Лабораторная работа №2
.docxМИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ ИМ. ПРОФ. М.А. БОНЧ-БРУЕВИЧА» (СПбГУТ)
Факультет Инфокоммуникационных сетей и систем Кафедра Защищенных систем связи
Дисциплина Криптографические методы защиты информации
ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №2
Анализ стойкости шифра простой замены
(тема отчета)
Информационная безопасность (10.03.01)
(код и наименование направления/специальности)
Студент группы ИКБ-06:
Ерохин А.Г.
(Ф.И.О.) (подпись)
Д.т.н., проф. каф. ЗСС:
Яковлев В.А.
(Ф.И.О.) (подпись)
Цель работы: Проведение криптографического анализа шифра простой замены на основе исследования статистических характеристик криптограммы.
Используемое программное обеспечение: Программа CHANCE, позволяющая заменять символы в крипто сообщении, а также проводить тестирование по данному сообщению.
Ход выполнения лабораторной работы:
Криптограмма №1:
ФПИОЫФЙНТЬНЙАТЖТН"Д,НЦЛХЙТНСУА".НДНИФЦТЯШДН7НУЩИХЯДН1954НЖФЦУНТНЧОЯНХЦТАШПЫХААО_НШОАФ_НСУИЯГЬУНТНЯТНЯТНСУАФЫ.НФАТНАУЬЫУЯТН_ХАДНСУАНЙФАНШУА,НПФНХШПГН«СУА,НИФЦТЫРТЗШДНЫНЖФАЙФАЖХ».Н
_АХНЙУЛХПШД,НЫНПФ_,НСПФНЙУШУЯФШГНТ_ХАТ,Н_ФТНИФЦТПХЯТНФЙУЬУЯТШГНШФЫШХ_НАХНФИТЖТАУЯГАО_Т.Н
ЫФЬ_ФЛАФ,НФАТНЩИФШПФНВФПХЯТНФПЩИУЬЦАФЫУПГНПФ,НСПФНЦФЧИУЯТШГНЦФНЖФАЙФАЖУНТНЫОЦХИЛУЯТНПИЮЦАОЗНЩФЧХЖНФПНЩОПФЙНАУН_УПХИТЙХ.НЖФАЙФАЖНЧОЯНЬХ_ЯХЗНФЧХПФЫУААФЗ,НФЧХЕУЫРХЗНЧХЬФЩУШАФШПГНТНЩИФЭЫХПУАТХ.НФАНЧОЯНПХ_Н_ХШПФ_,НЖЦХН_ФЛАФНЧОЯФНАУСУПГНАФЫЮКНЛТЬАГ.
Расшифрованный текст:
ОТРЫВОК_ИЗ_КНИГИ_"Я,_ДЖЕКИ_ЧАН"._Я_РОДИЛСЯ_7_АПРЕЛЯ_1954_ГОДА_И_БЫЛ_ЕДИНСТВЕННЫМ_СЫНОМ_ЧАРЛЬЗА_И_ЛИ_ЛИ_ЧАНОВ._ОНИ_НАЗВАЛИ_МЕНЯ_ЧАН_КОН_САН,_ТО_ЕСТЬ_«ЧАН,_РОДИВШИЙСЯ_В_ГОНКОНГЕ»._
МНЕ_КАЖЕТСЯ,_В_ТОМ,_ЧТО_КАСАЛОСЬ_ИМЕНИ,_МОИ_РОДИТЕЛИ_ОКАЗАЛИСЬ_СОВСЕМ_НЕ_ОРИГИНАЛЬНЫМИ._
ВОЗМОЖНО,_ОНИ_ПРОСТО_ХОТЕЛИ_ОТПРАЗДНОВАТЬ_ТО,_ЧТО_ДОБРАЛИСЬ_ДО_ГОНКОНГА_И_ВЫДЕРЖАЛИ_ТРУДНЫЙ_ПОБЕГ_ОТ_ПЫТОК_НА_МАТЕРИКЕ._ГОНКОНГ_БЫЛ_ЗЕМЛЕЙ_ОБЕТОВАННОЙ,_ОБЕЩАВШЕЙ_БЕЗОПАСНОСТЬ_И_ПРОЦВЕТАНИЕ._ОН_БЫЛ_ТЕМ_МЕСТОМ,_ГДЕ_МОЖНО_БЫЛО_НАЧАТЬ_НОВУЮ_ЖИЗНЬ.
