۷ پروژه رمزنگاری حرفه ای برای درس امنیت اطلاعات — از DES تا RSA و DNA

درس امنیت اطلاعات یکی از مهم‌ترین دروس در رشته‌های مهندسی کامپیوتر و فناوری اطلاعات است. در این درس، دانشجویان با مفاهیم رمزنگاری، الگوریتم‌های رمزنگاری متقارن و نامتقارن، رمزنگاری مبتنی بر آشوب، رمزنگاری DNA و تکنیک‌های پیاده‌سازی آن‌ها آشنا می‌شوند. یکی از راه‌های یادگیری عمیق این مفاهیم، انجام پروژه‌های عملی است.

در این مقاله، به معرفی ۷ پروژه رمزنگاری حرفه ای برای درس امنیت اطلاعات می‌پردازیم. این پروژه‌ها با زبان‌های برنامه‌نویسی سی‌شارپ (#C)، متلب (MATLAB) و سی پلاس پلاس (++C) پیاده‌سازی شده‌اند و شامل الگوریتم‌های معروفی مانند DES، 3DES، SDES، RSA، و روش‌های نوینی مانند رمزنگاری تصویر با تابع آشوب و رمزنگاری DNA هستند.

رمزنگاری چیست؟

رمزنگاری «Cryptography» شاخه‌ای از علم کامپیوتر و ریاضیات است که به مطالعه و طراحی روش‌هایی برای ایمن‌سازی اطلاعات می‌پردازد. هدف اصلی رمزنگاری این است که اطلاعات به‌گونه‌ای تغییر یابند که تنها افراد مجاز بتوانند به آن‌ها دسترسی پیدا کنند. رمزنگاری نقش کلیدی در حفظ محرمانگی، یکپارچگی و اصالت داده‌ها دارد.

الگوریتم رمزنگاری مجموعه‌ای از دستورالعمل‌ها و عملیات ریاضی است که فرآیند رمزگذاری (تبدیل متن اصلی به متن رمزنگاری‌شده) و رمزگشایی (بازگرداندن متن رمزنگاری‌شده به حالت اصلی) را انجام می‌دهد. این الگوریتم‌ها به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند:

• رمزنگاری متقارن «Symmetric Cryptography»: در این روش از یک کلید واحد برای رمزگذاری و رمزگشایی استفاده می‌شود. الگوریتم‌های DES، 3DES و SDES نمونه‌هایی از رمزنگاری متقارن هستند.
• رمزنگاری نامتقارن «Asymmetric Cryptography»: این روش از دو کلید متفاوت ولی مرتبط به نام‌های کلید عمومی و کلید خصوصی استفاده می‌کند. الگوریتم RSA معروف‌ترین مثال از رمزنگاری نامتقارن است.

همچنین روش‌های نوینی مانند رمزنگاری مبتنی بر آشوب و رمزنگاری DNA نیز در سال‌های اخیر مطرح شده‌اند که امنیت بیشتری ارائه می‌دهند و در کاربردهای خاص مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در ادامه به بررسی ۷ پروژه رمزنگاری حرفه ای در قالب زبان‌های برنامه‌نویسی مختلف می‌پردازیم که می‌توانند در پروژه درس امنیت اطلاعات مورد استفاده قرار گیرند.

۱- الگوریتم رمزگذاری 3DES در سی‌شارپ

Triple DES یا 3DES نسخه‌ای بهبود‌یافته از الگوریتم رمزنگاری DES است که امنیت بالاتری را با اعمال سه‌مرحله‌ای الگوریتم DES فراهم می‌کند. این الگوریتم با اجرای متوالی رمزگذاری، رمزگشایی و دوباره رمزگذاری، مقاومت بیشتری در برابر حملات رمزنگاری ایجاد می‌کند.

در این پروژه رمزنگاری حرفه ای، پیاده‌سازی الگوریتم Triple DES با زبان #C و پلتفرم NET. انجام شده و شامل بخش‌های زیر است:

• پیاده‌سازی کلاس‌های رمزگذاری و رمزگشایی با استفاده از کتابخانه‌های NET.
• ورودی گرفتن از کاربر برای متن اصلی و کلید رمز
• انجام رمزگذاری سه‌مرحله‌ای (رمزگذاری-رمزگشایی-رمزگذاری)
• نمایش خروجی رمزنگاری‌شده به صورت هگزادسیمال یا باینری

این پروژه، نمونه‌ای از پروژه رمزنگاری با سی‌شارپ برای درک بهتر الگوریتم‌های متقارن است و در پروژه درس امنیت اطلاعات کاربرد بالایی دارد.

