Bulutli hisoblash tizimlarini kriptografik himoyalash usullari

Ushbu maqolada bulutli hisoblash tizimlarida saqlanayotgan va qayta ishlanayotgan ma‘lumotlarning maxfiyligi hamda butunligini ta‘minlashning zamonaviy kriptografik usullari tahlil qilingan. Uchinchi tomon provayderlariga (Cloud Service Provider – CSP) to‘liq ishonch mavjud bo‘lmagan muhitda ma‘lumotlarni muhofaza qilish muammolari ko‘rib chiqilgan. Tadqiqotda Gomomorf shifrlash (Homomorphic Encryption), Atributlarga asoslangan shifrlash (CP-ABE), Qidiruvga imkon beruvchi shifrlash (SSE) usullarining funksional imkoniyatlari va taqqoslama tahlili keltirilgan.

R E S E A RC H F O C US xalqaro ilmiy jurnali hamkorligida

QR-kod maqolaning DOI sahifasini ochadi SAHIFALAR TIL 342–345 O‘zbek (kirill) IQTIBOS UCHUN Арзиева Жамила Тилеубаевна, Юлдашева Равшаной Алламбергеновна, Куралбаева Райхон. Булутли ҳисоблаш тизимларини криптографик ҳимоялаш усуллари // «O‘zbekiston olima ayollarining mamlakat taraqqiyotiga qo‘shayotgan hissasi» mavzusidagi xalqaro ilmiy-amaliy konferensiya materiallari (Nukus, 2026- yil 9–10-oktyabr). – Nukus, 2026. – B. 342–345. – DOI: https://doi.org/ 10.66073/ReFocus-Conf/0910064

«O‘zbekiston olima ayollarining mamlakat taraqqiyotiga qo‘shayotgan hissasi» XALQARO ILMIY-AMALIY KONFERENSIYA NUKUS, 9–10-OKT YABR 2026

БУЛУТЛИ ҲИСОБЛАШ ТИЗИМЛАРИНИ КРИПТОГРАФИК ҲИМОЯЛАШ УСУЛЛАРИ

Арзиева Жамила Тилеубаевна Юлдашева Равшаной Алламбергеновна Куралбаева Райхон Бердақ номидаги Қорақалпоқ давлат университети Аннотация: Ушбу мақолада булутли ҳисоблаш тизимларида сақланаётган ва қайта ишланаётган маълумотларнинг махфийлиги ҳамда бутунлигини таъминлашнинг замонавий криптографик усуллари таҳлил қилинган. Учинчи томон провайдерларига (Cloud Service Provider – CSP) тўлиқ ишонч мавжуд бўлмаган муҳитда маълумотларни муҳофаза қилиш муаммолари кўриб чиқилган. Тадқиқотда Гомоморф шифрлаш (Homomorphic Encryption), Атрибутларга асосланган шифрлаш (CP-ABE), Қидирувга имкон берувчи шифрлаш (SSE) усулларининг функционал имкониятлари ва таққослама таҳлили келтирилган. Калит сўзлар: булутли ҳисоблаш, криптография, гомоморф шифрлаш, CP-ABE, SSE, дедупликация, маълумотлар махфийлиги. Булутли ҳисоблаш технологиялари (Cloud Computing)

ресурсларни марказлаштириш, унумдорликни ошириш ва харажатларни тежаш имконияти сабабли замонавий ахборот-коммуникация инфратузилмасининг асосига айланди. Бироқ, ташкилотлар ва фойдаланувчиларнинг махфий маълумотлари локал серверлардан масофавий булутли платформаларга (AWS, Azure, Google Cloud) ўтказилганда ахборот хавфсизлиги бўйича жиддий таҳдидлар юзага келади.

Булут тизимларидаги марказий муаммо шундаки, булутли хизмат кўрсатувчи провайдер (CSP) кўп ҳолларда "ҳалол, лекин қизиқувчан" (Honest-but-Curious) деб таснифланади. Яъни, провайдер инфратузилма ишини тўғри таъминлайди, аммо сақланаётган ва қайта ишланаётган маълумотларни ўрганишга ҳаракат қилиши ёки инсайдерлик ҳужумларига учраши мумкин.

