Файл: Методические указания по проведению лабораторно практических занятий по оп. 01. Основы теории информации для специальности 09. 02. 02 Компьютерные сети.docx

Дальше осуществляется непосредственное шифрование в соответствии со вторым правилом, а именно: берем первую букву шифруемого текста (М) и соответствующую ей букву ключа (К); по букве шифруемого текста (М) входим в рабочую матрицу шифрования и выбираем под ней букву, расположенную в строке, соответствующей букве ключа (К),— в нашем примере такой буквой является Ч; выбранную таким образом букву помещаем в зашифрованный текст. Эта процедура циклически повторяется до зашифрования всего текста. Эксперименты показали, что при использовании такого метода статистические характеристики исходного текста практически не проявляются в зашифрованном сообщении. Нетрудно видеть, что замена по таблице Вижинера эквивалентна простой замене с циклическим изменением алфавита, т.е. здесь мы имеем полиалфавитную подстановку, причем число используемых алфавитов определяется числом букв в слове ключа. Поэтому стойкость такой замены определяется произведением стойкости прямой замены на число используемых алфавитов, т.е. число букв в ключе.Расшифровка текста производится в следующей последовательности:

1. 
   над буквами зашифрованного текста последовательно надписываются буквы ключа, причем ключ повторяется необходимое число раз.
   
2. 
   в строке подматрицы Вижинера, соответствующей букве ключа отыскивается буква, соответствующая знаку зашифрованного текста. Находящаяся под ней буква первой строки подматрицы и будет буквой исходного текста.
   
3. 
   полученный текст группируется в слова по смыслу.
   

Нетрудно видеть, что процедуры как прямого, так и обратного преобразования являются строго формальными, что позволяет реализовать их алгоритмически. Более того, обе процедуры легко реализуются по одному и тому же алгоритму.Одним из недостатков шифрования по таблице Вижинера является то, что при небольшой длине ключа надежность шифрования остается невысокой, а формирование длинных ключей сопряжено с трудностями.Нецелесообразно выбирать ключи с повторяющимися буквами, так как при этом стойкость шифра не возрастает. В то же время ключ должен легко запоминаться, чтобы его можно было не записывать. Последовательность же букв не имеющих смысла, запомнить трудно.С целью повышения стойкости шифрования можно использовать усовершенствованные варианты таблицы Вижинера. Приведем только некоторые из них:

• 
  во всех (кроме первой) строках таблицы буквы располагаются в произвольном порядке.
  
• 
  В качестве ключа используется случайность последовательных чисел. Из таблицы Вижинера выбираются десять произвольных строк, которые кодируются натуральными числами от 0 до 10. Эти строки используются в соответствии с чередованием цифр в выбранном ключе.
  

---

Известны также и многие другие модификации метода.Алгоритм перестановкиЭтот метод заключается в том, что символы шифруемого текста переставляются по определенным правилам внутри шифруемого блока символов. Рассмотрим некоторые разновидности этого метода, которые могут быть использованы в автоматизированных системах.Самая простая перестановка — написать исходный текст задом наперед и одновременно разбить шифрограмму на пятерки букв. Например, из фразыПУСТЬ БУДЕТ ТАК, КАК МЫ ХОТЕЛИ.получится такой шифротекст:ИЛЕТО ХЫМКА ККАТТ ЕДУБЪ ТСУПВ последней группе (пятерке) не хватает одной буквы. Значит, прежде чем шифровать исходное выражение, следует его дополнить незначащей буквой (например, О) до числа, кратного пяти:ПУСТЬ-БУДЕТ-ТАККА-КМЫХО-ТЕЛИО.Тогда шифрограмма, несмотря на столь незначительные изменения, будет выглядеть по-другому:ОИЛЕТ ОХЫМК АККАТ ТЕДУБ ЬТСУПКажется, ничего сложного, но при расшифровке проявляются серьезные неудобства.Во время Гражданской войны в США в ходу был такой шифр: исходную фразу писали в несколько строк. Например, по пятнадцать букв в каждой (с заполнением последней строки незначащими буквами).П У С Т Ь Б У Д Е Т Т А К К АК М Ы Х О Т Е Л И К Л М Н О ППосле этого вертикальные столбцы по порядку писали в строку с разбивкой на пятерки букв:ПКУМС ЫТХЬО БТУЕД ЛЕИТК ТЛАМК НКОАПЕсли строки укоротить, а количество строк увеличить, то получится прямоугольник-решетка, в который можно записывать исходный текст. Но тут уже потребуется предварительная договоренность между адресатом и отправителем посланий, поскольку сама решетка может быть различной длины-высоты, записывать к нее можно по строкам, по столбцам, по спирали туда или по спирали обратно, можно писать и по диагоналями, а для шифрования можно брать тоже различные направления. Шифры сложной замены Шифр Гронсфельдасостоит в модификации шифра Цезаря числовым ключом. Для этого под буквами сообщения записывают цифры числового ключа. Если ключ короче сообщения, то его запись циклически повторяют. Зашифрованное сообщение получают примерно также, как в шифре Цезаря, но используют не одно жестко заданное смещение а фрагменты ключа. Пусть в качестве ключа используется группа из трех цифр – 314, тогда сообщение С О В Е Р Ш Е Н Н О С Е К Р Е Т Н О

---

3 1 4 3 1 4 3 1 4 3 1 4 3 1 4 3 1 4 Ф П Ё С Ь З О С С А Х З Л Ф З У С СВ шифрах многоалфавитной замены для шифрования каждого символа исходного сообщения применяется свой шифр простой замены (свой алфавит).

