خوارزمية Decryption AES: دليل شامل لعلماء البيانات
لتنفيذ فك تشفير AES ، يمكنك الاستفادة من مكتبات التشفير الحالية أو واجهات برمجة التطبيقات التي توفرها لغات البرمجة مثل Python أو Java. غالبًا ما تغلف هذه المكتبات التفاصيل المعقدة لخوارزمية فك تشفير AES ، مما يتيح لك التركيز على الجوانب العليا لتطبيقك.
ما هي خوارزمية AES?
يتم رفض العديد من المرشحين أو على مستوى أسفل في المقابلات الفنية بسبب ضعف الأداء في المقابلات السلوكية أو الثقافية. ACE المقابلات الخاصة بك مع هذه الدورة المجانية ، حيث سوف تمارس بثقة معالجة أسئلة المقابلة السلوكية.
احصل على مسار مجاني احصل على مسار مجاني
خلفية
في التسعينيات ، أصبحت DES غير آمنة بسبب حجم مفتاحها الصغير 56 بت الصغير نسبيًا. لذلك ، في عام 1997 ، معيار التشفير المتقدم ((AES) تم اقتراح استجابة لدعوة عامة لتقديم مقترحات من المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST). يوضح الجدول أدناه كيف تقارن AES بسلفها.
des
AES
متطور
1977
2000
نوع التشفير
تشفير كتلة متماثل
تشفير كتلة متماثل
مقاس الكتله
64 بت
128 بت
طول المفتاح
56 بت
128/192/256 بت
حماية
قدم غير آمن
تعتبر آمنة
ما هي خوارزمية AES?
ال خوارزمية AES (المعروف أيضا باسم Rijndael خوارزمية) هي خوارزمية تشفير كتلة متماثلة تأخذ نصًا عاديًا في كتل من 128 بت وتحولها إلى نص مشفر باستخدام مفاتيح 128 و 192 و 256 بت. نظرًا لأن خوارزمية AES تعتبر آمنة ، فهي في المعيار العالمي.
خوارزمية Decryption AES: دليل شامل لعلماء البيانات
في عالم أمان البيانات ، يعد التشفير تقنية أساسية تستخدم لحماية المعلومات الحساسة. معيار التشفير المتقدم (AES) هو خوارزمية تشفير متماثلة معتمدة على نطاق واسع تضمن الاتصال الآمن وتخزين البيانات. في هذه المقالة ، سوف نتعمق في خوارزمية فك تشفير AES ، وشرح أعمالها الداخلية وتوفير رؤى عملية لعلماء البيانات ومهندسي البرمجيات.
بواسطة زحل السحابة | الثلاثاء 18 يوليو 2023 | متنوع
خوارزمية Decryption AES: دليل شامل لعلماء البيانات
مقدمة
في عالم أمان البيانات ، يعد التشفير تقنية أساسية تستخدم لحماية المعلومات الحساسة. معيار التشفير المتقدم (AES) هو خوارزمية تشفير متماثلة معتمدة على نطاق واسع تضمن الاتصال الآمن وتخزين البيانات. في هذه المقالة ، سوف نتعمق في خوارزمية فك تشفير AES ، وشرح أعمالها الداخلية وتوفير رؤى عملية لعلماء البيانات ومهندسي البرمجيات.
فهم تشفير AES
قبل أن نتعمق في فك تشفير AES ، دعونا نتطرق بإيجاز إلى تشفير AES. AES هي خوارزمية تشفير الكتلة تعمل على كتل البيانات الثابتة. وهو يدعم ثلاثة أحجام رئيسية: 128 و 192 و 256 بت. لتشفير البيانات باستخدام AES ، يتم استخدام مفتاح سري لتحويل النص العادي إلى نص مشفر ، مما يجعله غير قابل للقراءة بدون مفتاح فك التشفير المقابل.
