Файл: Министерство образования и науки российской федерации брянский Государственный Технический Университет.docx

3.2. Шифры простой замены

а) Шифр Цезаря

Шифр Цезаря — это вид шифра подстановки, в котором каждый символ в открытом тексте заменяется символом, находящимся на некотором постоянном числе позиций левее или правее него в алфавите.

Ключ: k=3

Зашифрованный текст: тусдозпг кгьлхю лрчсупгщлл есорсегог ъзосезъзф лм цп ф жузерзмылш еузпир

б) Аффинный шифр

Для шифрования будем использовать русский алфавит.

В аффинном шифре каждой букве алфавита размера m ставится в соответствие число из диапазона 0..m-1. Затем при помощи модульной арифметики для каждого числа, соответствующего букве исходного алфавита, вычисляется новое число, которое заменит старое в шифротексте. Функция шифрования для каждой буквы:

????(????)=(????????+????) ???????????? ????

где модуль m— размер алфавита, а пара a и b — ключ шифра. Значение a должно быть выбрано таким, что a и m — взаимно простые числа. Функция расшифрования:

????(????)=????−1(????−????) ???????????? ????

где ????−1 – обратное к а число по модулю m. То есть оно удовлетворяет уравнению 1=????????−1???????????? ????

Приступим к шифрованию исходного сообщения. В данному случае m=29. Подберем число а такое, что а и m – взаимно простые числа. Пусть а=2, b=3.

В данном случае функция шифрования:

????(????)=(2????+3) ???????????? 29

Первый шаг шифрования - запись чисел, соответствующих каждой букве сообщения. Зашифруем весь алфавит

Буква	А	Б	В	Г	Д	Е	Ё	Ж	З	И	Й	К	Л	М	Н
x	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
E(x)	3	5	7	9	11	13	15	17	19	21	23	25	27	29	31
Шифр	Г	Е	Ж	И	К	М	О	Р	Т	Ф	Ц	Ш	Ъ	Ь	Ю

---

Буква	О	П	Р	С	Т	У	Ф	Х	Ц	Ч	Ш	Щ	Ъ	Ы	Ь
x	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29
E(x)	0	2	4	6	8	10	12	14	16	18	20	22	24	26	28
Шифр	А	В	Д	Ё	З	Й	Л	Н	П	С	У	Х	Ч	Щ	Ы

Буква	Э	Ю	Я
x	30	31	32
E(x)	30	32	1
Шифр	Э	Я	Б

Зашифрованный текст: вдаеъмьг тгхфзщ фюладьгпфф жаъюажгъг смъажмсмешфц йь ё кдмжюмцуфн ждмьою

---

3.3. Шифры биграммной замены

а) Шифр Плейфера

Шифр Плейфера базируется на методе многобуквенного шифрования, где элементом считается биграма (2 буквы). Основан на использовании буквенной матрицы. Матрица строится на основе некоторого ключевого слова. Матрица заполняется слева направо, сверху вниз. Сначала записывается ключевое слово (причём повторяющиеся буквы пропускаются). Затем записывается весь оставшийся алфавит (опять же исключая те буквы, которые уже находятся в матрице). В результате построения будет получена буквенная матрица с неповторяющимися символами.

Шифрование каждой биграммы происходит по следующим правилам:

1. Если буквы биграммы попадают в одну и туже строчку матрицы, то каждую из них заменяем буквой следующую за ней (справа) в той же строке. (строку считаем цикличной).

2. Если буквы биграммы попадают в один и тот же столбец матрицы, то каждую из них заменяем буквой следующую за ней (вниз) в том же столбце (столбец считаем цикличным).

3. Если не выполняется ни 1, ни 2 правила, то каждая буква из биграммы заменяется буквой, находящейся на пересечении строки, содержащей эту букву, и столбца, где содержится вторая буква.

Ключевое слово: ПЕРЕТАНОВКА

Ключевая таблица шифрования:

п	е	р	с	т	а
н	о	в	к	б	г
д	ё	ж	з	и	й
л	м	у	ф	х	ц
ч	ш	щ	ъ	ы	ь
э	ю	я	-	.	,

Зашифрованный текст:

---

есвгмпце йсыжб. .зклвецехйз. кв днвкпц, шпмнор

б) Шифр Порты

Шифрование выполняется парами букв исходного сообщения. Первая буква пары указывает на строку шифрозамены, вторая - на столбец. В случае нечетного количества букв в исходном сообщении к нему добавляется вспомогательный символ («пустой знак»).



Таблица шифрозамен для шифра Порты

Зашифрованный текст: 450405316 218753554 261603477022257 076323406011028 688324068688506257 570 522 140158378272269 078167168

3.4. Шифры коротко - периодичного гаммирования

а) Шифр Виженера

Шифр Виженера - это с секретным ключом. Шифрование происходит по формуле C_i,=(P_i +K_i)modn ,дешифрование по формуле C_i,=(P_i -K_i)modn, где n - число символов в алфавите.

Ключевое слово: ЗАМЕНА

п

р

о

б

л

е

м

а

з

а

щ

и

т

ы

и

н

ф

о

р

м

а

ц

и

и

в

о

л

н

о

в

з

а

м

е

н

а

з

а

м

е

н

а

з

а

м

е

н

а

з

а

м

е

н

а

з

а

м

е

н

а

ш

с

ь

ж

ъ

ё

ч

б

х

ё

з

й

ы

ь

ц

у

г

п

щ

н

н

ь

ч

й

к

п

щ

у

э

г

---

а

л

а

ч

е

л

о

в

е

ч

е

с

к

и

й

у

м

с

д

р

е

в

н

е

й

ш

и

х

в

р

з

а

м

е

н

а

з

а

м

е

н

а

з

а

м

е

н

а

з

а

м

е

н

а

з

а

м

е

н

а

и

м

н

э

у

м

ч

г

т

э

у

т

у

й

ч

щ

ы

т

м

с

т

з

ь

ё

т

щ

ц

ы

р

с

е	м	ё	н
з	а	м	е
н	н	у	у

Зашифрованный текст: шмьжъёчб хёзйыь цугпщнньчк кпщуэгимн эумчгтэутуй щы т мстзьётщцы рснну

б) Шифр Бофора

Шифр похож на шифр Виженера, со слегка измененным механизмом шифрования.

---