Graduation project Entitled Open source library for the most important information security algorithms. --------------------------------- The aim of the project In this project, we aim to provide a C ++ programming library for programmers to help them integrate the various security aspects of cryptographic algorithms, encryption patterns, fingerprinting algorithms and electronic signatures into their applications and projects while ensuring that all the algorithms contained in this library are accurately verified and tested according to test cases As well as the efficiency of execution in terms of time and memory usage.   There are many libraries that provide the same service that we aspire to in this project. We wanted to do the programming of this library ourselves so that it offers powerful possibilities.

1. ‫المعلوماتية‬ ‫الهندسة‬ ‫لية‬
‫البرمجيات‬‫المعلوامت‬ ‫ونظم‬
‫الخامسة‬ ‫السنة‬
‫تخرج‬ ‫مشروع‬
‫بعنوان‬
‫ألهم‬ ‫المصدر‬ ‫مفتوحة‬ ‫كتبة‬‫خوارزميات‬
‫المعلومات‬ ‫أمن‬
:‫إعداد‬‫حسن‬ ‫علي‬
‫علي‬ ‫رامي‬
:‫إشراف‬‫د‬.‫برهوم‬ ‫بسيم‬
1

2. 2
‫المقدمة‬:
‫أهذم‬ ‫مذن‬ ‫هذه‬ ‫أيامنا‬ ‫في‬ ‫المعلوماتية‬ ‫الهندسة‬ ‫تعتبر‬
‫الرئيس‬ ‫المحرك‬ ‫تعتبر‬ ‫و‬ ‫الدولية‬ ‫الساحة‬ ‫على‬ ‫التخصصات‬
‫التذي‬ ‫السياسذات‬ ‫أبذرز‬ ّ‫إن‬ ‫و‬ ‫العالمية‬ ‫الحضارة‬ ‫لحركة‬
‫مذن‬ ‫النذوع‬ ‫هذها‬ ‫اسذتخدام‬ ‫في‬ ‫المتقدمة‬ ‫الدول‬ ‫تتبعها‬
‫المجهذدة‬ ‫الروتينيذة‬ ‫األمور‬ ‫أتمتة‬ ‫في‬ ‫يتجلى‬ ‫الهندسات‬
‫مذن‬ ‫الذرئيس‬ ‫الهدف‬ ّ‫إن‬ ‫و‬ ‫طاقته‬ ‫تستنفه‬ ‫التي‬ ‫و‬ ‫لإلنسان‬
‫التذي‬ ‫المتاعذ‬ ‫من‬ ‫اإلنسان‬ ‫تحرير‬ ‫هو‬ ‫األمور‬ ‫هه‬ ‫أتمتة‬
‫تمكذين‬ ‫و‬ ‫جهة‬ ‫من‬ ‫المجهد‬ ‫الروتيني‬ ‫العمل‬ ‫عليه‬ ‫يفرضها‬
‫البشرية‬ ‫الطاقات‬ ‫من‬ ‫حد‬ ‫أقصى‬ ‫إلى‬ ‫االستفادة‬ ‫من‬ ‫الدولة‬
‫ذن‬‫ذ‬‫يمك‬ ‫إها‬ ‫ذر‬‫ذ‬‫أخ‬ ‫ذة‬‫ذ‬‫جه‬ ‫ذن‬‫ذ‬‫م‬ ‫ذدودة‬‫ذ‬‫مح‬ ‫ذر‬‫ذ‬‫الري‬ ‫و‬ ‫ذة‬‫ذ‬‫الخالق‬
‫هذو‬ ‫الحاس‬ ‫نجعل‬ ‫أن‬ ‫الهندسات‬ ‫من‬ ‫النوع‬ ‫هها‬ ‫باستخدام‬
‫نسخر‬ ‫يجلعنا‬ ‫مما‬ ‫المجهدة‬ ‫الروتينية‬ ‫باألعمال‬ ‫يقوم‬ ‫من‬
‫تطلذ‬ ‫حيويذة‬ ‫أكرذر‬ ‫مجذاالت‬ ‫في‬ ‫األفراد‬ ‫من‬ ‫أكبر‬ ‫أعداد‬
‫اإلنساني‬ ‫العمل‬ ‫و‬ ‫اإلبداع‬.