يتكون تشفير AES من عدة جولات ، مع تطبيق كل جولة على مجموعة من العمليات على البيانات. وتشمل هذه العمليات الاستبدال والتقليب وخلط البيانات. يعتمد عدد الجولات على الحجم الرئيسي: 10 جولات لمفاتيح 128 بت ، و 12 جولة لمفتاح 192 بت ، و 14 جولة لمفاتيح 256 بت.
عملية فك تشفير AES
AES Decryption هي العملية العكسية للتشفير. يستغرق النص المشفر ومفتاح فك التشفير كمدخل وينتج النص الأصلي الأصلي. تعمل خوارزمية فك التشفير على عكس العمليات التي يتم إجراؤها أثناء التشفير ، مما يسمح باستعادة البيانات الأصلية.
دعنا نوضح الخطوات التي تنطوي عليها عملية فك تشفير AES:
التوسع الرئيسي: يبدأ فك تشفير AES بتوسيع مفتاح التشفير في مجموعة من المفاتيح المستديرة. هذه الخطوة ضرورية لإنشاء مفاتيح المستديرة الصحيحة المستخدمة بالترتيب العكسي مقارنة بالتشفير.
الجولة الأولية: في الجولة الأولية ، تتعرض كتلة النص المشفر لإضافة مفتاح عكسي ، حيث يتم تحفيز المفتاح الدائري باستخدام النص المشفر.
جولات: يتكون فك تشفير AES من جولات متعددة ، تمامًا مثل التشفير. تتضمن كل جولة أربع عمليات رئيسية: الإحلال العكسي ، والتقلب العكسي ، والخلط العكسي ، وإضافة المفتاح العكسي. يتم تنفيذ هذه العمليات بالترتيب العكسي مقارنة بالتشفير.
الجولة النهائية: الجولة النهائية تشمل الاستبدال العكسي ، والتقلب العكسي ، وإضافة المفتاح العكسي. ومع ذلك ، لا توجد عملية خلط عكسية في الجولة النهائية.
انتاج |: بعد الجولة النهائية ، يتم الحصول على النص العادي المصطلح ، وهو نسخة طبق الأصل من البيانات الأصلية قبل التشفير.
تنفيذ فك تشفير AES
لتنفيذ فك تشفير AES ، يمكنك الاستفادة من مكتبات التشفير الحالية أو واجهات برمجة التطبيقات التي توفرها لغات البرمجة مثل Python أو Java. غالبًا ما تغلف هذه المكتبات التفاصيل المعقدة لخوارزمية فك تشفير AES ، مما يتيح لك التركيز على الجوانب العليا لتطبيقك.
في Python ، يمكنك استخدام مكتبة Pycryptodome ، والتي توفر واجهة مباشرة لفك تشفير AES:
في المثال أعلاه ، يمثل النص المشفر البيانات المشفرة ، والمفتاح هو مفتاح فك التشفير. AES.تهيئة دالة () جديدة () تهيئة تشفير AES مع المفتاح المحدد ، والتشفير.يقوم Decrypt () بإجراء عملية فك التشفير ، وإعادة النص العادي.
أفضل الممارسات لفك تشفير AES
لضمان أمن وفعالية فك تشفير AES ، فكر في أفضل الممارسات التالية:
ادارة المفاتيح: إدارة مفاتيح التشفير بشكل صحيح باستخدام آليات تخزين المفاتيح الآمنة والمفاتيح الدورية بانتظام. تجنب مفاتيح الترميز المتشددين في رمز المصدر أو تخزينها في ملفات نصية عادي.
انتقال آمن: عند إرسال مفاتيح النص المشفر أو فك التشفير عبر الشبكة ، استخدم بروتوكولات اتصال آمنة مثل HTTPS أو SSH لمنع التنصت أو اعتراض البيانات.
استخدم المكتبات الآمنة: استخدم دائمًا مكتبات تشفير موثوقة ومثبتة جيدًا لتنفيذ فك تشفير AES. تخضع هذه المكتبات للاختبار الأمني الصارم والصيانة ، مما يقلل من مخاطر نقاط الضعف.
