एईएस एन्क्रिप्शन क्या है और यह कैसे काम करता है

उल्लिखित चरणों का अनुसरण प्रत्येक ब्लॉक के लिए क्रमिक रूप से किया जाना है. व्यक्तिगत ब्लॉकों को सफलतापूर्वक एन्क्रिप्ट करने पर, यह अंतिम सिफरटेक्स्ट बनाने के लिए उन्हें एक साथ जोड़ता है. चरण इस प्रकार हैं:

एईएस एन्क्रिप्शन प्रक्रिया में कदम

एन्क्रिप्शन प्रक्रिया विशेष रूप से व्युत्पन्न कुंजियों के एक सेट का उपयोग करती है जिसे गोल कुंजियाँ कहा जाता है. इन्हें लागू किया जाता है, अन्य संचालन के साथ, डेटा की एक सरणी पर जो डेटा का एक ब्लॉक रखता है?एन्क्रिप्ट किए जाने वाले डेटा. यह सरणी हम राज्य सरणी कहते हैं.

आप 128-बिट ब्लॉक के लिए एन्क्रिप्शन के निम्नलिखित एईएस चरण लेते हैं:

1. सिफर कुंजी से गोल कुंजियों के सेट को प्राप्त करें.
2. ब्लॉक डेटा (प्लेनटेक्स्ट) के साथ राज्य सरणी को इनिशियलाइज़ करें.
3. शुरुआती राज्य सरणी में प्रारंभिक गोल कुंजी जोड़ें.
4. राज्य हेरफेर के नौ दौर का प्रदर्शन करें.
5. राज्य हेरफेर के दसवें और अंतिम दौर का प्रदर्शन करें.
6. एन्क्रिप्टेड डेटा (Ciphertext) के रूप में अंतिम राज्य सरणी को कॉपी करें.

इसका कारण यह है कि राउंड को “अंतिम दसवें दौर के बाद नौ” के रूप में सूचीबद्ध किया गया है, क्योंकि दसवें दौर में दूसरों से थोड़ा अलग हेरफेर शामिल है.

एन्क्रिप्टेड होने का ब्लॉक सिर्फ 128 बिट्स का एक क्रम है. एईएस बाइट मात्रा के साथ काम करता है इसलिए हम पहले 128 बिट्स को 16 बाइट्स में बदलते हैं. हम कहते हैं कि “कन्वर्ट,” लेकिन, वास्तव में, यह लगभग निश्चित रूप से इस तरह से पहले से ही संग्रहीत है. RSN/AE में संचालन चार पंक्तियों और चार कॉलमों के दो आयामी बाइट सरणी पर किया जाता है. एन्क्रिप्शन की शुरुआत में, डेटा के 16 बाइट्स, गिने गए D0 ? D15, तालिका A में दिखाए गए अनुसार सरणी में लोड किया गया है.5.

एन्क्रिप्शन प्रक्रिया के प्रत्येक दौर में राज्य सरणी को बदलने के लिए चरणों की एक श्रृंखला की आवश्यकता होती है. इन चरणों में चार प्रकार के संचालन शामिल हैं:

इन कार्यों का विवरण शीघ्र ही वर्णित है, लेकिन पहले हमें गोल कुंजियों की पीढ़ी पर अधिक विस्तार से देखने की आवश्यकता है, इसलिए कहा जाता है क्योंकि प्रक्रिया में प्रत्येक दौर के लिए एक अलग है.

एन्क्रिप्शन के लिए उपयोग की जाने वाली सिफर कुंजी 128 बिट्स लंबी है. जहां से यह कुंजी आती है वह यहाँ महत्वपूर्ण नहीं है; कुंजी पदानुक्रम पर अध्याय 10 का संदर्भ लें और कैसे अस्थायी एन्क्रिप्शन कुंजी का उत्पादन किया जाता है. सिफर कुंजी पहले से ही कई हैशिंग और क्रिप्टोग्राफिक परिवर्तनों का परिणाम है और, जब तक यह एईएस ब्लॉक एन्क्रिप्शन में आता है, तब तक यह प्रमाणीकरण सर्वर द्वारा आयोजित गुप्त मास्टर कुंजी से दूर किया जाता है. अब, अंत में, इसका उपयोग ग्यारह 128-बिट राउंड कुंजियों के एक सेट को उत्पन्न करने के लिए किया जाता है जो एन्क्रिप्शन के दौरान डेटा के साथ जोड़ा जाएगा. हालांकि दस राउंड हैं, ग्यारह कुंजियों की आवश्यकता होती है क्योंकि एक अतिरिक्त कुंजी को प्रारंभिक राज्य सरणी में जोड़ा जाता है, जो कि राउंड शुरू होने से पहले होता है. इन कुंजियों को देखने का सबसे अच्छा तरीका ग्यारह 16-बाइट मानों की एक सरणी है, प्रत्येक चार 32-बिट शब्दों से बना है, जैसा कि तालिका ए में दिखाया गया है.6.