3. 3
‫مصطلح‬ ‫هكر‬ ‫عند‬ ‫و‬"‫نظام‬ ‫أتمتة‬"‫ههننا‬ ‫إلى‬ ‫يتبادر‬ ‫ما‬ ً‫غالبا‬ ‫ه‬ ّ‫فإن‬
‫الدولة‬ ‫في‬ ‫معينة‬ ‫مؤسسة‬ ‫يخص‬ ‫نظام‬ ‫هو‬ ‫أتمته‬ ‫ستتم‬ ‫الهي‬ ‫النظام‬ ‫أن‬
‫جميذ‬ ‫علذى‬ ‫تشذتمل‬ ‫ضذخمة‬ ‫بيانات‬ ‫قواعد‬ ‫المؤسسات‬ ‫هه‬ ‫تمتلك‬ ‫حيث‬
‫بعملهذا‬ ‫القيام‬ ‫تستطي‬ ‫حتى‬ ‫المؤسسة‬ ‫هه‬ ‫تحتاجها‬ ‫التي‬ ‫البيانات‬
‫وجه‬ ‫أكمل‬ ‫على‬.
‫ترتبط‬ ‫مؤسسة‬ ‫كل‬ ‫في‬ ‫الموجودة‬ ‫المعلومات‬ ‫هه‬ ‫طبيعة‬ ّ‫فإن‬ ‫بالطب‬ ‫و‬
‫على‬ ‫التعليمية‬ ‫فالمؤسسات‬ ‫المؤسسة‬ ‫هه‬ ‫عمل‬ ‫بمجال‬ ً‫وريقا‬ ً‫ارتباطا‬
‫و‬ ‫التعليميذة‬ ‫العمليذة‬ ‫تخذص‬ ‫بيانذات‬ ‫علذى‬ ‫تشذتمل‬ ‫المرذال‬ ‫سبيل‬
‫ذلة‬‫ذ‬‫ص‬ ‫هات‬ ‫ذات‬‫ذ‬‫معلوم‬ ‫ذى‬‫ذ‬‫عل‬ ‫ذتمل‬‫ذ‬‫تش‬ ‫ذة‬‫ذ‬‫األمني‬ ‫و‬ ‫ذكرية‬‫ذ‬‫العس‬ ‫ذات‬‫ذ‬‫المؤسس‬
‫األمنية‬ ‫و‬ ‫العسكرية‬ ‫باألعمال‬.
‫إلذى‬ ‫مؤسسذة‬ ‫من‬ ‫تختلف‬ ‫البيانات‬ ‫سرية‬ ‫درجة‬ ‫أن‬ ‫الواضح‬ ‫لمن‬ ‫ه‬ ّ‫إن‬ ‫و‬
‫أخر‬,‫مؤسسة‬ ‫في‬ ‫المطلوبة‬ ‫السرية‬ ‫درجة‬ ‫بين‬ ‫تفاوت‬ ‫هنالك‬ ‫فبالطب‬
‫متجذر‬ ‫بيانذات‬ ‫مذ‬ ‫التعامل‬ ‫عند‬ ‫المطلوبة‬ ‫السرية‬ ‫درجة‬ ‫و‬ ‫عسكرية‬
‫ا‬‫مذرال‬ ‫األطفال‬ ‫أللعا‬.‫األولذى‬ ‫الحالذة‬ ‫ففذي‬,‫حمايذة‬ ‫تذتم‬ ‫أن‬ ‫يجذ‬
‫على‬ ‫الحفاظ‬ ‫أجل‬ ‫من‬ ‫هلك‬ ‫و‬ ‫السرقة‬ ‫من‬ ‫تخزينها‬ ‫يتم‬ ‫التي‬ ‫البيانات‬
‫غيذر‬ ‫أشذخاص‬ ‫إلى‬ ‫معلومات‬ ‫هكها‬ ‫تسري‬ ‫عدم‬ ‫ضمان‬ ‫أجل‬ ‫من‬ ‫و‬ ‫سريتها‬
‫عليها‬ ‫بالحصول‬ ‫مخولين‬.