حافظ على تحديث البرنامج: تحديث تبعيات البرامج الخاصة بك بانتظام ، بما في ذلك مكتبات التشفير ، لدمج تصحيحات الأمان وإصلاحات الأخطاء. قد يحتوي البرامج القديمة على نقاط ضعف معروفة يمكن للمهاجمين استغلالها.
تأمين البيئة: حماية الأنظمة والبيئات التي تحدث فيها عمليات فك تشفير AES. استخدام ضوابط وصول قوية ، تجزئة الشبكة ، وأنظمة الكشف عن التسلل لتخفيف خطر الوصول غير المصرح به.
خاتمة
في هذه المقالة ، استكشفنا خوارزمية فك تشفير AES ، وهي مكون أساسي في أمان البيانات. ناقشنا الخطوات التي ينطوي عليها فك تشفير AES ، وتنفيذ فك تشفير AES في Python ، وأفضل الممارسات لفك تشفير AES الآمنة.
بصفتك عالم بيانات أو مهندس برمجيات ، يتيح لك فهم فك تشفير AES العمل مع البيانات المشفرة وتطوير تطبيقات آمنة تحمي المعلومات الحساسة. باتباع أفضل الممارسات الموضحة في هذه المقالة ، يمكنك ضمان سلامة وسرية البيانات من خلال تقنيات فك تشفير AES القوية.
تذكر أن تشفير AES وفك التشفير يلعبان دورًا مهمًا في تأمين البيانات ، والبقاء على اطلاع على خوارزميات التشفير أمر حيوي في المشهد الرقمي اليوم.
حول زحل السحابة
Saturn Cloud هو الحل الكل في واحد لتطوير أنابيب علوم البيانات وتطويرها ونشرها وخطوط البيانات في السحابة. قم بتشغيل دفتر ملاحظات مع ذاكرة وصول عشوائي 4 تيرابايت ، وأضف وحدة معالجة الرسومات ، واتصل بمجموعة موزعة من العمال ، والمزيد. انضم اليوم واحصل على 150 ساعة من الحساب المجاني شهريًا.
خطوات في عملية تشفير AES
تستخدم عملية التشفير مجموعة من المفاتيح المشتقة خصيصًا تسمى المفاتيح الدائرية. يتم تطبيقها ، إلى جانب عمليات أخرى ، على مجموعة من البيانات التي تحتوي على كتلة واحدة بالضبط من البيانات?البيانات المراد تشفيرها. هذه الصفيف نسميها صفيف الدولة.
يمكنك اتخاذ خطوات تشفير AES التالية لكتلة 128 بت:
اشتق مجموعة مفاتيح المستديرة من مفتاح الشفرات.
تهيئة صفيف الحالة باستخدام بيانات الكتلة (نص عادي).
أضف مفتاح الجولة الأولي إلى صفيف حالة البدء.
أداء تسع جولات من التلاعب بالدولة.
أداء الجولة العاشرة والأخيرة من التلاعب بالدولة.
انسخ مجموعة الحالة النهائية كبيانات مشفرة (نص مشفر).
السبب في أن الجولات قد تم إدراجها على أنها “تسعة تليها الجولة النهائية الأخيرة” هو أن الجولة العاشرة تنطوي على معالجة مختلفة قليلاً عن الآخرين.
الكتلة المراد تشفيرها هي مجرد تسلسل 128 بت. تعمل AES مع كميات البايت ، لذلك نقوم أولاً بتحويل 128 بت إلى 16 بايت. نقول “تحويل” ، ولكن في الواقع ، يتم تخزينه بالتأكيد بهذه الطريقة بالفعل. يتم إجراء العمليات في RSN/AEs على صفيف بايت ثنائي الأبعاد من أربعة صفوف وأربعة أعمدة. في بداية التشفير ، 16 بايت للبيانات ، مرقمة D0 ? يتم تحميل D15 في الصفيف كما هو موضح في الجدول أ.5.
