გენეტიკური ალგორითმების გამოყენება სიმეტრიული კრიპტოალგორითმების ასაგებად

ავტორი: ლევანი ნიკოლეიშვილი
საკვანძო სიტყვები: გენეტიკური ალგორითმები, კრიპტოგრაფია, კრიპტოგრაფიული ალგორითმები, ბლოკური შიფრები
ანოტაცია:

დღეს, ინფორმაციის ხანაში, ინფორმაციის გაზიარება და გადაცემა მნიშვნელოვან როლს თამაშობს ყოველდღიურ ცხოვრებაში. ინტერნეტის პოპულარიზაციით და ელ. კომერციული ტრანზაქციების ექსპონენციალური გაზრდით, უსაფრთხოება გახდა ინტერნეტში ‘მოძრავი’ ნებისმიერი ინფორმაციის გარდაუვალი და განუყოფელი ნაწილი. მონაცემთა მთლიანობამ, კონფიდენციალობამ, ავთენტურობამ, უტყუარობამ მოიპოვა უზარმაზარი მნიშვნელობა და წარმოადგენენ ინფორმაციის უსაფრთხოების მნიშვნელოვან კომპონენტებს. ინტერნეტში კომუნიკაციისას არსებობს უამრავი რისკი, რომელმაც შესაძლოა დაარღვიოს ნებისმიერი ზემოთ ჩამოთვლილი კომპონენტი. კრიპტოგრაფია არის შეტყობინებების კოდირებისა და დეკოდირების ტექნიკა, რომ მათი ინტერპრეტაცია და გაგება შეუძლებელი იყოს ვინმესთვის, გარდა გამგზავნისა და მიმღებისა. გენეტიკური ალგორითმი (GA), მისი მედეგობის გამო, არის ძლიერი ინსტრუმენტი ოპტიმიზაციის პრობლემების გადასაჭრელად. ის არ ტყდება მაშინაც კი, თუ შეყვანილი ინფორმაცია არის ოდნავ შეცვლილი ან არსებობს ‘ხმაური’ (გადაცემულ ინფორმაციაში ბიტების დონეზე დაზიანება/ცვლილება). GA მნიშვნელოვნად სარგებლიანი და ოპტიმალურია არაწრფივ, n განზომილებიან სივრცეში არსებულ დიდი ინფორმაციიდან სხვადასხვა მონაცემების ძიებასა და გაფილტვრაში, მაგრამ ძალიან ცოტა ნაშრომი არსებობს მისი კრიპტოგრაფიულ ალგორითმებში გამოყენების შესახებ. მაგალითად, ჰოუკმა [Mohammad Sazzadul Hoque] წარმოადგინა შეჭრის გამოვლენის სისტემა [intrusion detection system] GA–ს გამოყენებით, სხვადასხვა სახის ქსელში შეჭრის ეფექტურად გამოვლენის მიზნით. სწორედ გენეტიკური ალგორითმის ევოლუციური თეორია/თვისება და კლასიფიკაციის წესების მიღება გახდა მიზეზი მონაცემების (traffic) გაფილტვრის სირთულის შესამცირებლად, რომელზეც კიდევ არაერთი ნაშრომი გამოქვეყნდა. ამ ნაშრომში ჩვენ შევეცადეთ გვეპოვა გენეტიკური ალგორითმის გამოყენების გზები კრიპტოალგორითმის ასაგებად და გაგვეკეთებინა მისი პროგრამული იმპლემენტაცია. ჩვენი კრიპტოალგორითმი წარმოადგენს პოლიალფავიტურ ბლოკურ შიფრს, რომელიც შეტყობინების კოდირება/დეკოდირებისას, გარდა სიმეტრიული გასაღებისა, იყენებს ფსევდო-შემთხვევით რიცხვების გენერატორსა (წრფივი კონგრუენტული გენერატორი) და გენეტიკურ ოპერაციებს - კერძოდ, გადანაცვლებას (crossover) და მუტაციას (mutation). გენერატორისა და ოპერაციებისთვის საჭირო პარამეტრები ასევე წარმოადგენს გასაღების ნაწილს, რომელიც მხოლოდ შეტყობინების გამგზავნისთვის და მიმღებისთვისაა ცნობილი. ეს ყოველივე, რა თქმა უნდა, კიდევ უფრო მედეგს ხდის კრიპტოალგორითმს.