İnformasiyanın qorunması və kriptoqrafiya

Tarixçi Svetoninin yazdığına görə, Roma sərkərdəsi Yuli Sezar gizli məktublarında hər hərfi əlifbada 3 mövqe sonrakı hərflə əvəz edirdi: A əvəzinə D, B əvəzinə E yazırdı. Məktubu ələ keçirən düşmən mənasız hərflər görürdü, qaydanı bilən adam isə onu asanlıqla oxuyurdu. Bu sadə üsul bu gün də DİM-in qəbul imtahanında yaşayır: 2025–2026-cı illərin dörd imtahanının üçündə Sezar üsulu ilə bağlı tapşırıq olub. Bank kartlarını, mesajlaşma proqramlarını və elektron imzanı qoruyan müasir üsullar isə eyni fikrin — açar ilə şifrləmənin — inkişafıdır.

İnformasiyanın qorunması: məqsədlər və üsullar

Qorunan informasiyanın üç əsas xassəsi var. Hücumların hər biri bunlardan heç olmasa birini pozur:

Qoruma üsulları üç qrupa bölünür. Hüquqi üsullar qanunlardır: icazəsiz giriş, məlumat oğurluğu cinayət sayılır. Təşkilati üsullar — iş qaydaları: kimin hansı otağa və hansı sənədə girişi var, parollar necə saxlanır. Texniki üsullar isə fiziki (kilid, mühafizə), aparat (açar kartı, barmaq izi oxuyucusu) və proqram vasitələridir: parol və giriş hüquqları, antivirus, şəbəkə ekranı (firewall), ehtiyat nüsxə və şifrləmə. Dərsin qalan hissəsi sonuncuya — kriptoqrafiyaya həsr olunub.

Sezar üsulu: sürüşdürmə şifri

Sezar üsulunda açıq mətnin hər hərfi əlifbada k mövqe sağa sürüşdürülür; k ədədi açardır (DİM-in dili ilə — sürüşdürmə əmsalı). Əlifba dövridir: sonuncu hərfdən sonra yenidən birinci gəlir, ona görə ingilis əlifbasında k = 3 olanda X → A, Y → B, Z → C olur. Deşifrləmə üçün hərflər k mövqe sola sürüşdürülür. Tapşırıqda hansı əlifbanın işlədildiyi həmişə göstərilir:

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ           n = 26
abcçdeəfgğhxıijkqlmnoöprsştuüvyz     n = 32
0123456789                           n = 10

Hərfləri 0-dan başlayaraq nömrələsək (A = 0, B = 1, …, Z = 25), qaydanı düsturla yazmaq olar:

DİM tapşırıqları: müxtəlif sürüşdürmələr və naməlum açar

Real imtahan tapşırıqlarında qayda adətən mürəkkəbləşdirilir: hərflər bir tərəfə, rəqəmlər başqa tərəfə sürüşdürülür; böyük və kiçik hərflərin öz açarı olur; bəzən şifr tərsinə yazılır və yenidən şifrlənir, açarı isə tapmaq lazım gəlir. Hamısı eyni alqoritmlə həll olunur:

1. 1
   Simvolun qrupunu təyin edin

   Hər simvol üçün soruşun: böyük hərfdir, kiçik hərfdir, yoxsa rəqəm? Hər qrupun öz əlifbası (26 və ya 10) və öz açarı var.

2. 2
   İstiqaməti çevirin

   Deşifrləmə üçün hər qrupun sürüşdürməsini əks tərəfə edin: «sağa 8» → «sola 8».

3. 3
   Dövrü nəzərə alın

   Əlifbanın sonundan başına (və ya əksinə) keçid ola bilər: mod 26 və ya mod 10.

4. 4
   Variantları yoxlayın

   Hər simvolu ayrıca hesablayın və variantları bir-iki simvola görə tez ayıklayın.

Açar məlum deyilsə, onu bir cüt uyğun hərfdən tapmaq olar. İki ardıcıl Sezar şifrləməsi isə bir şifrləməyə bərabərdir:

Sezar üsulu çox zəifdir: ingilis əlifbasında cəmi 25 faydalı açar var və kompüter hamısını bir anda yoxlayır. Aşağıdakı proqram şifrləyir, deşifrləyir və açarı «kobud güclə» — bir-bir yoxlamaqla tapır:

def caesar(text, k, alphabet='abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'):
    n = len(alphabet)
    result = ''
    for ch in text:
        if ch in alphabet:
            result += alphabet[(alphabet.index(ch) + k) % n]
        else:
            result += ch
    return result

secret = caesar('planet', 3)
print(secret)
print(caesar(secret, -3))

az = 'abcçdeəfgğhxıijkqlmnoöprsştuüvyz'
print(len(az), caesar('üzüm', 5, az))

# brute force: try the keys one by one
for k in range(1, 4):
    print(k, caesar('dqfkru', -k))

sodqhw
planet
32 bdbr
1 cpejqt
2 bodips
3 anchor

def caesar(text, k):
    alphabet = 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'
    result = ''
    for ch in text:
        if ch in alphabet:
            result += alphabet[(alphabet.index(ch) + k) % 26]
        else:
            result += ch
    return result

# decrypt 'wkh fdvsldq vhd' and print it

the caspian sea

Digər şifrlər, simmetrik və asimmetrik şifrləmə

Sezar üsulu əvəzetmə şifrlərinin ən sadəsidir: hər hərf başqa hərflə əvəz olunur. Ümumi əvəzetmə şifrində açar bütöv cədvəldir (A → Q, B → W, …), ona görə açarların sayı çox böyükdür, amma şifr yenə də sındırılır: ingilis mətnində ən çox rast gələn hərf E-dir və şifrdə ən çox təkrarlanan hərf, çox güman, E-ni əvəz edir (tezlik analizi). Yerdəyişmə şifrlərində isə hərflər dəyişmir, yalnız yerləri qarışdırılır — DİM tapşırıqlarındakı «tərs yazılış» da belə çevirmədir.

İndiyə qədərki bütün şifrlərdə şifrləmə və deşifrləmə üçün eyni açar işlədilir — bu, simmetrik şifrləmədir. Onun çətinliyi açarı qarşı tərəfə gizli çatdırmaqdır. Asimmetrik şifrləmədə hər istifadəçinin iki açarı var: hamıya verilən açıq açar və heç kimə verilməyən gizli (şəxsi) açar. Leylanın açıq açarı ilə şifrlənmiş mesajı yalnız Leylanın gizli açarı açır.

Kibercinayətkarlıq

Kibercinayətkarlıq kompüterlər, şəbəkələr və internet vasitəsilə və ya onlara qarşı törədilən cinayətlərdir. Bu əməllərə görə qanunla (Azərbaycanda — Cinayət Məcəlləsi ilə) cəza nəzərdə tutulur. Əsas növlər: