GCM (Galois/Counter Mode)

From binaryoption
Jump to navigation Jump to search
Баннер1

GCM (Galois/Counter Mode)

GCM، مخفف Galois/Counter Mode، یک الگوریتم رمزنگاری است که برای رمزنگاری و احراز هویت داده‌ها استفاده می‌شود. این الگوریتم یک حالت عملیاتی است که از ترکیب یک الگوریتم رمزگذاری بلوکی (مانند AES) و یک تابع رمزنگاری جریانی (مانند CTR) استفاده می‌کند. GCM به دلیل سرعت بالا، کارایی و امنیت قوی، به طور گسترده در پروتکل‌های امنیتی مانند TLS، SSH و IPsec مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مبانی و مفاهیم کلیدی

برای درک GCM، ابتدا باید با مفاهیم زیر آشنا شویم:

  • **رمزنگاری بلوکی:** الگوریتم‌های رمزنگاری بلوکی، داده‌ها را به بلوک‌های با اندازه ثابت (مانند 128 بیت) تقسیم کرده و هر بلوک را به طور جداگانه رمزنگاری می‌کنند. مثال‌ها عبارتند از AES، DES و Triple DES.
  • **رمزنگاری جریانی:** الگوریتم‌های رمزنگاری جریانی، داده‌ها را به صورت جریانی رمزنگاری می‌کنند. این الگوریتم‌ها یک کلید را برای تولید یک جریان کلید (Keystream) استفاده می‌کنند که با متن اصلی XOR می‌شود تا متن رمز شده به دست آید.
  • **حالت عملیاتی:** حالت‌های عملیاتی، روش‌هایی هستند که برای استفاده از یک الگوریتم رمزنگاری بلوکی برای رمزنگاری داده‌های بزرگتر از اندازه بلوک استفاده می‌شوند. GCM یکی از این حالت‌های عملیاتی است.
  • **احراز هویت داده:** علاوه بر رمزنگاری، GCM یک مکانیزم احراز هویت نیز ارائه می‌دهد که اطمینان می‌دهد داده‌ها در طول انتقال تغییر نکرده‌اند و از یک منبع معتبر آمده‌اند.
  • **تابع درهم‌سازی (Hash Function):** در GCM از یک تابع درهم‌سازی برای تولید یک تگ احراز هویت استفاده می‌شود. SHA-256 یکی از توابع درهم‌سازی رایج است.
  • **Galois Field:** GCM از مفاهیم جبر گالوا برای تولید تگ احراز هویت استفاده می‌کند.

نحوه عملکرد GCM

GCM شامل سه مرحله اصلی است:

1. **تولید جریان کلید (Keystream Generation):** 

   *   یک شمارنده (Counter) با مقدار اولیه (IV یا Initialization Vector) شروع می‌شود.
   *   شمارنده به صورت افزایشی افزایش می‌یابد.
   *   هر مقدار شمارنده با استفاده از الگوریتم رمزنگاری بلوکی (مانند AES) رمزنگاری می‌شود تا یک بلوک از جریان کلید تولید شود.
   *   این فرآیند برای هر بلوک داده تکرار می‌شود.

2. **رمزنگاری داده‌ها:** 

   *   متن اصلی به بلوک‌های با اندازه ثابت تقسیم می‌شود.
   *   هر بلوک متن اصلی با بلوک متناظر از جریان کلید XOR می‌شود تا بلوک رمز شده تولید شود.

3. **تولید تگ احراز هویت (Authentication Tag Generation):** 

   *   GCM از یک تابع درهم‌سازی مبتنی بر جبر گالوا برای تولید یک تگ احراز هویت استفاده می‌کند.
   *   این تابع درهم‌سازی، متن رمز شده، داده‌های اضافی (AAD - Associated Authenticated Data) و کلید رمزنگاری را به عنوان ورودی می‌گیرد.
   *   تگ احراز هویت به متن رمز شده اضافه می‌شود.

اجزای اصلی GCM

  • **کلید رمزنگاری (Encryption Key):** کلیدی که برای رمزنگاری و احراز هویت داده‌ها استفاده می‌شود.
  • **بردار اولیه (Initialization Vector - IV):** یک مقدار تصادفی که برای اطمینان از تولید جریان کلید منحصربه‌فرد برای هر پیام استفاده می‌شود. IV نباید تکراری باشد.
  • **داده‌های اضافی احراز هویت (Associated Authenticated Data - AAD):** داده‌هایی که رمزنگاری نمی‌شوند، اما برای احراز هویت استفاده می‌شوند.
  • **تگ احراز هویت (Authentication Tag):** یک مقدار که برای تأیید اصالت و یکپارچگی داده‌ها استفاده می‌شود.

