МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

Національний університет "львівська політехніка"

ІНСТИТУТ ПІДПРИЄМНИЦТВА ТА ПЕРСПЕКТИВНИХ ТЕХНОЛОГІЙ

КЛАСИЧНА КРИПТОЛОГІЯ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

До виконання лабораторних робіт з курсу "Математичні основи захисту інформації"

для студентів базового напряму 6.08.02 "Комп’ютерні науки "

Затверджено на засіданні кафедри "Інформаційних систем і технологій " Протокол № від

'Львів 2011

Класична криптологія: Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з курсу «Математичні основи захисту інформації» для студентів базового напрямку _________ «Комп’ютерні науки»-Львів. Національний університет "Львівська політехніка". 2011. - 20 с.

Укладач: Волошин В.В., канд. фіз.-мат. наук, доцент.

Відповідальний

за випуск: __________________________________________.

Рецензенти: _______________________________________

__________________________________________________________.

Лабораторна робота № 1

Тема: Шифри простої заміни. Шифрування.

Мета: Отримати навички реалізації шифрів простої заміни.

Теоретичні відомості.

Процес шифрування в шифрах простої заміни відбувається шляхом заміни кожного символу вхідного тексту на якийсь інший. При цьому однако­вим символам у відкритому тексті відповідають однакові символи у крипто-тексті, а різним — різні. Ключем є табличка, де вказано, в який саме символ переходить кожен символ відкритого текст. Наприклад:

абвгґдеєжзиіїйклмнопрстуфхцчшщьюя

йцукенгшщзхїфівапролджєюбьтимсчяґ

При шифруванні кожна буква, яка зустрічається у повідомленні, шукається у верхньому рядку і замінюється відповідним символом з нижнього рядка. Наприклад, слово шифрування перетворюється в изюлєуйппґ. Замість кожної букви алфавіту можна підставляти не тільки букви того ж алфавіту, а й будь-які символи, хоча шифр від цього надійнішим не стає.

Завдання.

1. Програмно реалізувати шифр простої заміни для алфавітів з різною кількістю символів.

2. Закриптувати тексти:

А) "Шум наближався. З-за рогу вилетіла пара коней, а за кіньми з'явився довгий німецький фургон. На обох фургонах було повнісінько дівчат та хлопців. Погоничі свистіли, ляскали батогами по конях; панські ситі та баскі коні басували."

Б) "І want to be a lady in a flower shop instead of selling flowers at the corner of Tottenham Court Road. But they won"t take me unless I talk more genteel.He said he could teach me. Well, here 1 am ready to pay, not asking any favour - and he treats me as if I was dirt. I know what lessons cost, as much as you do, and I'm ready to pay..."

Лабораторна робота № 2

Тема: Шифри простої заміни. Криптоаналіз.

Мета: Отримати навички криптоаналізу шифрів простої заміни.

Теоретичні відомості.

Як легко підрахувати, шифр простої заміни над n-символьним алфавітом має n! ключів. Для n=26 кількість ключів, згідно формули Стірлінга, більша за 10²⁶. Це засвідчує безперспективність брутальної атаки на цей шифр, проте це не означає, що він є надійним. Успішний криптоаналіз шифру простої заміни можливий за допомогою частотного методу. Частота символу у тексті дорівнює кількості його входжень у цей текст, поділеній на загальну кількість букв у тексті. Для кожної мови справджується такий факт: у досить довгих текстах колжна буква зустрічається із приблизно однаковою частотою, залежно від самої букви і незалежно від конкретного тексту. Частотний аналіз не завжди дозволяє однозначно визначити ключ, але радикально скорочує перебір.

Завдання.

1. Програмно реалізувати криптоаналіз шифрів простої заміни.

2. Провести криптоаналіз тексту

мхбдзйпїрх за ключем:

абвгґдеєжзиіїйклмнопрстуфхцчшщьюя

йцукенгшщзхїфівапролджєюбьтимсчяґ

2. Провести криптоаналіз тексту використовуючи частотний метод:

"'лїнийжлгдгжяуйррелоєгдхєодїфлїнлдхшпжєуйнїабрхмїєдгцйцяєхяуйщрхплдхжаясйєхженожхкрйаїуєдйржлодєяьодяейшєбжелгдгеонхєхйцолгдгцїкйєхнодокялгдгнєдйржлодєопьодяейшєбжезйцодорешєбжергоцеїнрожуошийжронйуйєхнодокязяжєдїиропяєдйржлодєяцгздгівоухієдйржлодєьожєофєбрйлдофзнщїіийжєхрїнодокхєдгцйоцеонхєхєїабвхззйняйдгівоухіжлгдгнялдхзяжєдїиропядяжїдоцїєрхвїужаїнєдхпйєхжелдйуофжєодорхноєодвйєхжбнооцїдуйрхеїзлотвоніцгроюїзоаемїшюгагвєдолдоуонїузйцодорешєбжецїаеєдожїуайрмюкїуївйрйєїуєдгцйцяєхоцгдгщрхпргрйжєялйєхрйвдхтвхаювїуїдїзрїлгдгвдхєєеепвйрйуєйвоєаоуйрїуьоцргулйжєхурхезйцодорешєбжецїкйєхлоєгдхєодїфлїнлдхшпжєуйнїабрхмїжєоеєхйцосонхєхлїнлїнреєхпуйрєйщгпйєйвощупїжмеснгпошяєблйнйєхдїзрїлдгнпгєхлгдісонхєхйцожєоеєхцїаелдймююиокояжєйєвяуйррергоцеїнроухуийєхлолгдгнщяуйабрїзрйвхзуявоуяїжуїєаоуяжхкрйаїзймїюьонїюєбрйлїнлдхшпжєуїрйєгдхєодїфлїнлдхшпжєуйяухдоцрхихсжйрїєйдролоцяєоухелдхпїьгрреерйдоцоиопяпїжмїєдгцйноєдхпяуйєхжбихжєоєхїухворяуйєхухпокхожоцхжєофкїкїшрхнаезйлоцїкйррелдожєянрхпзйсуодюуйррепргоцеїнрожєгщхєхьоцонекїузяєєергцяахповдхпхярхвйєхлдоєекїуїухпйкйєхуїнйнпїрїжєдймїфяжяргрреферглгдгосоаонщяуйєхїрглгдгкдїуйєхєїаоожоцахуорокх".