МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОЦИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

КУРСКИЙ ИНСТИТУТ СОЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

(ФИЛИАЛ) РГСУ

Инженерно-технический факультет

Кафедра информационных систем и информационного права

РЕФЕРАТ

по дисциплине: «Информационная безопасность и защита информации»

на тему: «Подстановочные и перестановочные шифры»

Выполнила студентка 3 курса

специальности «Информационные системы и технологии» очной формы обучения

Безгина А.В.

Проверил: Погосян С.Л.

Реферат защищен с оценкой

_______________

«__»_______20__г.

Курск 2014г.

Содержание

1. Подстановочные шифры 3

1.1. Шифры простой замены 3

1.1.1. Примеры шифров простой замены 3

1.1.2. Безопасность шифров простой замены 5

1.2. Омофонические шифры 5

1.2.1. Примеры омофонических шифров 6

1.3. Полигамные шифры 7

1.3.1. Примеры полиграммных шифров 7

1.4. Полиалфавитные шифры 9

1.4.1. Примеры полиалфавитных шифров 9

2. Шифр перестановки 10

1. Подстановочные шифры

Подстановочные шифры существуют уже около 2500 лет. Их обычно относят к классической криптографии и, в силу низкой стойкости к взлому по сравнению с современными шифрами, теперь мало используют.

Подстановочным шифром называется шифр, в котором каждый символ открытого текста в шифротексте заменяет другим символом. Получатель инвертирует подстановку шифротекста, восстанавливая открытый текст.

В классической криптографии подстановочные шифры делят на следующие виды:

• Моноалфавитные (простая подстановка)

• Однозвучные (один символ заменяется на несколько возможных)

• Полигамный (шифруются блоки символов – биграммы, триграммы…)

• Многоалфавинный (используется несколько простых шифров, ключ циклический).

1. Шифры простой замены

В шифрах простой замены замена производится только над одним-единственным символом. Для наглядной демонстрации шифра простой замены достаточно выписать под заданным алфавитом тот же алфавит, но в другом порядке или, например, со смещением. Записанный таким образом алфавит называют алфавитом замены.

1. Примеры шифров простой замены Атбаш

Шифр простой замены, использованный для еврейского алфавита и получивший оттуда свое название. Шифрование происходит заменой первой буквы алфавита на последнюю, второй на предпоследнюю и так далее.

Шифр Атбаш для английского алфавита:

Исходный алфавит:	A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
Алфавит замены:	Z Y X W V U T S R Q P O N M L K J I H G F E D C B A

Шифр с использованием кодового слова

Шифр с использованием кодового слова является одним из самых простых как в реализации, так и в расшифровывании. Идея заключается в том, что выбирается кодовое слово, которое пишется впереди, затем выписываются остальные буквы алфавита в своем порядке. Шифр с использованием кодового слова WORD.

Исходный алфавит:	A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
Алфавит замены:	W O R D A B C E F G H I J K L M N P Q S T U V X Y Z

Как мы видим, при использовании короткого кодового слова мы получаем очень и очень простую замену. Также мы не можем использовать в качестве кодового слова слова с повторяющимися буквами, так как это приведет к неоднозначности расшифровки, то есть двум различным буквам исходного алфавита будет соответствовать одна и та же буква шифрованного текста.

2. Безопасность шифров простой замены

Главный недостаток этого метода шифрования — это то, что последние буквы алфавита (которые имеют низкие коэффициенты при частотном анализе) имеют тенденцию оставаться в конце. Более защищенный способ построить алфавит замены состоит в том, чтобы выполнить колоночное перемещение (перемещение столбцов) в алфавите, используя ключевое слово, но это нечасто делается. Несмотря на то, что число возможных ключей является очень большим (26!), этот вид шифра может быть легко взломанным. При условии, что сообщение имеет достаточную длину, криптоаналитик может предположить значения некоторых самых распространенных букв исходя из анализа частотного распределения символов в зашифрованном тексте. Это позволяет формировать отдельные слова, которые могут быть предварительно использованы, для последующего получения более полного решения.

Согласно расстоянию уникальности английского языка 27.6 букв от зашифрованного текста должно быть достаточно, чтобы взломать шифр простой замены. На практике обычно достаточно около 50 символов для взлома, хотя некоторые шифротексты могут быть взломаны и с меньшим количеством символов, если найдены какие-либо нестандартные структуры. Но при равномерном распределении символов в тексте могут потребоваться куда более длинные шифротексты для взлома.