4. 4
‫و‬‫بالتالي‬‫ه‬ ّ‫فإن‬‫يج‬‫تأمين‬‫هه‬‫البيانات‬‫في‬‫أماكن‬‫تخزينها‬
‫باإلضافة‬‫إلى‬‫تأمينها‬‫أرناء‬‫نقلها‬‫في‬‫شبكات‬‫الحواسي‬‫و‬‫من‬‫هنا‬
‫ظهرت‬‫الحاجة‬‫إلى‬‫تخصص‬‫أمن‬‫المعلومات‬‫الهي‬‫يهتم‬‫بآليات‬‫الحفاظ‬
‫على‬‫سرية‬‫البيانات‬.
‫و‬‫لقد‬‫تناولنا‬‫في‬‫هها‬‫المشروع‬‫أحد‬‫أهم‬‫طرق‬‫الحفاظ‬‫على‬‫سرية‬
‫البيانات‬‫و‬‫هي‬‫التشفير‬‫حيث‬‫يتم‬‫تحويل‬‫البيانات‬‫السرية‬‫إلى‬‫شكل‬
‫آخر‬‫غير‬‫الشكل‬‫الصريح‬‫لها‬‫و‬‫هلك‬‫باستخدام‬‫خوارزميات‬‫معينة‬
‫تستخدم‬‫مفاتيح‬‫تشفير‬‫لتشفير‬‫البيانات‬,‫فبعد‬‫أن‬‫يتم‬‫تشفير‬‫هه‬
‫البيانات‬‫باستخدام‬‫خوارزمية‬‫و‬‫مفتاح‬‫محددين‬,ّ‫فإن‬‫البيانات‬
‫تتحول‬‫إلى‬‫شكل‬‫آخر‬‫غير‬‫مفهوم‬ً‫إطالقا‬‫كما‬ّ‫أن‬‫استرجاع‬‫الشكل‬
‫األصلي‬‫لهه‬‫البيانات‬‫أي‬‫العودة‬‫إلى‬‫شكلها‬‫الصريح‬‫المفهوم‬
‫يتطل‬‫معرفة‬‫الخوارزمية‬‫و‬‫مفتاح‬‫التشفير‬‫المستخدمين‬.ّ‫إن‬
‫استخدام‬‫هه‬‫االستراتيجية‬‫للحفاظ‬‫على‬‫سرية‬‫البيانات‬‫يضمن‬‫لنا‬

5. 5
‫و‬‫نحن‬‫كمهندسي‬‫برمجيات‬‫ال‬‫تقتصر‬‫مهمتنا‬‫فقط‬‫على‬
‫تقديم‬‫منتجات‬‫برمجية‬‫للمستخدم‬‫النهائي‬‫و‬‫الهي‬‫يكون‬
‫في‬‫أغل‬‫األحيان‬‫غير‬‫متخصص‬‫بعلوم‬‫الحاس‬,‫بل‬‫ه‬ ّ‫إن‬‫من‬
‫واجباتنا‬ً‫أيضا‬‫أن‬‫نقوم‬‫بصناعة‬‫منتجات‬‫برمجية‬‫ل‬ ّ‫تسه‬
‫على‬‫المبرمجين‬‫اآلخرين‬‫عملهم‬‫و‬‫تساعدهم‬‫في‬‫مختلف‬
‫مجاالت‬‫علوم‬‫الحاس‬.
‫و‬‫من‬‫هها‬‫المنطلق‬,‫فإننا‬‫أردنا‬‫أن‬‫نقدم‬‫في‬‫هها‬
‫المشروع‬‫مكتبة‬‫برمجية‬‫بلرة‬C++‫ر‬ ّ‫توف‬‫للمبرمج‬‫عدد‬‫من‬
‫أهم‬‫خوارزميات‬‫التشفير‬‫و‬‫خوارزميات‬‫أمن‬‫المعلومات‬
‫بشكل‬‫عام‬‫لكي‬‫يقوم‬‫باستخدامها‬‫في‬‫تطبيقات‬‫أكبر‬
‫تتطل‬ً‫قدرا‬‫من‬‫السرية‬‫أرناء‬‫تعاملها‬‫م‬‫البيانات‬.‫و‬
‫قد‬‫تم‬‫تصميم‬‫هه‬‫المكتبة‬‫م‬‫مراعاة‬‫الكرير‬‫من‬‫األمور‬
‫التي‬‫تتعلق‬‫بكفاءة‬‫عمل‬‫الخوارزميات‬‫مرل‬‫سرعة‬
‫تنفيهها‬‫و‬‫صحة‬‫نتائجها‬‫و‬‫االستخدام‬‫األمرل‬‫للموارد‬
‫مرل‬‫الهاكرة‬‫و‬‫قدرة‬‫المعالج‬‫و‬‫غيرها‬.

