- •Лабораторна робота 1 Шифри Полібія, Цезаря, Тритемія
- •261135162611352224115567523531676514222627113435222411665536261163.
- •2647553634163315273155331112313511162662,
- •Лабораторна робота 2 Шифри Віженера
- •Лабораторна робота 3 Шифри Кардано і Ардженті
- •4×4 (Вирізані квадратики − заштриховані клітки); б) шифротекст.
- •9211069992381190298595681688891272790467924437106565023261484921194
- •5059952574495956816888912727904679244371744926148452594.
- •Лабораторна робота 4 Шифри з варіацією розміру «вікна шифрування» і Вернама
- •Лабораторна робота №5 Мережа Фейстеля
- •Лабораторна робота №6 Алгоритм rsa
- •Лабораторна робота №7 Криптоаналіз шифру Віженера з періодичним ключем
- •Рекомендована література
Лабораторна робота 2 Шифри Віженера
Опис методів шифрування
Шифри Віженера (XVI вік). Засновані на таблиці Віженера . В них вперше реалізовано поняттясеансовий ключ, що істотно залежить від повідомлення, яке передається. Таблиця відрізняється від таблиці Тритеміялише тим, що в таблицірядки (як і стовпці) занумеровані елементами алфавіту. Нехай повідомлення – це послідовність, де. Відправник і адресат заздалегідь домовлялися пропароль, тобто коротку послідовність символів алфавіту. Відомі такі шифри Віженера.
1-й шифр Віженера. При шифруванні формуються послідовності –вихідний текст і –сеансовий ключ. Представимо ці послідовності в виді
,
,
де
,
.
Шифрування вихідного тексту здійснюється у відповідності до алгоритму 1.
Алгоритм 1.
Крок 1. .
Крок 2. , де– символ алфавіту, розташований в таблиціна перетині-го рядка и-го стовпця,.
Крок 3. Якщо , то перехід до кроку 2, інакше –кінець.
Розшифровка шифротексту здійснюється згідно з алгоритмом 2.
Алгоритм 2.
Крок 1. .
Крок 2. В -у стовпці таблиціздійснюється пошук елементу.
Крок 3. , де– номер рядка таблиці, на перетині якого з-м стовпцем розташований елемент,.
Крок 4. Якщо , то перехід до кроку 2, інакше – перехід до кроку 5.
Крок 5. икінець.
Фінальний відрізок шифротексту представляє собою «підпис» відправником зашифрованої інформації, якщо під «підписом» розуміти зашифрований пароль. Таким чином, в шифрах Віженера вперше закладений механізмавтентифікації (тобто розпізнавання автентичності) як користувача, так і інформації. Така автентифікація здійснюється у відповідності до алгоритму 3.
Алгоритм 3.
Крок 1. .
Крок 2. В -у стовпці таблиціздійснюється пошук елементу.
Крок 3. , де– номер рядку таблиці, на перетині якої з-м стовпцем розташований елемент,.
Крок 4. Якщо , то перехід до кроку 2, інакше – перехід до кроку 5.
Крок 5. Якщо , то інформацію прийняти ікінець, інакше, інформацію відкинути і кінець.
Алгоритми 2 і 3 можна об’єднати в один алгоритм, тобто при використанні 1-го шифру Віженера автентифікація здійснюється безпосередньо в процесі розшифрування інформації.
2-й шифр Віженера (або шифр з автоключем). Відрізняється від 1-го шифру Віженера тим, що сеансовий ключ має вид , де – шифротекст, тобто сеансовий ключ формується в процесі шифрування вихідного тексту . Шифрування здійснюється у відповідності до алгоритму 1. Оскільки адресат має пароль (тобто послідовність ), то він має і сеансовий ключ . Розшифровка здійснюється у відповідності до алгоритму 2. Для 2-го шифру Віженера автентифікація здійснюється за допомогою алгоритму 3.
3-й шифр Віженера (або шифр з періодичним ключем). Відрізняється від 1-го шифру Віженера тим, що сеансовий ключ формується з періодичної (потенційно нескінченої) послідовності , згідно з правилом:
().
Шифрування здійснюється у відповідності до алгоритму 1. Адресат формує сеансовий ключ з паролю . Розшифровка здійснюється згідно з алгоритмом 2. Для 3-го шифру Віженера автентифікація також здійснюється за алгоритмом 3.
Приклад 1. Таблиця 1 – це таблиця Віженера для російського алфавіту з лабораторної роботи 1. Зашифруємо з допомогою 1-го шифру Віженера фразу
МАТЕМАТИКА_–_ЭТО_“ГИМНАСТИКА”_УМА!
В якості пароля оберемо слово
ШИФР.
Таким чином, сеансовий ключ має наступний вид
ШИФРМАТЕМАТИКА_–_ЭТО_“ГИМНАСТИКА”_УМА!
Для зручності шифрування, запишемо послідовності іодна під іншою:
Таблиця 2.1
Скористаємось таблицею 1. Отримаємо:
, , , , ,
, , , , ,
, , , , ,
, , , , ,
, , , , ,
, , , ,
, , , , ,
, , .
Таким чином, шифротекст має вид:
?Й“ЦЩБ?ОЧБЙЗБЮЙНЧЫЦЧГЛДЪЯЦЛТП,ЮН“ЫВХХЛ
□
2. Завдання на проведення лабораторної роботи.