Анъанавий симметрик ва асимметрик шифрлаш алгоритмлари (AES, RSA) маълумотларни узатишда (Data-in-Transit) ва сақлашда (Data-at-Rest) самарали ҳимоя қилади. Лекин, булутли серверда маълумот устида ҳисоб-китобларни бажариш учун уни оператив хотирада дешифрлаш талаб этилади. Бу эса маълумотларнинг ҳимояланишига олиб келади. Ушбу муаммони ҳал этиш учун булутли тизимларда маълумотларни шифрланган ҳолида қайта ишлаш ва кириш ҳуқуқларини криптографик бошқариш усулларини жорий этиш талаб этилади.

Булутли ҳисоблаш тизимларини (Cloud Computing) криптографик ҳимоялаш усуллари маълумотларнинг махфийлиги, бутунлиги ва ахборотга фақат ваколатли фойдаланувчилар киришини таъминлашнинг энг ишончли воситаси ҳисобланади. Булутли муҳитда маълумотлар ташқи серверларда (магазин ва ишлаш зоналарида) сақлангани сабабли, анъанавий хавфсизлик усуллари етарли бўлмайди. Қуйида булутли тизимларда қўлланиладиган асосий криптографик NUKUS · 2026

ҳимоялаш усуллари, уларнинг ишлаш принциплари ва афзалликлари келтирилган. Булутли тизимларни криптографик ҳимоялашнинг асосий усуллари – булутли муҳит спецификасидан келиб чиқиб, замонавий криптография бир нечта махсус усулларни таклиф этади: X A L Q A R O I L M I Y- A M A L I Y K O N F E R E N S I YA

1-жадвал. Булутли криптографиянинг асосий усуллари Криптографик Асосий вазифаси ва Таснифи/ Афзалликлари усул ишлаш принципи Турлари Булут провайдери Булутда сақланаётган • PHE (Partially аслида қандай маълумотларни Homomorphic) Гомоморф маълумотни қайта дешифрламасдан • SHE шифрлаш ишлаётганини (очмасдан) улар устида (Somewhat (Homomorphic кўрмайди, бу эса математик ва мантиқий Homomorphic) Encryption) абсолют ҳисоб-китобларни • FHE (Fully махфийликни бажариш. Homomorphic) « O ‘ Z B E K I S T O N O L I M A AY O L L A R I N I N G M A M L A K AT T A R A Q Q I Y O T I G A Q O ‘ S H AY O T G A N H I S S A S I »

таъминлайди. Кўп фойдаланувчили Фойдаланувчининг роли, •CP-ABE булутли муҳитда Атрибутларга бўлими ва лавозими каби (Ciphertext- ҳужжатларга кириш асосланган атрибутлари асосида Policy) ҳуқуқларини шифрлаш мураккаб ва мослашувчан •KP-ABE (Key- марказлашмаган (CP-ABE) кириш назоратини амалга Policy) ҳолда хавфсиз ошириш. бошқариш имконини беради. Очиқ матн ва қидирув Булутда сақланаётган • SSE сўровларини булут Қидирувга имкон шифрланган ҳужжатлар ва (Symmetric провайдерига берувчи шифрлаш индекслар ичидан калит Searchable) ошкор қилмасдан (SSE / PEKS) сўз (keyword) бўйича •PEKS (Publicкеракли файлларни қидирув ўтказиш. Key Searchable) тезкор топиш имконини беради. 1. Гомоморф шифрлаш (Homomorphic Encryption – HE) Булутли криптографиядаги энг истиқболли ва муҳим усуллардан биридир. У булутли серверга шифрланган маълумотларни дешифрламасдан (очмасдан) улар устида арифметик ёки мантиқий амалларни бажариш имконини беради. ⁻ Қисман гомоморф шифрлаш (Partially Homomorphic – PHE): Фақат битта амални (ё фақат қўшиш — Paillier, ёки фақат кўпайтириш — RSA) шифрланган ҳолда бажаради.