6. 6
‫المشروع‬ ‫من‬ ‫الهدف‬
‫بلرذة‬ ‫برمجيذة‬ ‫مكتبذة‬ ‫تذوفير‬ ‫إلذى‬ ‫المشذروع‬ ‫هها‬ ‫في‬ ‫نهدف‬C++
‫المختلفذة‬ ‫المعلومذات‬ ‫أمن‬ ‫نواحي‬ ‫تضمين‬ ‫في‬ ‫تساعدهم‬ ‫للمبرمجين‬
‫توقي‬ ‫و‬ ‫بصمة‬ ‫خوارزميات‬ ‫و‬ ‫تشفير‬ ‫أنماط‬ ‫و‬ ‫تشفير‬ ‫خوارزميات‬ ‫من‬
‫ذ‬‫جميذ‬ ‫أن‬ ‫ذمان‬‫ضذ‬ ‫ذ‬‫مذ‬ ‫ذاريعهم‬‫مشذ‬ ‫و‬ ‫ذاتهم‬‫تطبيقذ‬ ‫ذي‬‫فذ‬ ‫ذي‬‫الكترونذ‬
‫مختبذرة‬ ‫و‬ ‫بدقذة‬ ‫محققذة‬ ‫المكتبة‬ ‫هه‬ ‫في‬ ‫المضمنة‬ ‫الخوارزميات‬
‫حيث‬ ‫من‬ ‫التنفيه‬ ‫في‬ ‫للكفاءة‬ ‫باإلضافة‬ ‫معيارية‬ ‫اختبار‬ ‫حاالت‬ ‫وفق‬
‫الهاكرة‬ ‫استخدام‬ ‫و‬ ‫الزمن‬.
‫م‬‫نفذس‬ ‫تذوفر‬ ‫التذي‬ ‫المكتبذات‬ ‫مذن‬ ‫العديد‬ ‫توجد‬ ‫ه‬ ّ‫بأن‬ ‫العلم‬
‫المشروع‬ ‫هها‬ ‫في‬ ‫إليها‬ ‫نطمح‬ ‫التي‬ ‫الخدمة‬,‫أنذا‬ ‫أردنذا‬ ‫فإننذا‬
‫قوية‬ ‫إمكانيات‬ ‫تقدم‬ ‫بحيث‬ ‫بأنفسنا‬ ‫المكتبة‬ ‫هه‬ ‫ببرمجة‬ ‫نقوم‬.

7. 7
‫أقسام‬‫المشروع‬:
•‫خوارزميات‬‫التشفير‬
•‫أنماط‬‫التشفير‬
•‫خوارزميات‬‫البصمة‬
•‫التوقي‬‫اإللكتروني‬

8. 8
‫خوارزميات‬‫التشفير‬
‫بنية‬‫قسم‬‫خوارزميات‬‫التشفير‬‫من‬‫وجهة‬‫نظر‬‫هندسة‬
‫البرمجيات‬.
‫مخططات‬‫ال‬Class Diagram
‫كل‬‫خوارزمية‬‫يتم‬‫التعامل‬‫معها‬‫من‬‫خالل‬‫صفين‬,
‫أحدهما‬‫مسؤول‬‫عن‬‫عمليات‬‫التشفير‬‫واآلخر‬‫مسؤل‬‫عن‬
‫عملية‬‫فك‬‫التشفير‬.

9. 9
‫خوارزميات‬‫التشفير‬
‫ويوفر‬‫ههاالقسم‬‫الخوارزميات‬‫التالية‬:
RC4
Rijndael 128
Rijndael192
Rijndael 256
Blowfish
DES
3DES(2 keys)
3DES(3 keys)
RC6
IDEA

10. 10
Rijndael

11. 11
Rijndael Decryption

12. 12
‫المكتبة‬ ‫توفر‬
Rijndael 128,192,256

13. 13
DES

14. 14
Key Expansion

15. 15
Encryption

16. 16
F function

17. 17
Decryption

18. 18
3DES (2 Keys)

19. 19
3DES (2 Keys) Decryption

20. 20
IDEA

21. 21
Key Expansion

22. 22
Encryption

23. 23
Decryption

24. 24
‫في‬ ‫الضر‬ ‫عملية‬ ‫تسري‬ ‫طريقة‬
‫خوارزمية‬IDEA

25. 25
Blowfish
Blowfish uses Fiestel network
key expansion

26. 26
Encryption Algorithm

27. 27
Decryption Algorithm

28. 28
RC6

29. 29
‫في‬ ‫الضر‬ ‫عملية‬ ‫تسري‬ ‫كيفية‬
‫خوار‬‫ز‬‫مية‬RC6

30. 30
‫التشفير‬ ‫أنماط‬

31. 31
Why Encryption Modes?