शुरू करने के लिए, पहले राउंड की RKEY0 को केवल सिफर कुंजी के मान के लिए आरंभ किया जाता है (जो कि कुंजी पदानुक्रम के माध्यम से दिया गया गुप्त कुंजी है). शेष दस कुंजियों में से प्रत्येक इस प्रकार से लिया गया है.

तालिका ए.6. गोल कुंजी सरणी

एईएस एन्क्रिप्शन क्या है और यह कैसे काम करता है?

एन्क्रिप्शन ने सुरक्षा और गोपनीयता की संस्कृति की खेती करके आज की डिजिटल दुनिया में एक जगह पाया है. जब एईएस एन्क्रिप्शन एल्गोरिथ्म ने 2001 में एन्क्रिप्शन एल्गोरिदम के लिए वैश्विक मानक के रूप में डेटा एन्क्रिप्शन मानक को सफल बनाया, तो इसने अपने पूर्ववर्ती की कई कमियों को तय किया. इसे दैनिक जीवन अनुप्रयोगों में एन्क्रिप्शन के लिए भविष्य के रूप में देखा गया था. अब तक, उन्नत एन्क्रिप्शन मानक ने अपनी स्थापना के दौरान रखे गए लक्ष्यों को प्राप्त किया है. और इसके बढ़ने का एक लंबा रास्ता है.

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एईएस एन्क्रिप्शन एल्गोरिथ्म क्यों आवश्यक था?

जब डेटा एन्क्रिप्शन मानक एल्गोरिथ्म, जिसे DES एल्गोरिथ्म के रूप में भी जाना जाता है, का गठन और मानकीकृत किया गया था, तो यह कंप्यूटर की उस पीढ़ी के लिए समझ में आया. आज के कम्प्यूटेशनल मानकों से जाना, DES एल्गोरिथ्म में टूटना हर साल आसान और तेज हो गया, जैसा कि नीचे दी गई छवि में देखा गया है.

एक अधिक मजबूत एल्गोरिथ्म घंटे की आवश्यकता थी, लंबे समय तक महत्वपूर्ण आकार और मजबूत सिफर को तोड़ने के लिए. उन्होंने इस समस्या को ठीक करने के लिए ट्रिपल डेस बनाया, लेकिन इसकी अपेक्षाकृत धीमी गति के कारण यह कभी भी मुख्यधारा नहीं हुई. इस प्रकार, उन्नत एन्क्रिप्शन मानक इस दोष को दूर करने के लिए अस्तित्व में आया.

उन्नत एन्क्रिप्शन मानक क्या है?

एईएस एन्क्रिप्शन एल्गोरिथ्म (जिसे रिजंडेल एल्गोरिथ्म के रूप में भी जाना जाता है) एक सममित ब्लॉक सिफर एल्गोरिथ्म है जिसमें 128 बिट्स के ब्लॉक/चंक आकार के साथ. यह 128, 192 और 256 बिट्स की कुंजी का उपयोग करके इन व्यक्तिगत ब्लॉकों को परिवर्तित करता है. एक बार जब यह इन ब्लॉकों को एन्क्रिप्ट करता है, तो यह उन्हें Ciphertext बनाने के लिए एक साथ जुड़ता है.

यह एक प्रतिस्थापन-पारगम्य नेटवर्क पर आधारित है, जिसे एसपी नेटवर्क के रूप में भी जाना जाता है. इसमें लिंक किए गए कार्यों की एक श्रृंखला शामिल है, जिसमें विशिष्ट आउटपुट (प्रतिस्थापन) के साथ इनपुट की जगह शामिल है और अन्य बिट फेरबदल (क्रमपरिवर्तन) शामिल हैं.

इस ट्यूटोरियल में, आप कुछ स्टैंडआउट सुविधाओं से गुजरेंगे जो एईएस विश्व स्तर पर मानकीकृत एन्क्रिप्शन एल्गोरिथ्म के रूप में प्रदान करते हैं.

एईएस की विशेषताएं क्या हैं?

