МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Тульский государственный университет»
Политехнический институт
Кафедра «Технология полиграфического производства и защиты информации»
СБОРНИК МЕТОДИЧЕСКИХ УКАЗАНИЙ
К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ
по дисциплине
КРИПТОГРАФИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ
для студентов
Направление подготовки:
090900 « Информационная безопасность»
Профиль подготовки:
«Организация и технология защиты информации»
Квалификация выпускника:
Бакалавр
Форма обучения: очная
Тула 2011
Методические указания к лабораторным работам составлены доцентом С.Ю. Борзенковой и обсуждены на заседании кафедры ТППиЗИ факультета ТТС
Протокол № _____ от «_____» _____________ 20____ г.
Зав. Кафедрой _____________________ А.К. Талалаев
Методические указания к лабораторным работам пересмотрены и утверждены на заседании кафедры ТППиЗИ факультета ТТС
Протокол № _____ от «_____» _____________ 20____ г.
Зав. Кафедрой _____________________ А.К. Талалаев
Содержание:
№ ЛР |
Наименование лабораторных работ |
Стр. |
1 |
Симметричные системы шифрования. Методы замены |
4 |
2 |
Симметричные системы шифрования. Шифры перестановки |
19 |
3 |
Хэширование |
27 |
4 |
Электронная цифровая подпись |
32 |
5 |
Криптгоанализ цифровых подписей |
44 |
|
Список используемых источников |
62 |
Лабораторная работа № 1 Симметричные системы шифрования. Методы замены
Цель работы: ознакомиться с симметричными системами шифрования. Выполнить шифрование и расшифрование методами замены.
Общие теоретические положения
1. Шифр Цезаря — один из древнейших шифров. При шифровании каждый символ заменяется другим, отстоящим от него в алфавите на фиксированное число позиций. Шифр Цезаря можно классифицировать как шифр подстановки, при более узкой классификации — шифр простой замены.
Шифр назван в честь римского императора Гая Юлия Цезаря, использовавшего его для секретной переписки. Естественным развитием шифра Цезаря стал шифр Виженера. С точки зрения современного криптоанализа, шифр Цезаря не имеет приемлемой стойкости.
Рисунок 1 Шифр Цезаря
Математическая модель
Если сопоставить каждому символу алфавита его порядковый номер (нумеруя с 0), то шифрование и дешифрование можно выразить формулами:
где x — символ открытого текста; y — символ шифрованного текста n — мощность алфавита (кол-во символов); k — ключ.
Шифрование
с использованием ключа
.
Буква «С» «сдвигается» на три буквы
вперед и становится буквой «Ф». Твердый
знак, перемещённый на три буквы вперед,
становится буквой «Э», и так далее:
Исходный алфавит: АБВГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯ
Шифрованный: ГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯАБВ
Оригинальный текст:
Съешь же ещё этих мягких французских булок, да выпей чаю.
Шифрованный текст получается путём замены каждой буквы оригинального текста соответствующей буквой шифрованного алфавита:
Фэзыя йз зьи ахлш пвёнлш чугрщцкфнлш дцосн, жг еютзм ъгб.
2. Шифр атбаш
Атбаш можно считать шифром сдвига на всю длину алфавита или того числа символов, которые представлены к замене. Это простая замена для двух статических алфавитов.
Возьмем два алфавита, один из которых написан наоборот:
АБВГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯ ЯЮЭЬЫЪЩШЧЦХФУТСРПОНМЛКЙИ ЗЖЁ ЕДГВ БА
Закодировать сообщение этим шифром очень простою Возьмем текст:
ШИРОКОЕ ПОЛЕ
Получаем перевод ---> ЖЦОРФРЪ ПРУЪ
Шифр атбаш был использован в Библии, в Ветхом завете. Слово Вавилон там иногда пишут как Сесах (или Шешах).
На иврите Вавилон пишется буквами "бет", и "ламед" ( на английском это beth, beth и lamed, что соответствует согласным буквам в слове Babel - Вавилон). При шифровании атбашем вторая в алфавите буква "бет" заменяется предпоследней в алфавите буквой "шин" (shin), а двенадцатая с начала буква "ламед" - двенадцатой с конца буквой "каф". Таким образом, после всех переводов с языка на язык было выяснено, что в тексте Библии слово Сесах (Шешах) обозначает Вавилон.
Название Атбаш и само даёт подсказку, как работает этот шифр. В еврейском алфавите слово "атбаш" состоит из двух первых и двух последних букв алфавита: алеф(а), таб(т), бет(б), шин(ш).