Acumen:
International Journal of
Multidisciplinary Research
ISSN: 3060-4745
IF(Impact Factor)10.41 / 2024
Volume 2, Issue 4
180
Acumen: International Journal of Multidisciplinary Research
YANGI KRIPTOBARDOSHLI KALIT GENERATSIYALASH USULINI
ISHLAB CHIQISH
Allanazarova Davlatoy Farxod qizi
TerDU, 2-bosqich magistranti
Annotatsiya
: Kvant hisoblash texnologiyalari rivojlanishi fonida mavjud
kriptotizimlarning zaifliklarini bartaraf etish dolzarb masalaga aylandi. Ushbu
maqolada Galois maydonlariga asoslangan, SHA-3 bilan aralashtirilgan va
tasodifiylikni kuchaytiruvchi PRNG asosidagi yangi kriptobardoshli kalit
generatsiyalash algoritmi ishlab chiqildi. Yangi algoritmda asosiy yangilik sifatida: (1)
GF(2^256) da tasodifiy polinomial asosda kalit bitlarini hosil qilish, (2) kvant
hujumlariga qarshi bardoshlilikni oshirish uchun SHA-3 sponge-funksiyasidan
foydalanish, (3) NIST SP 800-22, Dieharder, va ENT statistik testlari orqali kalit
sifatini baholash yondashuvi taklif etilgan. Ushbu yondashuv klassik va kvant
kriptoanaliz usullariga nisbatan sinovdan o‘tkazilib, bardoshlilik ko‘rsatkichlari
taqqoslandi. Tadqiqot muallifi tomonidan ishlab chiqilgan kalit generatsiyasi moduli
Python tilida amalga oshirilib, ochiq manbali test muhitida sinovdan o‘tkazildi.
Mazkur yechim zamonaviy post-kvant xavfsizlik talablariga mos innovatsion
yondashuv sifatida tavsiya etiladi.
Kalit so‘zlar:
post-kvant kriptografiya, PRNG, Galois maydonlari, SHA-3,
kalit generatsiyasi
Axborot xavfsizligini ta’minlovchi kriptotizimlar ishlatilayotgan kalitlarning
ishonchliligi va bardoshliligiga bog‘liq. Mavjud RSA, ECC kabi tizimlar Shor
algoritmi asosidagi kvant hujumlariga qarshi zaif bo‘lib qolmoqda. Shu boisdan post-
kvant bardoshli kalit generatsiyasi usullarini ishlab chiqish zarurati yuzaga kelmoqda.
Maqola doirasida kombinatsiyalashgan (PRNG + GF + SHA-3) yondashuvi asosida
kalitlar generatsiyasi ishlab chiqildi va ularning xavfsizligi chuqur tahlil qilindi.
Materiallar va usullar. Kalit generatsiyasi algoritmi komponentlari
1.
PRNG (Pseudo-Random Number Generator):
Acumen:
International Journal of
Multidisciplinary Research
ISSN: 3060-4745
IF(Impact Factor)10.41 / 2024
Volume 2, Issue 4
181
Acumen: International Journal of Multidisciplinary Research
•
Linear Feedback Shift Register (LFSR) asosida boshlang‘ich ketma-ketlik
olinadi.
•
Masalan, boshlang‘ich vektor: 1011010001011010
•
Keyingi bitlar xor operatsiyasi orqali hosil qilinadi:
b(t+1) = b(t)
⊕
b(t-3)
⊕
b(t-7)
2.
Galois maydonida polinomial asos:
•
Kalitning bitlari quyidagicha yaratiladi:
Bu yerda
P(x) — GF(2^256)
dagi irreduktib polinom, masalan:
3.
SHA-3 bilan aralashtirish:
•
Yuqoridagi kalitni SHA3-512 orqali "sponge" strukturasida aralashtiramiz:
import hashlib
key = hashlib.sha3_512(raw_key).digest()
Kriptotahlil test usullari.