2.1. Зашифрувати довільну фразу довжиною не менше 16 символів за допомогою трьох шифрів Віженера.
2.2. Розшифрувати фразу за допомогою таблиці Віженера. Символи L і R позначають, відповідно, “ та ”.
Таблиця 2.2
№ |
ключ |
фраза |
№ шифру |
1 |
ПУСТОТА |
RЩЭЕГЙГ-ЛПБХЦЕЭ?Й;ИХ.Ь_НХЪИ,Ц!-Е,_ЙЭ!ВИЧПЬ.ПЫЩИФАЮП |
1 |
2 |
RЩЭЕГЙГОЯ;Ф!,ЖЪХLLМЯLБЦЕАХИЖЗРRГМЦЗЯСИЙГШ.Б_ШЭХБИФ; |
2 | |
3 |
RЩЭЕГЙГ;ЩХ;ЕИГЫЙЧ?_И;_ФЩХЧ?ЙХНИХЕ_БLФЭШЕФЬЫ:;R_?П:Ф |
3 | |
4 |
МИНЕРАЛ |
ЬЬЯШЯУМЖ!ТЪСЫГ;ЬБЩЯ,Л;ЭУТ-;,ГТ?ЖЬЙRЦ!Й..ЧRО!ВВЯЧДКСМЪ |
1 |
5 |
ЬЬЯШЯУМУГ__:ЬПФП;ИХУШЛ;КЙ;ФПШ:ЭПИЭХ:ЬФГЫВМLЭ_Т-ЛЪГД;Ю |
2 | |
6 |
ЬЬЯШЯУМГЩОНУЙОНФОЧГ;ФГЪ_ЖЬБВЩЙ_Л;ЙСЦВД..ПВСЙЩФЭЙЩТЩОС |
3 | |
7 |
РАСТЕНИЕ |
ЭЙЯШЦОФRЭЙХИЩГМВ:_-Л,ФУМЭЦLС.ГЯ!В,LRХAГ-;ФЕДУ_ЙКОФФ |
1 |
8 |
ЭЙЯШЦОФRДКLЫЯСХИЦАЮ!Ц.-Й:;?ГЩХЛГЩАЬ;В!ВИЪМБИГМХО-ХЗ |
2 | |
9 |
ЭЙЯШЦОФR;БЩХОРЙС:_ИЫRЯЫЖЬ;ШЫИ,Х,ЗЙИЖШЬ,КСМ_.ЖЯЫЛЮЙЧ |
3 | |
10 |
ЖИВОТНОЕ |
ЧЙФ;ШЫЧЛЗСТЪИЦЛЖВЯТ!.С.ТЮПЭБЧН.ЪЦБЮБИ!RВLЗЫЯ_ИЗИ, |
1 |
11 |
ЧЙФ;ШЫЧЛОЪХ,Ы!ЪМЪ,LЬТГСЮГAЙБЙИФLЗБЬЮЫ-О;БИ?;АСЬЖЗ |
2 | |
12 |
ЧЙФ;ШЫЧЛLЩГЦХЦСЖТЧФБЙЦЕЧЩЙОЭЙТСОКЙХБ!ГИ,AПЛС;_ЬФМ |
3 | |
13 |
ЧЕЛОВЕК |
ЮООЭХУЩМ,УПЪРЧИ;ЬПЩЯ,Л;Э;Т-Е,И_ЪОМ;RЭБХ,НМЭС-ЬЮТД |
1 |
14 |
ЮООЭХУЩ!ЕЯЮЭЦ:LЖБГЕЙЩЖLУЦЖХ-LП:ЮФЦСГЫХВЖ.ЛЫ;;СЙ,Ц |
2 | |
15 |
ЮООЭХУЩЭRЬПКИУЪЖЧЭФ:Б_RЭ;ГСЩОЧЪЦРЖЭЭС-ЬЮТДЕЛЧЭЕЛХ |
3 | |
16 |
ДУХОВНЫЙ |
ЬЩ;ЭЕУRА-ЖУСЛИЛВ:_-Л,СВЬЧБЧХКУТЯЧЮУЖК:.ЭИЧЭЕЕ:R!ЕЗОLШ |
1 |
17 |
ЬЩ;ЭЕУRАГЪ,_ОЦLМХР_,Е?,ЭЫЬЧМЩАРВГЕКЖРЮ.С!КЛТЯ.НLЙНЩД, |
2 | |
18 |
ЬЩ;ЭЕУRАХФЭСЛРЬХЦЙМЧ.ЬЭЪКЯМЫЦТВШЦRИИ.БДШ?ШЦЪСТЕЯУЦ.АМ |
3 | |
19 |
АНГЕЛ |
Е;ЩФОТЕЯЕЪУLШ.ЭРВ_ХЖЦЧ;;МЩЕ;;-ВЕ.ХБ_ЕЦРАОИЕЫЯТЕ |
1 |
20 |
Е;ЩФОУУ.ЛRЩЯИОВ!ЦЪ;ГЖНАЖПФЬТЩВЙУ!ЬСЛ:,АГШЬАОЗЮ- |
2 | |
21 |
Е;ЩФОО,НR.ЖЩТИСЛДХШММДУФЧОЬХШ-ЯДХИЪВЬИУLНЗДУПЖЩ |
3 |