Файл: Лабораторная работа 5 Методы защиты информации. Шифр Цезаря.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.12.2023
Просмотров: 308
Скачиваний: 20
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Лабораторная работа № 5Методы защиты информации. Шифр Цезаря.Цель работы: Освоить технологию шифрования и дешифрованияинформации в среде Excel с использованием шифра Цезаря.5.1. Теоретическая частьШифр Цезаря является частным случаем шифра простой замены (одно алфавитной подстановки). Свое название этот шифр получил по имени римскогоимператора Гая Юлия Цезаря, который использовал этот шифр при переписке.При шифровании исходного текста каждая буква заменяется другой буквой того же алфавита по следующему правилу. Заменяющая буква определяется путем смещения по алфавиту к концу от исходной буквы на k букв. При достижении конца алфавита выполняется циклический переход к его началу.Например: пусть A – используемый алфавит:A={a1, a2,…,am,...,aN},где a1, a2,…,am,...,aN – символы алфавита; N ширина алфавита.Пусть k – число позиций сдвига символов алфавита при шифровании,0<k<N. При шифровании каждый символ алфавита с номером m из кодируемого текста заменяется на символ этого же алфавита с номером m+k. Если m+k>N, номер символа в алфавите A определяется как m+k-N.Для дешифрования текстовой информации номер позиции символа восстанавливаемого текста определяется как m-k. Если m-k<0, то вычисление этогономера производится как m-k+N.Достоинством этой системы является простота шифрования идешифрования. К недостаткам системы Цезаря следует отнести:- подстановки, выполняемые в соответствии с системой Цезаря, не маскируют частот появления различных букв исходного и отрытого текста;- сохраняется алфавитный порядок в последовательности заменяющих букв;при изменении значения k изменяются только начальные позиции такой последовательности;- число возможных ключей k мало;- шифр Цезаря легко вскрывается на основе анализа частот появления букв вшифре.5.2. Порядок выполнения лабораторной работы1. Войти в среду Excel. Создать новый документ, перейти на второй лист этого
документа. Начиная с ячейки A1 до A40 набрать алфавит, как показано на рисунке 5.1”а”. Выделить весь диапазон алфавита и назначить ему имя “ABC”.2. На первом листе документа в ячейке B1 набрать текст, который необходимозашифровать, например: Гай Юлий Цезарь:”Пришел, увидел, победил!” Принаборе текста необходимо использовать только те символы, которые входят валфавит.3. В ячейке B3 записать формулу «=ПРОПИСН(B1)», функция ПРОПИСН переводит буквенные символы в строке в прописные буквы.4. В ячейке D3 записать формулу «=ДЛСТР(B3)», функция ДЛСТР позволяетопределить длину строки, что необходимо пользователю, для кодировки исходной строки.5. В ячейку D4 записать значение k, например, 5.6. В столбце А, начиная с ячейки А6, пронумеровать ячейки числами последовательного ряда от 1 до N, где N – число символов в тексте, включая пробелы. N рассчитано в ячейке D3.7. В ячейку B6, записать формулу “=ПСТР(B$3;A6;1)”, которая разделяет кодируемый текст на отдельные символы. Скопировать эту формулу в ячейки В7-В48.8. В ячейку C6 записать формулу “=ПОИСКПОЗ(B6;ABC;0)”. Функция ПОИСКПОЗ производит поиск индекса (номера позиции) символа в массиве ABC, который был определен на листе 2. Скопировать содержимое ячейки C6 в ячейкиC7-C48.9. Получив номер символа в алфавите ABC, произвести сдвиг нумерации алфавита для кодируемой последовательности символов. В ячейку D6 записатьформулу:“=ЕСЛИ(ПОИСКПОЗ(B6;ABC;0)+$D$4>40;ПОИСКПОЗ(B6;ABC;0)+$D$4-40;ПОИСКПОЗ(B6;ABC;0)+$D$4)”. (5.1)Эта формула производит сдвиг номеров символов алфавита на величину k иопределяет номер заменяющего символа из алфавита ABC. Содержимое D6скопировать в область D7-D48.10. Выбрать символы из алфавита ABC в соответствии с новыми номерами. Вячейку E6 записать формулу “=ИНДЕКС(ABC;D6)”. Скопировать содержимоеячейки E6 в область E7-E48.11. Для получения строки закодированного текста необходимо в ячейку F6 записать “=E6”, в ячейку F7 соответственно – “=F6&E7”. Далее скопировать содержимое ячейки F7, в область F8-F48. В ячейке F48 прочитать зашифрованныйтекст.12. Для проверки шифрования произвести дешифрование полученного текста и
сравнить его с исходным. На третьем листе выполнить дешифрование аналогично пунктам 2-11 лабораторной работы. При этом необходимо учесть следующие особенности:в п. 2 набрать зашифрованный текст;в п. 9 в ячейку D6 записать формулу:=ЕСЛИ(ПОИСКПОЗ(B6;ABC;0)-$D$4<0;ПОИСКПОЗ(B6;ABC;0)-$D$4+40;ПОИСКПОЗ(B6;ABC;0)-$D$4). (5.2)Получение исходного текста в ячейке F48 третьей страницы свидетельствуето корректном выполнении лабораторной работы.5.3. Контрольные вопросы:1. В чем заключается принцип защиты информации с использованием шифра Цезаря?2. Объяснить формулы (5.1) и (5.2).3. Можно ли использовать программы настоящей лабораторной работы дляшифрования другой информации? Если да, то, каким образом?4. В чем достоинства и недостатки шифра Цезаря?5. Какие еще методы защиты информации Вам известны?