1. एसपी नेटवर्क: यह एक फिस्टेल सिफर संरचना के बजाय एक एसपी नेटवर्क संरचना पर काम करता है, जैसा कि डीईएस एल्गोरिथ्म के मामले में देखा गया है.
2. मुख्य विस्तार: यह पहले चरण के दौरान एक एकल कुंजी लेता है, जिसे बाद में व्यक्तिगत दौर में उपयोग की जाने वाली कई कुंजियों तक विस्तारित किया जाता है.
3. बाइट डेटा: एईएस एन्क्रिप्शन एल्गोरिथ्म बिट डेटा के बजाय बाइट डेटा पर संचालन करता है. तो यह एन्क्रिप्शन प्रक्रिया के दौरान 128-बिट ब्लॉक आकार को 16 बाइट्स के रूप में मानता है.
4. कुंजी लंबाई: किए जाने वाले दौरों की संख्या डेटा को एन्क्रिप्ट करने के लिए उपयोग की जा रही कुंजी की लंबाई पर निर्भर करती है. 128-बिट कुंजी आकार में दस राउंड होते हैं, 192-बिट कुंजी आकार में 12 राउंड होते हैं, और 256-बिट कुंजी आकार में 14 राउंड होते हैं.

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एई कैसे काम करता है?

एईएस के काम करने के तरीके को समझने के लिए, आपको सबसे पहले यह जानने की आवश्यकता है कि यह कई चरणों के बीच जानकारी कैसे प्रसारित करता है. चूंकि एक एकल ब्लॉक 16 बाइट्स है, एक 4×4 मैट्रिक्स एक ही ब्लॉक में डेटा रखता है, प्रत्येक सेल ने सूचना का एक बाइट धारण किया है.

ऊपर की छवि में दिखाया गया मैट्रिक्स एक राज्य सरणी के रूप में जाना जाता है. इसी तरह, शुरू में उपयोग की जा रही कुंजी को (n+1) कुंजियों में विस्तारित किया जाता है, एन एन्क्रिप्शन प्रक्रिया में पालन किए जाने वाले राउंड की संख्या के साथ. तो एक 128-बिट कुंजी के लिए, राउंड की संख्या 16 है, जिसमें कोई नहीं है. 10+1 होने के नाते की चाबियाँ, जो कुल 11 कुंजियाँ हैं.

एईएस में पीछा किया जाना है

उल्लिखित चरणों का अनुसरण प्रत्येक ब्लॉक के लिए क्रमिक रूप से किया जाना है. व्यक्तिगत ब्लॉकों को सफलतापूर्वक एन्क्रिप्ट करने पर, यह अंतिम सिफरटेक्स्ट बनाने के लिए उन्हें एक साथ जोड़ता है. चरण इस प्रकार हैं:

• राउंड कुंजी जोड़ें: आप पहली कुंजी (K0) के साथ XOR फ़ंक्शन के माध्यम से स्टेट सरणी में संग्रहीत ब्लॉक डेटा को पास करते हैं. यह अगले चरण के लिए इनपुट के रूप में परिणामी राज्य सरणी पास करता है.

• उप-बाइट्स: इस चरण में, यह राज्य सरणी के प्रत्येक बाइट को हेक्साडेसिमल में परिवर्तित करता है, दो समान भागों में विभाजित है. ये भाग पंक्तियों और कॉलम हैं, जो अंतिम राज्य सरणी के लिए नए मान उत्पन्न करने के लिए एक प्रतिस्थापन बॉक्स (एस-बॉक्स) के साथ मैप किए गए हैं.

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• शिफ्ट पंक्तियाँ: यह एक दूसरे के बीच पंक्ति तत्वों को स्वैप करता है. यह पहली पंक्ति को छोड़ देता है. यह तत्वों को दूसरी पंक्ति में स्थानांतरित करता है, बाईं ओर एक स्थिति. यह तत्वों को तीसरी पंक्ति से दो लगातार पदों से बाईं ओर स्थानांतरित करता है, और यह अंतिम पंक्ति तीन पदों को बाईं ओर स्थानांतरित करता है.

• मिक्स कॉलम: यह बाद के राज्य सरणी के लिए एक नया कॉलम प्राप्त करने के लिए राज्य सरणी में प्रत्येक कॉलम के साथ एक निरंतर मैट्रिक्स को गुणा करता है. एक बार जब सभी कॉलम एक ही निरंतर मैट्रिक्स के साथ गुणा हो जाते हैं, तो आप अगले चरण के लिए अपना राज्य सरणी प्राप्त करते हैं. यह विशेष कदम अंतिम दौर में नहीं किया जाना है.