Таблица 1 – Ключ первой криптограммы
А |
Н |
Л |
Ж |
Ц |
Д |
Б |
Э |
М |
Ъ |
Ч |
Б |
В |
Х |
Н |
_ |
Ш |
С |
Г |
Ь |
О |
Ы |
Щ |
П |
Д |
Я |
П |
Т |
Ъ |
Ф |
Е |
Щ |
Р |
Ш |
Ы |
В |
Ж |
Г |
С |
Ч |
Ь |
З |
З |
Й |
Т |
И |
Э |
Ц |
И |
Р |
У |
А |
Ю |
У |
Й |
К |
Ф |
О |
Я |
Л |
К |
Ю |
Х |
Е |
_ |
М |
Проверка расшифровки с помощью программы:
Рисунок 1 – Результат дешифровки первого текста
Криптограмма №2:
ЕЗГРБЧЭДОГБЭГГЭЦЭ,БМГЭБFIDONETБТЭЬ_ЛКЛУЛТРБЙЛЙБФОЙЭЧЧОЫМОТЙЛВБТОГР,БЭФЛБЖЧООГБЖОЫЛЫШЖМОТЙАХБ_ЫОКЭКЖ_ФАХБТГЫАЙГАЫА.БТГЫАЙГАЫЛБТОГЖБЭИЫО_ОУВОГБИЫЛКЖУЛБИОЫО_ЛМЖБИЭМГЗБЧОД_АБТГЛФЩЖВЧЖ,БИЭ_МЖФОФФЭТГРБАЬУЭК,БЛБГЛЙДОБУХ_ОЪ,БЭГКОГТГКОФФЗШБЬЛБКЗИЭУФОФЖОБТОГРХБГОШБЖУЖБЖФЗШБНАФЙЩЖЪБ(ЙЭЭЫ_ЖФЛГЭЫЭК).БЭТФЭКФЗЧБ_ЭЙАЧОФГЭЧ,БЭИЖТЗКЛХЯЖЧБТГЫАЙГАЫАБFIDONETБВКУВОГТВБТИЖТЭЙБАЬУЭКБТОГЖБ(ФЭ_УЖТГ,БФЭ_ОУЖТГ,БЭГБЛФЦУ.БNODELIST).БТАЯОТГКАОГБФОТЙЭУРЙЭБГЛЙЖШБТИЖТЙЭКБ-БЦУЭЕЛУРФЗЪБТИЖТЭЙ,БФЛЬЗКЛОЧЗЪБЭЕЗМФЭБЧЖЫЭКЗЧБФЭ_УЖТГЭЧ,БЛБГЛЙДОБЧОФООБЙЫАИФЗОБТИЖТЙЖБИЭБЭГ_ОУРФЗЧБЦОЭЦЫЛНЖМОТЙЖЧБЫОЦЖЭФЛЧ.БЧЖЫЭКЭЪБФЭ_УЖТГБТЭ_ОЫДЖГБТОГОКЗОБЛ_ЫОТЛ,БГОУОНЭФЗ,БЖЧОФЛБЭИОЫЛГЭЫЭКБЖБФЛЬКЛФЖВБТГЛФЩЖЪБ_УВБКТОШБАЬУЭКБFIDONET.БЭФБТЭТГЛКУОФБЖЬБФОТЙЭУРЙЖШБТОЦЧОФГЭК,БЬЛБТЭТГЛКУОФЖОБЙЭГЭЫЗШБЭГКОМЛХГБЙЭЭЫ_ЖФЛГЭЫЗБЧОФООБЙЫАИФЗШБО_ЖФЖЩБТОГЖ.
