بکارگیری محاسبه مولکولی با استاندارد رمزگذاری داده‌ها

لئونارد ام. المان، یاول دبلیو، کی، روتمود، سام روئیس، اریک وینفری

آزمایشگاه برای علم مولکولی

دانشگاه کالیفرنیای جنوبی و

بخش علم کامپیوتری

دانشگاه کالیفرنیای جنوبی

محاسبه و انتخاب سیستمهای عصبی

موسسه تکنولوژی کالیفرنیا

اخیراً، بونه، دال ووس ولیپتون، استفاده اصلی از محاسبه مولکولی را در جمله به استاندارد رمزگذاری (داده‌ها) در اتحاد متحده توضیح دادند (DES). در اینجا، ما یک توضیح از چنین حمله‌ای را با استفاده از مدل استیگر برای محاسبه مولکولی ایجاد نموده ایم. تجربه‌ ما پیشنهاد می‌کند که چنین حمله‌ای ممکن است با دستگاه table-top ایجاد شود که بصورت تقریبی از یک گرم PNA استفاده می‌کند و ممکن است که حتی در حضور تعداد زیادی از اشتباهها موفق شود:

مقدمه :

با کار آنها در زمینه DES بته، رانودرس ولیبتون [Bor]، اولین نمونه از یک مشکل علمی را ایجاد نمودند که ممکن بود برای محاسبه مولکولی آسیب‌پذیر باشد. DES یکی از سیستمهای[1] Cryptographic می باشد که به صورت گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد آن یک متن رمزی 64 بیتی را از یک متن ساده 46 بیتی و تحت کنترل یک کلید 56 بیتی ایجاد می‌نماید.

در حالیکه این بحث وجود دارد که هدف خاص سخت‌افزار الکترونیکی [Wi] یا سویر کامیپوترهای همسان بصورت گسترده، این امری می‌باشد که DES را به یک میزان زمانی منطقی بشکند، اما به نظر می‌رسد که دستگاههای متوالی قدرتمند امروزی قادر به انجام چنین کاری نیستند. ما کار را با بوته ان ال دنبال کردیم که مشکل شکست DES را موردتوجه قرار داده بود و اخیراً مدل قویتری را برای محاسبه مولکولی پیشنهاد داده بود [Ro]. در حالیکه نتایج ما امید بخش بود، اما باید بر این امر تأکیدی نمودیم که آسانی این امر نیز باید سرانجام در آزمایشگاه تصمیم گرفته شود.

در این مقاله، به اصطلاح ما محله متن ساده- متن رمزدار[2] مورد توجه قرار می‌گیرد و امید این است که کلیدی که برای عملکرد encryption (رمزدار کردن) مورد استفاده قرار می‌گیرد، مشخص شود. ساده‌ترین نظریه برای این امر، تلاش بر روی تمام کلیدهای 256 می‌باشد که رمزسازی را برای یک متن ساده تحت هر یک از این کلیدها انجام دهیم تا متن رمزدار را پیدا نمائیم. به طور مشخص، حملات کار امر مشخص نمی باشد و در نتیجه یک نیروی کامل برای انجام آن در اینجا لازم است.

ما، کار خود را با توضیح الگوریتم آغاز کردیم تا حمله متن رمزدار- متن ساده را به منظور شکستن DES در یک سطح منطقی بکار بریم. این به ما اجازه می‌دهد تا عملکردهای اصلی را که برای اجرا در یک دستگاه استیکر (Sticker) نیاز داریم و بعنوان یک نقشه مسیر برای آنچه که باید دنبال کنیم عمل می‌کنند تشخیص دهیم.

(2) الگوریتم مولکولی : بصورت تقریبی، بار رشته‌های حافظه‌ای DNA همان یکسان 256 [Ro] شروع کنید که هر یک دارای طول نئوکلیتد 11580 می‌باشد. ما فکر می‌کنیم که هر رشته حافظه دارای 5792 قطر پشت سر هم باشد (به مناطق [Ro] برگردید) B₀,B₁,B₂,…B₅₇₈ هر یک طول به میزان 20 نئوکلتید دارد. در یک مدل استیکر که اینجا وجود ادر 579 استیکر وجود ارد S₀, S₁, …S₅₇₈ که هر یک برای تکمیل هر قطعه می‌باشد (ما به رشته‌های حافظه با استیکرهای S بعنوان پیچیدگیهای حافظه‌ای می‌باشد برمی‌گردیم) زیرا، ما به این امر توجه می‌کنیم که هر رشته نماینده یک حافظه 579 بیتی باشد، در بعضی از مواقع از B_i استفاده می‌کنیم که به بیتی که نماینده B_i می‌باشد، برمی‌گردد. قطعه B₀ هرگز تنظیم می‌شود و بعداً در اجرای الگوریتم استفاده می‌شود (بخش فرعی 1-3) قطعه‌های B₁ تا B₅₆ رشته‌های حافظه‌ای می باشد که برای ذخیره یک کلید مورد استفاده قرار می‌گیرد، 64 قطعه بعدی، B₅₇….B₁₂₀ سرانجام بر اساس متن رمزگذاری کدگذاری می‌شود و بقیه قطعه‌ها برای نتایج واسطه ودر مدت محاسبه مورد استفاده قرار می‌گیرد. دستگاه استیکر که رشته‌های حافظه را پردازش می‌کند، متون رمزدار را محاسبه می‌کند که تحت کنترل یک ریز پردازنده انجام می گیرد. به این علت که در تمام نمونه‌ها، متن ساده یکسان است؛ ریز پردازنده کوچک ممکن است که آن را ذخیره سازد، ما نیاز نداریم که متن ساده را در رشته‌های حافظه نشان دهیم. هماکنون یک جفت متن رمزدار- متن ساده را در نظر بگیرید، الگوریتم اجرا شده در سه مرحله می باشد.

(1) مرحله ورودی: رشته‌های حافظه را به اجرا درآورید تا پیچیدگی‌های حافظه ای را ایجاد نماید که نماینده تمام 256 کلید می‌باشد .

(2) مرحله رمزی کردن : در هر پیچیدگی حافظه، متن رمزدار محاسبه کنید که با رمز کردن متن ساده و تحت کلید پیچیدگی همسان است.

(3) مرحله بازدهی: پیچیدگی حافظه ای که متن رمزدار آن با متن رمزدار مورد نظر تطبیق دارد، انتخاب نمایند و کلید تطبیقی با آن را بخوانید.

[1] - Plain text- ciportext a Hack

[2] - سیستمهایی که از علائم و اشکال رمز استفاده می کند.