• राउंड कुंजी जोड़ें: दौर के लिए संबंधित कुंजी XOR’D है जिसमें राज्य सरणी पिछले चरण में प्राप्त की गई है. यदि यह अंतिम दौर है, तो परिणामी राज्य सरणी विशिष्ट ब्लॉक के लिए सिफरटेक्स्ट बन जाता है; और, यह अगले दौर के लिए नए राज्य सरणी इनपुट के रूप में गुजरता है.

अब जब आप एन्क्रिप्शन प्रक्रिया से गुजरने के लिए आवश्यक बुनियादी चरणों को समझते हैं, तो इस उदाहरण को समझें.

जैसा कि आप ऊपर की छवि में देख सकते हैं, संचालन शुरू होने से पहले प्लेनटेक्स्ट और एन्क्रिप्शन कुंजियों को हेक्स प्रारूप में बदल सकते हैं. तदनुसार, आप अगले दस राउंड के लिए कुंजी उत्पन्न कर सकते हैं, जैसा कि आप नीचे देख सकते हैं.

आपको ऊपर बताए गए समान चरणों का पालन करने की आवश्यकता है, क्रमिक रूप से राज्य सरणी को निकालने और इसे अगले दौर में इनपुट के रूप में पास करना. चरण इस प्रकार हैं:

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• राउंड कुंजी जोड़ें:

• उप-बाइट्स: यह पूरी तरह से नया राज्य सरणी प्राप्त करने के लिए 16×16 एस-बॉक्स के माध्यम से तत्वों को पास करता है.

यह राज्य सरणी अब इस विशेष दौर के लिए अंतिम सिफरटेक्स्ट है. यह अगले दौर के लिए इनपुट बन जाता है. कुंजी लंबाई के आधार पर, आप उपरोक्त चरणों को तब तक दोहराते हैं जब तक आप राउंड 10 पूरा नहीं करते, जिसके बाद आपको अंतिम सिफरटेक्स्ट प्राप्त होता है.

अब जब आप समझते हैं कि एईएस कैसे काम करता है, तो इस एन्क्रिप्शन एल्गोरिथ्म के कुछ अनुप्रयोगों से गुजरें.

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एईएस के आवेदन क्या हैं?

एईएस एन्क्रिप्शन एल्गोरिथ्म के अनुप्रयोग इस प्रकार हैं:

1. वायरलेस सुरक्षा: वायरलेस नेटवर्क को राउटर और क्लाइंट को प्रमाणित करने के लिए उन्नत एन्क्रिप्शन मानक का उपयोग करके सुरक्षित किया जाता है. वाईफाई नेटवर्क में इस एल्गोरिथ्म के आधार पर फर्मवेयर सॉफ़्टवेयर और पूर्ण सुरक्षा प्रणाली हैं और अब वे रोजमर्रा के उपयोग में हैं.
2. एन्क्रिप्टेड ब्राउज़िंग: एईएस क्लाइंट और सर्वर दोनों से वेबसाइट सर्वर प्रमाणीकरण को सुरक्षित करने में एक बड़ी भूमिका निभाता है. दोनों सममित और असममित एन्क्रिप्शन का उपयोग किया जा रहा है, यह एल्गोरिथ्म SSL/TLS एन्क्रिप्शन प्रोटोकॉल में हमेशा पूरी सुरक्षा और गोपनीयता के साथ ब्राउज़ करने में मदद करता है.

अब जब आपने एईएस एन्क्रिप्शन के अनुप्रयोगों के बारे में सीखा है, तो इसके पूर्ववर्ती, डेस एन्क्रिप्शन एल्गोरिथ्म पर इसके उन्नयन पर एक नज़र डालें.

एईएस और डेस के बीच अंतर

डेस एल्गोरिथ्म

एईएस एल्गोरिथ्म

प्रमुख लंबाई – 56 बिट्स

प्रमुख लंबाई – 128, 192, 256 बिट्स

ब्लॉक आकार – 64 बिट्स

ब्लॉक आकार – 128 बिट्स

तय नहीं. राउंड का

नहीं. प्रमुख लंबाई पर निर्भर राउंड

धीमी और कम सुरक्षित

तेजी से और अधिक सुरक्षित

पूछे जाने वाले प्रश्न

1. एईएस एन्क्रिप्शन सुरक्षित है?

एईएस एन्क्रिप्शन सुरक्षित है; हालाँकि, इसकी सुरक्षा इसके वेरिएंट के अनुसार भिन्न होती है. उदाहरण के लिए, ब्रूट-फोर्स विधियों का उपयोग करते हुए, 256-बिट वस्तुतः अभेद्य है, जबकि 52-बिट डेस कुंजी को एक दिन से भी कम समय में क्रैक किया जा सकता है.