32. 32
‫التشفير‬ ‫أنماط‬ ‫القسم‬ ‫هها‬ ‫يوفر‬
‫التالية‬ ‫األساسية‬:
ECB
CBC
CFB
OFB
CTR

33. 33
‫صف‬ ‫خالل‬ ‫من‬ ‫نمط‬ ‫كل‬ ‫م‬ ‫التعامل‬ ‫يتم‬
‫فقط‬ ‫واحد‬

34. 34
‫وجة‬ ‫من‬ ‫التشفير‬ ‫أنماط‬ ‫قسم‬ ‫بنية‬
‫البرمجيات‬ ‫هندسة‬ ‫نظر‬

35. 35
‫الصف‬ ‫وظيفة‬EncryptedData

36. 36
‫الصف‬ ‫وظيفة‬EncryptedData

37. 37
‫الصور‬ ‫تشفير‬ ‫في‬ ‫التشفير‬ ‫أنماط‬ ‫استخدام‬ ‫أهمية‬

38. 38
ECB Operation Mode
‫المشاكل‬ ‫بعض‬ ‫من‬ ‫النمط‬ ‫هها‬ ‫يعاني‬
‫األمنية‬

39. 39
CBC Operation Mode

40. 40
‫الواردة‬ ‫األمنية‬ ‫المشكلة‬
‫النمط‬ ‫في‬ECB‫في‬ ‫حلها‬ ‫يتم‬
‫النمط‬CBC
‫كيف؟‬

41. 41
CFB Operation Mode

42. 42
CFB Operation Mode
‫النمط‬ ‫إن‬CFB‫من‬ ‫نسبيا‬ ‫أبطأ‬
‫في‬ ‫التشفير‬ ‫أنماط‬ ‫بقية‬
‫مكتبتنا‬
‫لماها؟‬

43. 43
OFB Operation Mode

44. 44
CTR Operation Mode

45. 45
‫البصمة‬ ‫خوارزميات‬
‫الرقمية‬

46. 46
‫من‬ ‫الرقمية‬ ‫البصمة‬ ‫قسم‬ ‫بنية‬
‫البرمجيات‬ ‫هندسة‬ ‫نظر‬ ‫وجهة‬

47. 47
‫القسم‬ ‫هها‬ ‫يوفر‬6‫خوارزميات‬
‫هي‬ ‫شهيرة‬ ‫بصمة‬:
• SHA 224
• SHA 256
• SHA 384
• SHA 512
• MD5
• Whilpool

48. 48
SHA 512
How does it work?

49. 49
SHA 256
How does it work?

50. 50
Whirlpool
How does it work?

51. 51
‫البصمة‬ ‫لحسا‬ ‫مرال‬ ‫لدينا‬
‫بحجم‬ ‫لفيديو‬ ‫الرقمية‬25MB
‫خوارمية‬ ‫وفق‬
SHA

52. 52
‫فيديو‬ ‫ملف‬ ‫لتشفير‬ ‫مرال‬ ‫لدينا‬
‫خوارزمية‬ ‫باستخدام‬
Blowfish

53. 53
‫الرقمي‬ ‫التوقي‬

54. 54
‫التوقي‬ ‫خوارزمية‬ ‫المكتبة‬ ‫توفر‬
‫التالية‬ ‫األلكتروني‬:
RSA

55. 55
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
CBC
CFB
ECB
OFB
CTR
CHART TITLE
DES RC6 Rijndael BlowFish

56. 56
‫خالل‬ ‫واجهناها‬ ‫التي‬ ‫العقبات‬
‫المشروع‬ ‫على‬ ‫العمل‬:
•‫قلة‬‫المراج‬‫المتاحة‬‫في‬‫مجال‬‫أمن‬
‫المعلومات‬.
•‫بعض‬‫المراج‬‫تشرح‬‫األفكار‬‫بشكل‬‫غير‬‫كامل‬
(‫طرح‬‫غير‬‫آكاديمي‬)‫حيرث‬‫اضطررنا‬‫في‬
‫كرير‬‫من‬‫األحيان‬‫إلى‬‫تجمي‬‫المعلومات‬
‫الخاصة‬‫بالخوارزميات‬‫من‬‫أكرر‬‫من‬‫مصدر‬
‫حتى‬‫تمكنا‬‫من‬‫الوصول‬‫إلى‬‫اآللية‬‫الكاملة‬

57. 57
‫توفرها‬ ‫التي‬ ‫القوة‬ ‫نقاط‬ ‫بعض‬
‫مكتبتنا‬:
•‫سرعة‬‫التنفيه‬.
•Old DES Vs New NES

58. THE END