⁻ Деярли тўлиқ гомоморф шифрлаш (Somewhat Homomorphic – SHE): Чекланган миқдордаги қўшиш ва кўпайтириш амалларини бажаради. ⁻ Тўлиқ гомоморф шифрлаш (Fully Homomorphic – FHE): Исталган мураккабликдаги ҳисоб-китобларни ва алгоритмларни шифрланган манбада дешифрлашсиз бажариш имконини беради (Gentry, BGV/BFV схемалари). NUKUS · 2026

Афзаллиги: Булут провайдери (CSP) фойдаланувчининг реал маълумотларини умуман кўрмайди, лекин топшириқни тўлиқ бажариб беради. 2. Атрибутларга асосланган шифрлаш (Attribute-Based Encryption – ABE) Булутли муҳитда кўп фойдаланувчили кириш назоратини (Access Control) криптографик бошқариш механизми. X A L Q A R O I L M I Y- A M A L I Y K O N F E R E N S I YA

⁻ CP-ABE (Ciphertext-Policy ABE): Шифрлаш сиёсати (масалан, "Шифокор" AND ("Кардиолог" OR "Реаниматолог")) бевосита шифрланган маълумотнинг ўзига сингдирилади. Фойдаланувчининг атрибутлари ушбу қоидага мос келсагина маълумот дешифрланади. ⁻ KP-ABE (Key-Policy ABE): Шифрлаш сиёсати фойдаланувчининг калитига бириктирилади, маълумот эса шунчаки атрибутлар тўплами билан шифрланади. Афзаллиги: Булутли файл хотираларида кириш ҳуқуқларини мослашувчан, марказлашмаган ҳолда бошқариш имконини беради. 3. Қидирувга имкон берувчи шифрлаш (Searchable Encryption – SE) « O ‘ Z B E K I S T O N O L I M A AY O L L A R I N I N G M A M L A K AT T A R A Q Q I Y O T I G A Q O ‘ S H AY O T G A N H I S S A S I »

Фойдаланувчи булутда сақланаётган шифрланган файллар ичидан маълум бир калит сўзни (keyword) файлларни дешифрламасдан ва булутга очиқ сўзни ошкор қилмасдан қидириб топиш имконини беради. ⁻ Симметрик қидирувга эга шифрлаш (SSE): Жадал қидирув учун ягона махфий калитдан ва шифрланган индекслардан фойдаланади. ⁻ Очиқ калитли қидирув (PEKS): Очиқ калит ёрдамида файлларни шифрлаш ва фақат тегишли махфий калит эгасига қидирув сўровларини (Trapdoor) юбориш имконини беради.

Булутли ҳисоблаш тизимларида маълумотларни криптографик ҳимоялаш анъанавий шифрлаш чегараларидан чиқиб, шифрланган муҳитда ҳисоб-китобларни бажариш ва кириш ҳуқуқларига мослашувчан бошқариш босқичига ўтди.

Ушбу мақолада булутли ҳисоблаш тизимларида (Cloud Computing) сақланаётган ва қайта ишланаётган маълумотларнинг махфийлиги, бутунлиги ҳамда хавфсизлигини таъминлашнинг замонавий криптографик усуллари, математик моделлари ва алгоритмлари атрофлича таҳлил қилинди. Олинган илмий ва амалий натижалар асосида қуйидаги асосий хулосаларга келинди:  Гомоморф шифрлашнинг ўрни: Гомоморф шифрлаш (HE) алгоритмлари (хусусан, Paillier ва FHE схемалари) булутли серверларга маълумотларни дешифрламасдан улар устида мураккаб математик ва мантиқий амалларни бажариш имконини беради. Бу эса учинчи томонга очиқ маълумотларни ошкор қилмасдан, мукаммал конфиденциалликни таъминлайди.  Мослашувчан кириш назорати ва қидирув: Атрибутларга асосланган шифрлаш (CP-ABE) кўп фойдаланувчили булутли муҳитда кириш сиёсатини тўғридан-тўғри шифрланган матннинг ўзига сингдириш орқали ҳуқуқларни марказлашмаган ҳолда хавфсиз бошқариш имконини беради. Шифрланган қидирув (SSE) алгоритмлари эса булутдаги шифрланган файллар ичидан калит сўзлар бўйича тезкор ва хавфсиз қидирув ўтказишни таъминлайди.  Гибрид модель зарурати: Ҳозирги босқичда Тўлиқ Гомоморф NUKUS · 2026

Шифрлашнинг (FHE) юқори ҳисоблаш ресурслари талаб қилишини ҳисобга олган ҳолда, реал булутли платформаларда гибрид криптографик архитектурани (сақлаш учун AES-256, кириш назорати учун CP-ABE, статистик ҳисоб-китоблар учун PHE/Paillier ва қидирув учун SSE) қўллаш энг оптимал ва амалий самарали ечимдир. X A L Q A R O I L M I Y- A M A L I Y K O N F E R E N S I YA