2.सबसे अच्छा एन्क्रिप्शन विधि है?

इसकी प्रमुख लंबाई विकल्पों के कारण, एईएस एन्क्रिप्शन संचार को सुरक्षित करने के लिए सबसे अच्छा विकल्प बना हुआ है. एन्क्रिप्शन एल्गोरिथ्म को क्रैक करने के लिए आवश्यक समय सीधे उपयोग की जाने वाली कुंजी की लंबाई से संबंधित है, मैं.इ., 128-बिट, 192-बिट, और 256-बिट.

3. एईएस एन्क्रिप्शन के लिए क्या उपयोग किया जाता है?

एईएस को हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर में दुनिया भर में संवेदनशील डेटा को एन्क्रिप्ट करने के लिए लागू किया जाता है. यह सरकारी कंप्यूटर सुरक्षा, इलेक्ट्रॉनिक डेटा सुरक्षा और साइबर सुरक्षा के लिए आवश्यक एक सममित ब्लॉक सिफर है.

4. जो बेहतर है: आरएसए या एईएस?

आरएसए एईएस की तुलना में काफी धीमा और अधिक कम्प्यूटेशनल रूप से गहन है. आरएसए को बड़ी संख्या और गणना से निपटना पड़ता है, जो इसे धीमा कर देता है. एईएस को क्वांटम कंप्यूटर के साथ विश्लेषण के खिलाफ सुरक्षित माना जाता है और आमतौर पर विभिन्न संगठनों द्वारा उपयोग किया जाता है.

5. AE का उपयोग करने के लिए स्वतंत्र है?

AES मुफ्त में उपलब्ध है, और कोई भी इसका उपयोग कर सकता है. हालांकि कई देश निर्यात प्रतिबंध लागू करते हैं, यह एक खुला मानक है जो किसी भी निजी, सार्वजनिक, गैर-वाणिज्यिक या वाणिज्यिक उपयोग के लिए उपयोग करने के लिए स्वतंत्र है.

6. एईएस क्या है?

उन्नत एन्क्रिप्शन मानक अमेरिकी सरकार द्वारा चुना गया एक सममित ब्लॉक सिफर है. यह अलग -अलग कुंजियों का उपयोग करके व्यक्तिगत ब्लॉकों को परिवर्तित करता है. यह उपलब्ध सबसे अच्छे एन्क्रिप्शन प्रोटोकॉल में से एक है, जिससे किसी को भी विघटन के बिना अपनी दैनिक ऑनलाइन गतिविधियों का आनंद मिलता है.

कैसे सरल आपकी मदद कर सकता है?

इसके साथ, आपने वैश्विक स्तर पर एईएस एन्क्रिप्शन का प्रभाव देखा है, कई प्रणालियों को प्रमाणीकरण के एक सुरक्षित चैनल की आवश्यकता होती है।. साइबर सुरक्षा में शामिल करने के लिए कई ठिकानों के साथ, क्रिप्टोग्राफी सबसे महत्वपूर्ण पहलुओं में से एक है, भले ही कई अन्य विषय साइबर सुरक्षा विशेषज्ञ के रूप में उत्कृष्टता प्राप्त करने के लिए आवश्यक हैं.

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निष्कर्ष

यह ट्यूटोरियल एईएस एन्क्रिप्शन, इसकी उत्पत्ति और एन्क्रिप्शन की प्रक्रिया, इसके सभी अनुप्रयोगों तक सभी तरह से, और डीईएस एल्गोरिथ्म के साथ एक सीधी तुलना की आवश्यकता की पड़ताल करता है. आशा है कि यह ट्यूटोरियल आपके लिए मूल्य का रहा है.

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क्या आपके पास इस एईएस एन्क्रिप्शन ट्यूटोरियल के बारे में हमारे लिए कोई प्रश्न हैं? कृपया इस ट्यूटोरियल के टिप्पणी अनुभाग में उनका उल्लेख करने में संकोच न करें, और हम अपने विशेषज्ञों को आपके लिए जवाब देने के लिए खुश होंगे.

लेखक के बारे में

बावाब कुमार जेना

Baivab Kumar Jena एक कंप्यूटर साइंस इंजीनियरिंग स्नातक है, वह C/C ++, जावा और पायथन जैसी कई कोडिंग भाषाओं में अच्छी तरह से वाकिफ है.

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