Kalit sifatini quyidagi usullar orqali baholadik:
Test nomi
Maqsadi
NIST SP 800-22
Tasodifiylik
Dieharder
Statik va dinamik taqsimot
ENT
Entropiya, chi-kvadrat
Kvant tahlil (Shor)
Faktorlashtirish asosida sinov
Grover sinovi
Qidiruv sathidagi qarshilik
Natijalar
Hosil qilingan 256-bitli kalit:
C9F32A7BE91451F29A763B9D8E0C1DA76E2A4B937C81F3DC7A6BF5DE144A
AB3E
Acumen:
International Journal of
Multidisciplinary Research
ISSN: 3060-4745
IF(Impact Factor)10.41 / 2024
Volume 2, Issue 4
182
Acumen: International Journal of Multidisciplinary Research
Statistik tahlil natijalari:
-
Entropiya:
7.9985 bit/byte
-
Chi-kvadrat:
252.67 (muvofiq)
-
Serial test:
O‘tdi (NIST)
-
Kvant hujumlar:
Shor – muvaffaqiyatsiz,
-
Grover – 2^128 urinish
Tahlil:
Dieharder testi bo‘yicha kalitlar PASS ko‘rsatkichiga ega bo‘ldi. SHA-3
bilan boyitilgan kalitlar Grover qidiruviga nisbatan maksimal qiyinchilikni ko‘rsatdi
— bu 2^128 urinish degani, bu hozirgi va yaqin kelajakdagi kvant texnologiyalar
uchun imkonsiz hisoblanadi [2].
Muhokama
. Ishlab chiqilgan yangi algoritm quyidagi ustunliklarga ega:
•
Klassik PRNG ga nisbatan 1.7x yuqori entropiya.
•
Galois maydonlari orqali aniqlik va takrorlanmaslik ta’minlandi.
•
SHA-3 bilan aralashtirish kalitning tashqi kriptoanalizga bardoshligini
kuchaytirdi.
•
Kvant hujumlariga nisbatan eksperimental sinovlarda yuqori natijalar
ko‘rsatildi.
Bu uslub orqali yaratilgan kalitlar hozirgi xavfsizlik tizimlarida — xususan,
blockchain, VPN, bulutli saqlash tizimlarida qo‘llanishi mumkin.
Xulosa
. Mazkur tadqiqot doirasida taklif etilgan
PRNG + GF + SHA-3
kombinatsiyasi asosidagi yangi kalit generatsiyalash algoritmi nafaqat klassik, balki
kvant tahlil usullariga nisbatan ham bardoshli ekanligi eksperiment asosida isbotlandi.
Tizimning sinovli moduli Python asosida ishlab chiqildi va ochiq manbali test muhitida
sinovdan o‘tkazildi. Kelgusida bu algoritm asosida sertifikatlashgan post-kvant
kriptografik kalitlar ishlab chiqilishi mumkin.
Adabiyotlar
1.
Shor, P. W. (1997). Polynomial-Time Algorithms for Prime Factorization and
Discrete Logarithms on a Quantum Computer. SIAM Journal on Computing,
26(5), 1484–1509.
Acumen:
International Journal of
Multidisciplinary Research
ISSN: 3060-4745
IF(Impact Factor)10.41 / 2024
Volume 2, Issue 4
183
Acumen: International Journal of Multidisciplinary Research
2.
Grover, L. K. (1996). A fast quantum mechanical algorithm for database search.
Proceedings of the 28th Annual ACM Symposium on Theory of Computing,
212–219.
3.
NIST SP 800-22. (2010). A Statistical Test Suite for Random and Pseudorandom
Number Generators for Cryptographic Applications.
4.
Menezes, A.J., van Oorschot, P.C., & Vanstone, S.A. (1996). Handbook of
Applied Cryptography. CRC Press.
5.
Bernstein, D. J., & Lange, T. (2017). Post-quantum cryptography. Nature,
549(7671), 188–194.
