Block Cipher Principles in Cryptography Explained in Hindi & English | ब्लॉक सिफर सिद्धांत क्रिप्टोग्राफी में (Complete Notes for Data Science & Information Security Students)


ब्लॉक सिफर सिद्धांत क्रिप्टोग्राफी में (Block Cipher Principles in Cryptography)

परिचय:

क्रिप्टोग्राफी (Cryptography) में ब्लॉक सिफर (Block Cipher) एक महत्वपूर्ण एन्क्रिप्शन तकनीक है जो डेटा को निश्चित आकार के ब्लॉकों (Blocks) में विभाजित करके प्रत्येक ब्लॉक को अलग-अलग एन्क्रिप्ट करती है। यह तकनीक आधुनिक सुरक्षा एल्गोरिद्म जैसे AES, DES, और Blowfish का आधार है।

ब्लॉक सिफर, समान कुंजी क्रिप्टोग्राफी (Symmetric Key Cryptography) का हिस्सा है, जिसमें एन्क्रिप्शन और डिक्रिप्शन दोनों के लिए एक ही कुंजी का उपयोग किया जाता है।

ब्लॉक सिफर की मूल अवधारणा:

  • Plain Text को निश्चित आकार (आमतौर पर 64 या 128 बिट) के ब्लॉकों में विभाजित किया जाता है।
  • हर ब्लॉक पर एन्क्रिप्शन एल्गोरिद्म और कुंजी लागू होती है।
  • आउटपुट में प्रत्येक ब्लॉक के लिए Cipher Text उत्पन्न होता है।

ब्लॉक सिफर का गणितीय प्रतिनिधित्व:

E: {0,1}ⁿ × K → {0,1}ⁿ
D: {0,1}ⁿ × K → {0,1}ⁿ
जहाँ:
E = Encryption Function
D = Decryption Function
K = Key
n = Block Size

ब्लॉक सिफर की प्रमुख विशेषताएँ:

  • निश्चित ब्लॉक आकार: सामान्यतः 64-bit या 128-bit।
  • समान कुंजी का प्रयोग: एन्क्रिप्शन और डिक्रिप्शन दोनों में एक ही कुंजी।
  • रिवर्सिबल ऑपरेशन: Cipher Text को मूल Plain Text में पुनः प्राप्त किया जा सकता है।
  • डेटा की अखंडता और गोपनीयता सुनिश्चित करता है।

ब्लॉक सिफर का कार्य सिद्धांत:

Block Cipher मुख्य रूप से दो चरणों में कार्य करता है:

  1. एन्क्रिप्शन: प्रत्येक ब्लॉक को Key के साथ प्रोसेस करके Cipher Text में बदला जाता है।
  2. डिक्रिप्शन: Cipher Text को उसी Key से पुनः Plain Text में परिवर्तित किया जाता है।

Feistel Structure:

अधिकांश ब्लॉक सिफर Feistel Structure पर आधारित होते हैं, जैसे कि DES। यह संरचना Plain Text को दो भागों में बाँटकर बार-बार प्रोसेस करती है।

  • Left Half (L) और Right Half (R) में विभाजन।
  • R भाग पर Function f लागू होता है और परिणाम L के साथ XOR किया जाता है।
  • Rounds के बाद L और R को स्वैप करके अंतिम Cipher Text उत्पन्न होता है।

Feistel Round Function:

Lₙ = Rₙ₋₁
Rₙ = Lₙ₋₁ ⊕ F(Rₙ₋₁, Kₙ)

ब्लॉक सिफर बनाम स्ट्रीम सिफर:

मानदंडब्लॉक सिफरस्ट्रीम सिफर
कार्य विधिडेटा को ब्लॉकों में विभाजित करता हैडेटा को एक बिट या बाइट के रूप में प्रोसेस करता है
उदाहरणAES, DES, BlowfishRC4
गतिधीमीतेज़
सुरक्षाउच्चमध्यम

ब्लॉक सिफर डिजाइन सिद्धांत:

  • Confusion और Diffusion (Shannon Principles) का पालन।
  • Key Mixing – हर Round में Key को मिक्स किया जाता है।
  • Substitution और Permutation चरण।
  • Round Function का उपयोग (Feistel या SP Network)।

ब्लॉक सिफर के अनुप्रयोग:

  • डेटा एन्क्रिप्शन (AES, DES)।
  • डिजिटल सिग्नेचर सिस्टम।
  • VPN और नेटवर्क सुरक्षा।
  • सुरक्षित डेटा भंडारण।

निष्कर्ष:

Block Cipher क्रिप्टोग्राफी की मूलभूत संरचना है जो डेटा सुरक्षा के लिए मजबूत और भरोसेमंद आधार प्रदान करती है। इसकी Feistel Structure और Round Functions के कारण यह आधुनिक एन्क्रिप्शन तकनीकों का केंद्र है।

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