🔗 دانلود پروژه رمزنگاری حرفه‌ای Triple DES (3DES) با سی‌شارپ

۲- الگوریتم رمزگذاری DES در متلب

DES (Data Encryption Standard) یکی از نخستین و پرکاربردترین الگوریتم‌های رمزنگاری متقارن است که در دهه ۷۰ میلادی توسط IBM توسعه یافت و بعدها توسط مؤسسه ملی استاندارد و فناوری ایالات متحده (NIST) به عنوان استاندارد رسمی پذیرفته شد. با وجود قدیمی بودن، الگوریتم DES هنوز هم در بسیاری از سیستم‌های آموزشی و مطالعات رمزنگاری مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در این پروژه پروژه درس امنیت اطلاعات، الگوریتم رمزنگاری DES به‌صورت کامل با استفاده از زبان MATLAB پیاده‌سازی شده و تمامی مراحل اصلی آن لحاظ شده‌اند.

ویژگی‌های این پروژه عبارتند از:

• تبدیل متن ورودی به بیت و تقسیم آن به بلاک‌های ۶۴ بیتی
• اعمال مراحل کلیدی DES شامل Permutation، S-box، و Shifting
• رمزگذاری و رمزگشایی داده‌ها
• استفاده از توابع سفارشی برای تولید کلیدهای راندوم در هر مرحله

این پروژه رمزنگاری با متلب برای آشنایی عمیق با ساختار داخلی DES بسیار مناسب است.

🔗 مشاهده سورس کد کامل پروژه رمزنگاری DES با زبان متلب

۳- الگوریتم رمزگذاری و رمزگشایی SDES در سی‌شارپ #C

Simplified DES یا SDES یک نسخه‌ی ساده‌شده از الگوریتم DES است که به‌طور خاص برای مقاصد آموزشی طراحی شده است. برخلاف نسخه‌ی اصلی DES که روی بلاک‌های ۶۴ بیتی و کلید ۵۶ بیتی کار می‌کند، SDES فقط از بلاک‌های ۸ بیتی داده و کلیدهای ۱۰ بیتی استفاده می‌کند و ساختاری ساده‌تر برای درک اصول رمزنگاری متقارن دارد.

این پروژه پیاده‌سازی SDES را به‌طور کامل و گام‌به‌گام شامل مراحل کلیدی زیر ارائه می‌دهد:

• تولید کلیدهای K1 و K2 از کلید ۱۰ بیتی اصلی
• پیاده‌سازی عملکردهای IP، IP^-1، EP، P4، و S-box
• رمزنگاری و رمزگشایی یک پیام ۸ بیتی با دو دور رمزنگاری

این پروژه رمزنگاری حرفه ای با سی‌شارپ برای استفاده در کلاس درس امنیت اطلاعات بسیار کاربردی و آموزشی است.

🔗 دانلود سورس کد پروژه پیاده‌سازی SDES — رمزنگاری ساده برای آموزش مفاهیم پایه

۴- پیاده‌سازی رمزنگاری تصویر با تابع آشوب در متلب

رمزنگاری تصویر با استفاده از سیستم‌های آشوبی (Chaotic Systems) یکی از روش‌های نوین و مؤثر برای حفاظت از داده‌های تصویری در حوزه‌ی چندرسانه‌ای است. برخلاف روش‌های سنتی رمزنگاری متنی، الگوریتم‌های آشوبی با بهره‌گیری از خواص حساسیت بالا نسبت به شرایط اولیه، غیرخطی بودن، و شبه‌تصادفی بودن، امنیت بالایی را برای تصاویر دیجیتال فراهم می‌کنند.

در این پروژه، یک الگوریتم رمزنگاری تصویر با استفاده از نگاشت‌های آشوبی مانند Logistic Map یا Henon Map در محیط MATLAB پیاده‌سازی شده است.

ویژگی‌های اصلی پروژه:

• خواندن تصویر و تبدیل آن به ماتریس پیکسلی
• استفاده از توابع آشوبی مانند Logistic Map یا Henon Map برای ایجاد نویز
• تغییر جایگاه پیکسل‌ها با استفاده از تابع آشوبی
• بازسازی تصویر رمزگشایی‌شده با اعمال معکوس مراحل فوق

این پروژه رمزنگاری با متلب برای پروژه درس امنیت اطلاعات که بر رمزنگاری تصویر متمرکز است بسیار مناسب و حرفه‌ای محسوب می‌شود.

🔗 پروژه رمزنگاری تصویر با استفاده از سیستم‌های آشوبی در متلب — امنیت تصویر با مدل‌های غیرخطی

۵- الگوریتم رمزنگاری DNA در متلب

رمزنگاری DNA یکی از روش‌های نوین و بین‌رشته‌ای در زمینه‌ی رمزنگاری داده‌ها است که با الهام از ساختار زیستی مولکول DNA و اصول بیوانفورماتیک، امکان رمزنگاری پیچیده، فشرده و مقاوم را فراهم می‌کند. این نوع رمزنگاری از تطبیق اطلاعات دیجیتال با ساختار چهارحرفی DNA شامل A (Adenine)، T (Thymine)، C (Cytosine) و G (Guanine) بهره می‌برد.

