bir şifre çözme analizi var olmasa da, artık AES ya da Twofish gibi daha büyük ebatlı öbek şifreleyicilerine daha fazla önem verilmektedir.

Döngüsel artıklık denetimi, çoğunlukla sayısal şebekelerde ve depolama cihazlarında kullanılan ve ham veride yapılan hatalı değişimleri algılayan, uygulaması kolay ve güvenliği güçlü bir hata bulma yöntemidir.

<span class="mw-page-title-main">Simetrik anahtar algoritmaları</span>

Simetrik anahtar algoritmaları aynı ya da benzer kripto-grafik şifreleri kullanarak hem şifreleme hem de deşifreleme yapan bir kripto-grafik algoritma grubudur. Şifreler ya birebir aynı ya da basit bir yöntemle birbirine dönüştürülebilir olmalıdır. Pratikte anahtarlar gizli bağlantının devam ettirilmesinde kullanılan iki ya da daha fazla taraf ile paylaşılmış bir şifreyi temsil ederler. Açık anahtarlı şifrelemeye göre ana dezavantajlarından biri iki partinin de gizli anahtara erişiminin olması gerekliliğidir.

Kriptografide blok şifreleme, blok olarak adlandırılmış sabit uzunluktaki bit grupları üzerine simetrik anahtar ile belirlenmiş bir deterministik algoritmanın uygulanmasıdır. Blok şifreleme birçok kriptografik protokol tasarımının önemli temel bileşenlerindendir ve büyük boyutlu verilerin şifrelemesinde yaygın biçimde kullanılmaktadır.

Blum–Goldwasser Kriptosistem veya Blum-Goldwasser şifreleme sistemidir. 1984 yılında Manuel Blum ve Şafi Goldwasser tarafından önerilen bir asimetrik anahtar şifreleme algoritmasıdır. Bulum-Goldwasser bilinen en verimli kripto sistemlerden biridir. RSA ile hız ve mesaj genişlemesi açısından kıyaslanabilir. Bu şifreleme algoritmasında rastgele sayı üretmek için Blum Blum Shub rastgele sayı üretme algoritması kullanılır. Büyük sayıların asal çarpanlarına ayrılma probleminin çözülemezliği kabulüne dayanan bir şifreleme algoritmasıdır.

Probabilistik kriptosistem şifreleme algoritması içinde rastgeleselliğin kullanımıdır böylece aynı mesaj birçok kez şifrelendiğinde genel olarak farklı şifreli metinler üretecektir.

Kasumi, UMTS, GSM, GPRS gibi mobil sistemde kullanılan bir blok şifrelemedir. Bir telefon konsorsyumu ve mobil dünyaya yön veren bir grup projesi olan 3GPP için tasarlanmıştır. KASUMI adını orijinal Japoncadaki pus anlamına gelen kelimeden alır. UMTS yani 3G sistemlerde bütünlük ve gizlilik için kullanılır. GSM'de A5/3 anahtar dizisi oluşturmak için, GRPS’de ise GEA3 anahtar dizisi oluşturmak için kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Üçlü DES</span>

Üçlü DES , 1978 yılında IBM tarafından geliştirilmiş olan bir şifreleme algoritmasıdır. Kaba Kuvvet(Brute Force) saldırılarına karşı koymakta zorlanan DES(Data Encryption Standart, Veri Şifreleme Standardı) algoritmasının üzerine geliştirilmiştir. Öncelikle DES algoritmasının en zayıf noktası olan S-Kutuların(S-Boxes) açıkları giderildi. Ardından bu algoritma art arda üç defa işleme konarak, 3DES algoritması oluşturuldu.

Matematiksel modellerin çözümünde kullanılır. Model kısıtlarından en az birisinin = veya => olması gerekir. Bu çözüm yönteminin bir türevide iki aşamalı yöntemdir. Büyük M yönteminde amaç satırındaki katsayılar M katsayısını alırlar. M katsayısı model içerisindeki hiçbir katsayının ulaşamayacağı kadar büyük bir sayı kabul edilmektedir.