تتطلب كل جولة من عملية التشفير سلسلة من الخطوات لتغيير مجموعة الحالة. تتضمن هذه الخطوات أربعة أنواع من العمليات المسمى:
يتم وصف تفاصيل هذه العمليات قريبًا ، لكن أولاً نحتاج إلى النظر بمزيد من التفصيل في توليد مفاتيح مستديرة ، يطلق عليها ذلك لأن هناك مجموعة مختلفة لكل جولة في العملية.
يبلغ طول مفتاح التشفير المستخدم للتشفير 128 بت. من أين يأتي هذا المفتاح ليس مهمًا هنا ؛ ارجع إلى الفصل 10 على التسلسل الهرمي الرئيسي وكيف يتم إنتاج مفاتيح التشفير الزمني. مفتاح الشفرات هو بالفعل نتيجة للعديد من التحولات والتشفير ، وبحلول الوقت الذي يصل فيه إلى تشفير كتلة AES ، تتم إزالتها بعيدًا عن مفتاح Master السري الذي يحتفظ به خادم المصادقة. الآن ، أخيرًا ، يتم استخدامه لإنشاء مجموعة من أحد عشر مفاتيح مستديرة 128 بت سيتم دمجها مع البيانات أثناء التشفير. على الرغم من أن هناك عشر جولات ، هناك حاجة إلى أحد عشر مفتاحًا لأنه تتم إضافة مفتاح إضافي واحد إلى صفيف الحالة الأولي قبل بدء الجولات. أفضل طريقة لعرض هذه المفاتيح هي مجموعة من إحدى عشرة قيم 16 بايت ، كل منها يتكون من أربع كلمات 32 بت ، كما هو موضح في الجدول أ.6.
بادئ ذي بدء ، يتم تهيئة مفتاح الجولة الأولى RKEY0 ببساطة إلى قيمة مفتاح التشفير (وهذا هو المفتاح السري الذي يتم تسليمه من خلال التسلسل الهرمي الرئيسي). يتم اشتقاق كل من المفاتيح العشرة المتبقية من هذا على النحو التالي.
خطوات خوارزمية AES
VPN 0 Comments
خوارزمية Decryption AES: دليل شامل لعلماء البيانات
ما هي خوارزمية AES?
يتم رفض العديد من المرشحين أو على مستوى أسفل في المقابلات الفنية بسبب ضعف الأداء في المقابلات السلوكية أو الثقافية. ACE المقابلات الخاصة بك مع هذه الدورة المجانية ، حيث سوف تمارس بثقة معالجة أسئلة المقابلة السلوكية.
احصل على مسار مجاني
احصل على مسار مجاني
خلفية
في التسعينيات ، أصبحت DES غير آمنة بسبب حجم مفتاحها الصغير 56 بت الصغير نسبيًا. لذلك ، في عام 1997 ، معيار التشفير المتقدم ((AES) تم اقتراح استجابة لدعوة عامة لتقديم مقترحات من المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST). يوضح الجدول أدناه كيف تقارن AES بسلفها.
ما هي خوارزمية AES?
ال خوارزمية AES (المعروف أيضا باسم Rijndael خوارزمية) هي خوارزمية تشفير كتلة متماثلة تأخذ نصًا عاديًا في كتل من 128 بت وتحولها إلى نص مشفر باستخدام مفاتيح 128 و 192 و 256 بت. نظرًا لأن خوارزمية AES تعتبر آمنة ، فهي في المعيار العالمي.
خوارزمية Decryption AES: دليل شامل لعلماء البيانات
في عالم أمان البيانات ، يعد التشفير تقنية أساسية تستخدم لحماية المعلومات الحساسة. معيار التشفير المتقدم (AES) هو خوارزمية تشفير متماثلة معتمدة على نطاق واسع تضمن الاتصال الآمن وتخزين البيانات. في هذه المقالة ، سوف نتعمق في خوارزمية فك تشفير AES ، وشرح أعمالها الداخلية وتوفير رؤى عملية لعلماء البيانات ومهندسي البرمجيات.