در این پروژه که با هدف پیاده‌سازی یک الگوریتم رمزنگاری حرفه‌ای انجام شده است، مراحل زیر با دقت بالا طراحی و پیاده‌سازی شده‌اند:

1. متن به باینری تبدیل می‌شود.
2. باینری به رشته‌های DNA معادل (A, T, C, G) نگاشته می‌شود.
3. عملیات ترکیبی و مکملی بر اساس قواعد بیوانفورماتیک انجام می‌شود.
4. متن رمزنگاری‌شده به رشته‌ای از کدهای DNA تبدیل می‌شود.

استفاده از این پروژه در درس امنیت اطلاعات باعث آشنایی دانشجو با روش‌های غیرمتعارف و بسیار ایمن رمزنگاری می‌شود.

🔗 مشاهده و دریافت پروژه رمزنگاری DNA — الگوریتم نوین الهام‌گرفته از زیست‌مولکول‌ها

۶- پیاده‌سازی الگوریتم رمزنگاری RSA در متلب

الگوریتم RSA (مخفف Rivest–Shamir–Adleman) یکی از پراستفاده‌ترین و مهم‌ترین الگوریتم‌های رمزنگاری نامتقارن در دنیای امنیت اطلاعات است. این الگوریتم پایه‌گذار مفاهیمی همچون رمزنگاری با کلید عمومی و امضای دیجیتال است و در سیستم‌های مختلف از انتقال داده‌های امن گرفته تا رمزنگاری ایمیل و SSL کاربرد دارد.

در این پروژه که به زبان متلب (MATLAB) پیاده‌سازی شده است، تمامی مراحل رمزنگاری و رمزگشایی RSA به صورت گام‌به‌گام انجام شده است و برای آموزش دقیق الگوریتم‌های رمزنگاری نامتقارن ایده‌آل می‌باشد.

این پروژه شامل مراحل زیر است:

1. تولید دو عدد اول بزرگ و محاسبه n و φ(n)
2. انتخاب e به عنوان کلید عمومی و محاسبه d به عنوان کلید خصوصی
3. رمزگذاری با استفاده از کلید عمومی
4. رمزگشایی با استفاده از کلید خصوصی

در متلب، این فرآیند با استفاده از توابع عددی و ماتریسی پیاده‌سازی شده است و برای یادگیری الگوریتم‌های رمزنگاری نامتقارن ایده‌آل است.

🔗 دریافت پروژه رمزنگاری RSA در متلب — الگوریتم رمزنگاری نامتقارن

۷- پیاده‌سازی الگوریتم RSA در ++C

الگوریتم RSA یکی از مشهورترین الگوریتم‌های رمزنگاری نامتقارن در دنیا است که برای رمزنگاری داده‌ها، انتقال امن اطلاعات و امضای دیجیتال کاربرد دارد. در این پروژه، پیاده‌سازی کامل الگوریتم RSA به زبان برنامه‌نویسی ++C انجام شده و برای استفاده در محیط‌های واقعی و آموزش مفاهیم امنیتی بسیار مناسب است.

این پروژه رمزنگاری حرفه ای شامل موارد زیر است:

• استفاده از توابع استاندارد ++C برای عملیات عددی
• تولید کلید عمومی و خصوصی
• رمزگذاری و رمزگشایی رشته‌های متنی
• بهینه‌سازی سرعت اجرا برای استفاده در سیستم‌های واقعی

🔗 دانلود پروژه رمزنگاری RSA با زبان ++C — الگوریتم رمزنگاری نامتقارن

پروژه رمزنگاری با ++C در مقایسه با متلب سرعت و بهینگی بالاتری دارد و در محیط‌های عملیاتی کاربرد بیشتری دارد.

جمع‌بندی

در این مقاله به معرفی ۷ پروژه رمزنگاری حرفه ای پرداخته‌ایم که مناسب برای پروژه درس امنیت اطلاعات هستند. این پروژه‌ها با زبان‌های مختلفی مانند رمزنگاری با سی‌شارپ و متلب و ++C پیاده‌سازی شده‌اند و شامل الگوریتم‌های متنوعی از جمله DES، SDES، RSA و روش‌های پیشرفته‌تری مانند رمزنگاری تصویر با تابع آشوب و رمزنگاری DNA می‌باشند.

انجام این پروژه‌ها به دانشجویان کمک می‌کند تا مفاهیم تئوری را به‌صورت عملی درک کرده و توانایی خود را در طراحی و پیاده‌سازی سیستم‌های رمزنگاری افزایش دهند.

اگر به دنبال یک پروژه رمزنگاری حرفه‌ای برای تقویت مهارت خود در درس امنیت اطلاعات هستید، پیشنهاد می‌کنیم یکی از این پروژه‌ها را با توجه به سطح برنامه‌نویسی و علاقه‌مندی‌تان انتخاب کرده و اجرا نمایید. مجموعه آموزشی پی‌استور  منابع کامل آموزشی و سورس کدهای آماده را برای یادگیری بهتر و تسریع در انجام پروژه‌ها در اختیار شما قرار داده است.