Рис. 5.1. - Фрагменты документов Excel по лабораторной работе № 5:а) алфавит символов шифра Цезаря; б) начальная часть документашифрования; в) и г) начальная и конечная часть документа дешифрования__
документа. Начиная с ячейки A1 до A40 набрать алфавит, как показано на рисунке 5.1”а”. Выделить весь диапазон алфавита и назначить ему имя “ABC”.2. На первом листе документа в ячейке B1 набрать текст, который необходимозашифровать, например: Гай Юлий Цезарь:”Пришел, увидел, победил!” Принаборе текста необходимо использовать только те символы, которые входят валфавит.3. В ячейке B3 записать формулу «=ПРОПИСН(B1)», функция ПРОПИСН переводит буквенные символы в строке в прописные буквы.4. В ячейке D3 записать формулу «=ДЛСТР(B3)», функция ДЛСТР позволяетопределить длину строки, что необходимо пользователю, для кодировки исходной строки.5. В ячейку D4 записать значение k, например, 5.6. В столбце А, начиная с ячейки А6, пронумеровать ячейки числами последовательного ряда от 1 до N, где N – число символов в тексте, включая пробелы. N рассчитано в ячейке D3.7. В ячейку B6, записать формулу “=ПСТР(B$3;A6;1)”, которая разделяет кодируемый текст на отдельные символы. Скопировать эту формулу в ячейки В7-В48.8. В ячейку C6 записать формулу “=ПОИСКПОЗ(B6;ABC;0)”. Функция ПОИСКПОЗ производит поиск индекса (номера позиции) символа в массиве ABC, который был определен на листе 2. Скопировать содержимое ячейки C6 в ячейкиC7-C48.9. Получив номер символа в алфавите ABC, произвести сдвиг нумерации алфавита для кодируемой последовательности символов. В ячейку D6 записатьформулу:“=ЕСЛИ(ПОИСКПОЗ(B6;ABC;0)+$D$4>40;ПОИСКПОЗ(B6;ABC;0)+$D$4-40;ПОИСКПОЗ(B6;ABC;0)+$D$4)”. (5.1)Эта формула производит сдвиг номеров символов алфавита на величину k иопределяет номер заменяющего символа из алфавита ABC. Содержимое D6скопировать в область D7-D48.10. Выбрать символы из алфавита ABC в соответствии с новыми номерами. Вячейку E6 записать формулу “=ИНДЕКС(ABC;D6)”. Скопировать содержимоеячейки E6 в область E7-E48.11. Для получения строки закодированного текста необходимо в ячейку F6 записать “=E6”, в ячейку F7 соответственно – “=F6&E7”. Далее скопировать содержимое ячейки F7, в область F8-F48. В ячейке F48 прочитать зашифрованныйтекст.12. Для проверки шифрования произвести дешифрование полученного текста и
сравнить его с исходным. На третьем листе выполнить дешифрование аналогично пунктам 2-11 лабораторной работы. При этом необходимо учесть следующие особенности:в п. 2 набрать зашифрованный текст;в п. 9 в ячейку D6 записать формулу:=ЕСЛИ(ПОИСКПОЗ(B6;ABC;0)-$D$4<0;ПОИСКПОЗ(B6;ABC;0)-$D$4+40;ПОИСКПОЗ(B6;ABC;0)-$D$4). (5.2)Получение исходного текста в ячейке F48 третьей страницы свидетельствуето корректном выполнении лабораторной работы.5.3. Контрольные вопросы:1. В чем заключается принцип защиты информации с использованием шифра Цезаря?2. Объяснить формулы (5.1) и (5.2).3. Можно ли использовать программы настоящей лабораторной работы дляшифрования другой информации? Если да, то, каким образом?4. В чем достоинства и недостатки шифра Цезаря?5. Какие еще методы защиты информации Вам известны?
 а) |  б) |
 в) |  г) |