بواسطة زحل السحابة | الثلاثاء 18 يوليو 2023 | متنوع
خوارزمية Decryption AES: دليل شامل لعلماء البيانات
مقدمة
في عالم أمان البيانات ، يعد التشفير تقنية أساسية تستخدم لحماية المعلومات الحساسة. معيار التشفير المتقدم (AES) هو خوارزمية تشفير متماثلة معتمدة على نطاق واسع تضمن الاتصال الآمن وتخزين البيانات. في هذه المقالة ، سوف نتعمق في خوارزمية فك تشفير AES ، وشرح أعمالها الداخلية وتوفير رؤى عملية لعلماء البيانات ومهندسي البرمجيات.
فهم تشفير AES
قبل أن نتعمق في فك تشفير AES ، دعونا نتطرق بإيجاز إلى تشفير AES. AES هي خوارزمية تشفير الكتلة تعمل على كتل البيانات الثابتة. وهو يدعم ثلاثة أحجام رئيسية: 128 و 192 و 256 بت. لتشفير البيانات باستخدام AES ، يتم استخدام مفتاح سري لتحويل النص العادي إلى نص مشفر ، مما يجعله غير قابل للقراءة بدون مفتاح فك التشفير المقابل.
يتكون تشفير AES من عدة جولات ، مع تطبيق كل جولة على مجموعة من العمليات على البيانات. وتشمل هذه العمليات الاستبدال والتقليب وخلط البيانات. يعتمد عدد الجولات على الحجم الرئيسي: 10 جولات لمفاتيح 128 بت ، و 12 جولة لمفتاح 192 بت ، و 14 جولة لمفاتيح 256 بت.
عملية فك تشفير AES
AES Decryption هي العملية العكسية للتشفير. يستغرق النص المشفر ومفتاح فك التشفير كمدخل وينتج النص الأصلي الأصلي. تعمل خوارزمية فك التشفير على عكس العمليات التي يتم إجراؤها أثناء التشفير ، مما يسمح باستعادة البيانات الأصلية.
دعنا نوضح الخطوات التي تنطوي عليها عملية فك تشفير AES:
تنفيذ فك تشفير AES
لتنفيذ فك تشفير AES ، يمكنك الاستفادة من مكتبات التشفير الحالية أو واجهات برمجة التطبيقات التي توفرها لغات البرمجة مثل Python أو Java. غالبًا ما تغلف هذه المكتبات التفاصيل المعقدة لخوارزمية فك تشفير AES ، مما يتيح لك التركيز على الجوانب العليا لتطبيقك.
في Python ، يمكنك استخدام مكتبة Pycryptodome ، والتي توفر واجهة مباشرة لفك تشفير AES:
في المثال أعلاه ، يمثل النص المشفر البيانات المشفرة ، والمفتاح هو مفتاح فك التشفير. AES.تهيئة دالة () جديدة () تهيئة تشفير AES مع المفتاح المحدد ، والتشفير.يقوم Decrypt () بإجراء عملية فك التشفير ، وإعادة النص العادي.
أفضل الممارسات لفك تشفير AES
لضمان أمن وفعالية فك تشفير AES ، فكر في أفضل الممارسات التالية:
خاتمة
في هذه المقالة ، استكشفنا خوارزمية فك تشفير AES ، وهي مكون أساسي في أمان البيانات. ناقشنا الخطوات التي ينطوي عليها فك تشفير AES ، وتنفيذ فك تشفير AES في Python ، وأفضل الممارسات لفك تشفير AES الآمنة.
بصفتك عالم بيانات أو مهندس برمجيات ، يتيح لك فهم فك تشفير AES العمل مع البيانات المشفرة وتطوير تطبيقات آمنة تحمي المعلومات الحساسة. باتباع أفضل الممارسات الموضحة في هذه المقالة ، يمكنك ضمان سلامة وسرية البيانات من خلال تقنيات فك تشفير AES القوية.
تذكر أن تشفير AES وفك التشفير يلعبان دورًا مهمًا في تأمين البيانات ، والبقاء على اطلاع على خوارزميات التشفير أمر حيوي في المشهد الرقمي اليوم.