Kriptografide ilişkili-anahtar saldırısı; değerleri başlangıçta bilinmeyen ancak anahtarları bağlayan bazı matematiksel bağıntıların saldırgan tarafından bilindiği, birkaç farklı anahtar altında çalışan bir şifrenin saldırgan tarafından gözlemlenebildiği bir tür kripto analiz yöntemidir. Örneğin; saldırgan başta bitlerin ne olduğunu bilmese de anahtarın son 80 bitinin her zaman aynı olduğunu biliyor olabilir. Bu ilk bakışta gerçekçi olmayan bir örnektir; saldırganın şifreleme yapan kişiyi, şifresiz bir metni birbirleriyle ilişkili çok sayıda gizli anahtar ile şifrelemeye ikna etmesi neredeyse imkânsızdır.

<span class="mw-page-title-main">Anahtar çizelgesi</span>

Kriptografide ürün şifreleri, verilerin (de)şifrelenmesinin genelde çevrimlerin iterasyonu ile yapıldığı belirli türdeki şifrelemelerdir. Çevrim sabiti olarak adlandırılan çevrime özgü sabit değerler ve çevrim anahtarı olarak adlandırılan şifre anahtarından türetilmiş çevrime özgü veriler haricinde her bir çevrim için kurgu genellikle aynıdır. Anahtar çizelgesi, tüm çevrim anahtarlarını anahtardan hesaplayan bir algoritmadır.

<span class="mw-page-title-main">Tek anahtarlı mesaj doğrulama kodu</span>

Tek anahtarlı mesaj doğrulama kodu, CBC-MAC algoritmasına benzer bir blok şifresinden oluşturulan bir mesaj kimlik doğrulama kodudur.

Kriptografide, biçim korumalı şifreleme, çıktı ve giriş aynı formatta olacak şekilde şifreleme anlamına gelir. "Biçim" in anlamı değişir. Biçimin anlamı için tipik olarak sadece sonlu alanlar tartışılır, örneğin:

Kriptografide, ilklendirme vektörü kısaca İV ya da ilklendirme değişkeni, tipik olarak rastgele veya sözde rassal olması gereken bir şifreleme temelinin sabit boyuta sahip olan girdisidir. Bu rastgelelik, şifreleme işlemlerinde anlamsal güvenliği sağlamak için çok önemlidir. Anlamsal güvenlik tek bir şifreleme yönteminin aynı anahtar ile tekrar tekrar kullanılmasının şifrelenmiş mesajın bölümleri arasındaki ilişkileri çıkarmasına izin vermediği bir özelliktir. Blok şifreleri için, İV kullanımı çalışma kipleri ile açıklanmaktadır. Ayrıca, evrensel hash fonksiyonları ve buna dayanan mesaj kimlik doğrulama kodları gibi diğer temel öğeler için de rastgeleleştirme gereklidir.

<span class="mw-page-title-main">Twofish</span> Blok şifreleme algoritması

Kriptografide Twofish, 128 bit ve 256 bite kadar anahtar boyutlarına sahip simetrik bir anahtar blok şifresidir. Advanced Encryption Standard yarışmasının beş finalistinden bir tanesiydi, ancak standardizasyon için seçilmedi. Twofish, Blowfish'in önceki blok şifrelesi ile ilgilidir.

LEA, Hafif şifreleme algoritması(lea olarak da bilinir), 2013 yılında Güney Kore tarafından büyük veri ve bulut bilişim gibi yüksek hızlı ortamlarda ve ayrıca IoT cihazları ve mobil cihazlar gibi hafif ortamlarda gizlilik sağlamak için geliştirilen 128 bitlik bir blok şifrelemedir. LEA'nın 3 farklı anahtar uzunluğu vardır. 128,192 ve 256 bit. LEA, verileri çeşitli yazılım ortamlarında en yaygın olarak kullanılan blok şifresi olan AES'ten yaklaşık 1,5 ila 2 kat daha hızlı şifreler.

Kriptografide Lucifer, Horst Feistel ve IBM'deki meslektaşları tarafından geliştirilen en eski sivil blok şifrelerin birçoğuna verilen addı. Lucifer, Veri Şifreleme Standardının doğrudan öncüsüydü. Alternatif olarak DTD-1 olarak adlandırılan bir sürüm, 1970'lerde elektronik bankacılık için ticari kullanım gördü.