مزایا و معایب GCM

    • مزایا:**
  • **سرعت بالا:** GCM به دلیل استفاده از عملیات‌های موازی، سرعت بالایی دارد.
  • **کارایی:** GCM به طور کلی کارآمد است و به منابع محاسباتی زیادی نیاز ندارد.
  • **امنیت قوی:** GCM در برابر حملات مختلف رمزنگاری مقاوم است.
  • **احراز هویت:** GCM علاوه بر رمزنگاری، امکان احراز هویت داده‌ها را نیز فراهم می‌کند.
  • **پشتیبانی گسترده:** GCM توسط بسیاری از پروتکل‌های امنیتی و کتابخانه‌های رمزنگاری پشتیبانی می‌شود.
    • معایب:**
  • **حساسیت به IV:** استفاده از IV تکراری می‌تواند امنیت GCM را به خطر بیندازد.
  • **پیچیدگی نسبی:** درک کامل GCM نیازمند دانش مفاهیم رمزنگاری است.
  • **نیاز به سخت‌افزار:** برخی از پیاده‌سازی‌های GCM ممکن است به سخت‌افزار خاصی نیاز داشته باشند.

کاربردهای GCM

GCM در طیف گسترده‌ای از کاربردها استفاده می‌شود، از جمله:

  • **پروتکل‌های امنیتی:** TLS، SSH، IPsec
  • **ذخیره‌سازی امن داده‌ها:** رمزنگاری دیسک، رمزنگاری فایل
  • **شبکه‌های بی‌سیم:** WPA3
  • **ارتباطات امن:** ایمیل امن، پیام‌رسانی امن

مقایسه GCM با سایر حالت‌های عملیاتی

GCM یکی از چندین حالت عملیاتی موجود برای الگوریتم‌های رمزنگاری بلوکی است. برخی از حالت‌های عملیاتی دیگر عبارتند از:

  • **CBC (Cipher Block Chaining):** یک حالت عملیاتی قدیمی‌تر که به دلیل آسیب‌پذیری‌های امنیتی، کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
  • **CTR (Counter Mode):** یک حالت عملیاتی ساده که می‌تواند برای رمزنگاری جریانی استفاده شود.
  • **CFB (Cipher Feedback Mode):** یک حالت عملیاتی که می‌تواند برای رمزنگاری داده‌های کوچک استفاده شود.

GCM در مقایسه با سایر حالت‌های عملیاتی، مزایای متعددی دارد، از جمله سرعت بالاتر، کارایی بهتر و امنیت قوی‌تر.

ملاحظات امنیتی در استفاده از GCM

برای استفاده ایمن از GCM، باید به نکات زیر توجه کرد:

  • **تولید IV تصادفی:** IV باید به صورت تصادفی و غیرقابل پیش‌بینی تولید شود.
  • **استفاده از IV منحصربه‌فرد:** هرگز از IV تکراری برای رمزنگاری داده‌های مختلف استفاده نکنید.
  • **محافظت از کلید رمزنگاری:** کلید رمزنگاری باید به طور امن نگهداری شود.
  • **اعتبارسنجی تگ احراز هویت:** همیشه تگ احراز هویت را قبل از استفاده از داده‌ها اعتبارسنجی کنید.

پیوند به استراتژی‌های مرتبط، تحلیل تکنیکال و تحلیل حجم معاملات

منابع بیشتر

شروع معاملات الآن

ثبت‌نام در IQ Option (حداقل واریز $10) باز کردن حساب در Pocket Option (حداقل واریز $5)

به جامعه ما بپیوندید

در کانال تلگرام ما عضو شوید @strategybin و دسترسی پیدا کنید به: ✓ سیگنال‌های معاملاتی روزانه ✓ تحلیل‌های استراتژیک انحصاری ✓ هشدارهای مربوط به روند بازار ✓ مواد آموزشی برای مبتدیان

Баннер
Retrieved from "https://binaryoption.wiki/fa/index.php?title=GCM_(Galois/Counter_Mode)&oldid=3706"