حول زحل السحابة
Saturn Cloud هو الحل الكل في واحد لتطوير أنابيب علوم البيانات وتطويرها ونشرها وخطوط البيانات في السحابة. قم بتشغيل دفتر ملاحظات مع ذاكرة وصول عشوائي 4 تيرابايت ، وأضف وحدة معالجة الرسومات ، واتصل بمجموعة موزعة من العمال ، والمزيد. انضم اليوم واحصل على 150 ساعة من الحساب المجاني شهريًا.
خطوات في عملية تشفير AES
تستخدم عملية التشفير مجموعة من المفاتيح المشتقة خصيصًا تسمى المفاتيح الدائرية. يتم تطبيقها ، إلى جانب عمليات أخرى ، على مجموعة من البيانات التي تحتوي على كتلة واحدة بالضبط من البيانات?البيانات المراد تشفيرها. هذه الصفيف نسميها صفيف الدولة.
يمكنك اتخاذ خطوات تشفير AES التالية لكتلة 128 بت:
السبب في أن الجولات قد تم إدراجها على أنها “تسعة تليها الجولة النهائية الأخيرة” هو أن الجولة العاشرة تنطوي على معالجة مختلفة قليلاً عن الآخرين.
الكتلة المراد تشفيرها هي مجرد تسلسل 128 بت. تعمل AES مع كميات البايت ، لذلك نقوم أولاً بتحويل 128 بت إلى 16 بايت. نقول “تحويل” ، ولكن في الواقع ، يتم تخزينه بالتأكيد بهذه الطريقة بالفعل. يتم إجراء العمليات في RSN/AEs على صفيف بايت ثنائي الأبعاد من أربعة صفوف وأربعة أعمدة. في بداية التشفير ، 16 بايت للبيانات ، مرقمة D0 ? يتم تحميل D15 في الصفيف كما هو موضح في الجدول أ.5.
تتطلب كل جولة من عملية التشفير سلسلة من الخطوات لتغيير مجموعة الحالة. تتضمن هذه الخطوات أربعة أنواع من العمليات المسمى:
يتم وصف تفاصيل هذه العمليات قريبًا ، لكن أولاً نحتاج إلى النظر بمزيد من التفصيل في توليد مفاتيح مستديرة ، يطلق عليها ذلك لأن هناك مجموعة مختلفة لكل جولة في العملية.
يبلغ طول مفتاح التشفير المستخدم للتشفير 128 بت. من أين يأتي هذا المفتاح ليس مهمًا هنا ؛ ارجع إلى الفصل 10 على التسلسل الهرمي الرئيسي وكيف يتم إنتاج مفاتيح التشفير الزمني. مفتاح الشفرات هو بالفعل نتيجة للعديد من التحولات والتشفير ، وبحلول الوقت الذي يصل فيه إلى تشفير كتلة AES ، تتم إزالتها بعيدًا عن مفتاح Master السري الذي يحتفظ به خادم المصادقة. الآن ، أخيرًا ، يتم استخدامه لإنشاء مجموعة من أحد عشر مفاتيح مستديرة 128 بت سيتم دمجها مع البيانات أثناء التشفير. على الرغم من أن هناك عشر جولات ، هناك حاجة إلى أحد عشر مفتاحًا لأنه تتم إضافة مفتاح إضافي واحد إلى صفيف الحالة الأولي قبل بدء الجولات. أفضل طريقة لعرض هذه المفاتيح هي مجموعة من إحدى عشرة قيم 16 بايت ، كل منها يتكون من أربع كلمات 32 بت ، كما هو موضح في الجدول أ.6.
بادئ ذي بدء ، يتم تهيئة مفتاح الجولة الأولى RKEY0 ببساطة إلى قيمة مفتاح التشفير (وهذا هو المفتاح السري الذي يتم تسليمه من خلال التسلسل الهرمي الرئيسي). يتم اشتقاق كل من المفاتيح العشرة المتبقية من هذا على النحو التالي.
الجدول أ.6. صفيف مفتاح الجولة