	АБВГДЕЁЖЗИКЛМНОПРСТУФХЧШЩЪЫЬЭЮЯ_
А	АБВГДЕЁЖЗИКЛМНОПРСТУФХЧШЩЪЫЬЭЮЯ_
Б	_АБВГДЕЁЖЗИКЛМНОПРСТУФХЧШЩЪЫЬЭЮЯ
В	Я_АБВГДЕЁЖЗИКЛМНОПРСТУФХЧШЩЪЫЬЭЮ
Г	ЮЯ_АБВГДЕЁЖЗИКЛМНОПРСТУФХЧШЩЪЫЬЭ
.	…………
Я	ВГДЕЁЖЗИКЛМНОПРСТУФХЧШЩЪЫЬЭЮЯ_АБ
_	БВГДЕЁЖЗИКЛМНОПРСТУФХЧШЩЪЫЬЭЮЯ_А

Каждая строка в этой таблице соответствует одному шифру замены аналогично шифру Цезаря для алфавита, дополненного пробелом. При шифровании сообщения его выписывают в строку, а под ним ключ. Если ключ оказался короче сообщения, то его циклически повторяют. Зашифрованное сообщение получают, находя символ в колонке таблицы по букве текста и строке, соответствующей букве ключа. Например, используя ключ АГАВА, из сообщения ПРИЕЗЖАЮ ШЕСТОГО получаем следующую шифровку: ПРИЕЗЖАЮ_ШЕСТОГО АГАВААГАВААГАВАА ПОИГЗЖЮЮЮШЕПТНГО Такая операция соответствует сложению кодов ASCII символов сообщения и ключа по модулю 256. Практическое заданиеПридумайте 3 фразы, каждая минимум из 7 слов. Реализуйте шифрование этой фразы всеми перечисленными видами шифрования.

---

Часть 2

«Практика криптографической защиты информации»ВведениеКриптография - наука о методах преобразования информации с целью ее защиты от незаконных пользователей.Стеганография - набор средств и методов сокрытия факта передачи информации.Некоторые методы стеганографии:

1. 
   В древности голову раба брили, на коже головы писали сообщение и, после отрастания волос, раба отправляли к адресанту.
   
2. 
   Скрытое письмо между строк: молоком, апельсиновым (или лимонным) соком, другими химическими веществами.
   
3. 
   "Микроточка". Сообщение с помощью современной технологии записывается на очень маленький носитель ("микроточку"), которая пересылается адресату, например, под обычной маркой.
   
4. 
   Акростих - первые буквы слов стихотворения несут информацию:
   

Добрый удод наелся ягод,Умный удод наелся на год.Наелся удод и песни поет.Ягод наелся удод.Задание 1: Придумать акростих, в котором скрыто ваше имя.

5. 
   Например, каждое четвертое слово в посылаемом сообщении несет информацию (остальные слова ничего не значат). Пример: "Тридцать первого августа встреча судебного совета округа состоялась. Подтвердите дату следующего как можно скорее. Участники договорились собраться там же. Борис."
   

Задание 2: Придумать подобное послание.Разновидности шифров

1. 
   Шифр замены. Каждая буква заменяется на определенный символ или последовательность символов. Пример: "Пляшущие человечки" КонанДойля.
   
2. 
   Шифр перестановки. Буквы в передаваемом сообщении меняются местами в соответствии с определенным правилом. Примеры: МАМА - АМАМ. КРИПТОГРАФИЯ - ИПКРГРТОИЯАФ. (ИП КРГР ТОИЯ АФ)
   
3. 
   Книжный шифр. В шифрованном тексте каждое слово заменено на пару чисел номер страницы в книге и номер этого слова на странице. (т.е. текст выглядит примерно так: 3-45 45-67 …).
   

Ключ - сменный элемент шифра, который применен для шифрования конкретного сообщения.Шифры перестановкиМаршрутная транспозиция1. Т - дополнительная буква.

В	О	С	К	Р	Е
А	М	Я	А	Н	С
Т	Е	М	А	Т	И
Я	А	К	С	Е	Ч
Ш	К	О	Л	А	Т

---

Фраза "Воскресная математическая школа" становится: "ЕСИЧТ АЕТНР КААСЛ ОКМЯС ОМЕАК ШЯТАВ".Ключ - число 6.Задание 3:

1. 
   Зашифровать:
   

a) Французский математик Пьер Ферма по образованию был юрист.b) Леонардо Пизанского математики знают под именем "сын добряка" или Фибоначчи.

2. 
   Дешифровать (восстановить сообщение, зная ключ) Ключ 8.
   Чинои сечем лчгмсхыеооеаитнккыинлтсбчвтрйыеооссееорснеомвбадерпокп.
   

Примечание: АБ-дополнительные буквы.

3. 
   Расшифровать (восстановить сообщение, не зная ключа).
   Осузуааневемисчитдьмодоаьлвьрдвобыи.
   
4. 
   Расшифровать:
   Етгртуойдкмиуиавцлишлаегврныинисаяоплыдбаанполбр.
   

  2. Ключом является правило расстановки.

В	О	Е	С	М	А	Л	А	Воесмаласрнетокатикяачшмеяса к. Или Воес мала срне тока тикяачшмеяса к.
С	Р	Н	Е	Т	О
К	А	Т	И	К
Я	А	Ч	Ш
М	Е	Я
С	А
К

Задание 4:

1. 
   Расшифровать фразу: Сошки ввнлыохеденванзбркоееуквсизазх.
   
2. 
   Расшифровать фразу: Леортиюдтнетмауаялееочнмкжхойчейооотлсечи_пчсднит _киехса_члилж_ашоо_врп_уо_ к_ _
   

---