Расшифрованный текст:
БЫТЬ_МОЖЕТ_ОТТОГО,_ЧТО_FIDONET_СОЗДАВАЛАСЬ_КАК_НЕКОММЕРЧЕСКАЯ_СЕТЬ,_ОНА_ИМЕЕТ_ИЕРАРХИЧЕСКУЮ_ДРЕВОВИДНУЮ_СТРУКТУРУ._СТРУКТУРА_СЕТИ_ОПРЕДЕЛЯЕТ_ПРАВИЛА_ПЕРЕДАЧИ_ПОЧТЫ_МЕЖДУ_СТАНЦИЯМИ,_ПОДЧИНЕННОСТЬ_УЗЛОВ,_А_ТАКЖЕ_ЛЮДЕЙ,_ОТВЕТСТВЕННЫХ_ЗА_ВЫПОЛНЕНИЕ_СЕТЬЮ_ТЕХ_ИЛИ_ИНЫХ_ФУНКЦИЙ_(КООРДИНАТОРОВ)._ОСНОВНЫМ_ДОКУМЕНТОМ,_ОПИСЫВАЮЩИМ_СТРУКТУРУ_FIDONET_ЯВЛЯЕТСЯ_СПИСОК_УЗЛОВ_СЕТИ_(НОДЛИСТ,_НОДЕЛИСТ,_ОТ_АНГЛ._NODELIST)._СУЩЕСТВУЕТ_НЕСКОЛЬКО_ТАКИХ_СПИСКОВ_-_ГЛОБАЛЬНЫЙ_СПИСОК,_НАЗЫВАЕМЫЙ_ОБЫЧНО_МИРОВЫМ_НОДЛИСТОМ,_А_ТАКЖЕ_МЕНЕЕ_КРУПНЫЕ_СПИСКИ_ПО_ОТДЕЛЬНЫМ_ГЕОГРАФИЧЕСКИМ_РЕГИОНАМ._МИРОВОЙ_НОДЛИСТ_СОДЕРЖИТ_СЕТЕВЫЕ_АДРЕСА,_ТЕЛЕФОНЫ,_ИМЕНА_ОПЕРАТОРОВ_И_НАЗВАНИЯ_СТАНЦИЙ_ДЛЯ_ВСЕХ_УЗЛОВ_FIDONET._ОН_СОСТАВЛЕН_ИЗ_НЕСКОЛЬКИХ_СЕГМЕНТОВ,_ЗА_СОСТАВЛЕНИЕ_КОТОРЫХ_ОТВЕЧАЮТ_КООРДИНАТОРЫ_МЕНЕЕ_КРУПНЫХ_ЕДИНИЦ_СЕТИ.
Таблица 2 – Ключ второй криптограммы
А |
У |
Л |
А |
Ц |
Г |
Б |
_ |
М |
Ч |
Ч |
М |
В |
Я |
Н |
Ф |
Ш |
Х |
Г |
Т |
О |
Е |
Щ |
Ц |
Д |
Ж |
П |
Ш |
Ъ |
Й |
Е |
Б |
Р |
Ь |
Ы |
Р |
Ж |
И |
С |
Э |
Ь |
З |
З |
Ы |
Т |
С |
Э |
О |
И |
П |
У |
Л |
Ю |
Ъ |
Й |
К |
Ф |
Н |
Я |
Щ |
К |
В |
Х |
Ю |
_ |
Д |
Проверка расшифровки с помощью программы:
Рисунок 2 – Результат дешифровки второго текста
Криптограмма №3:
БМКЛМКРСЭДЛДБЦМТ.СИДКЯЙЦСБЦЙЦЩЫСЬДЪДПС(ЭДСЭМСБДЛЬЙЖЙМЦ)СЭЙСИДКЯЙЦСЬДГЦДЛДЗДСБДДХФМЭЫВ.
УЙПЖЙВСБЦЙЦЩВСЬДБРЮЙМЦБВСЛСДЬКМЖМЮМЭЭАОСЗКАЬЬАСЭДЛДБЦМТС(ЫЮЫСЭМБУДЮЩУДСЗКАЬЬ,СCROSSPOSTING)СЛСБДДЦЛМЦБЦЛЫЫСБСЦМЯДТСБЦЙЦЩЫСЬДСЛРХДКАСДЦЬКЙЛЫЦМЮВСЫСЫЯММЦСАЭЫУЙЮЩЭРТСЫЖМЭЦЫИЫУЙЦДК.СЫЯМЭЙСЗКАЬЬСБЦКДВЦБВСЬДСЫМКЙКЪЫГМБУДЯАСЬКЫЭЕЫЬАСЙЭЙЮДЗЫГЭДСЫЯМЭЙЯСИЙТЮДЛ.СКЙНЖМЮЫЦМЮМЯСЬКДБЦРЪСЫЯМЭСВЛЮВМЦБВСЦДГУЙ,СЭЙЬКЫЯМК:СFIDO.RU.UNIX.LINUX.СЭЙХДКСЗКАЬЬ,СЫЯМЭЙСУДЦДКРЪСЭЙГЫЭЙОЦБВСБСДЖЫЭЙУДЛРЪСУДЯЬДЭМЭЦ,СЭЙНРЛЙМЦБВСЫМКЙКЪЫМТ.СЬДЖКДХЭММСИДКЯЙЦСЫЯМЭЫСЗКАЬЬРСДЬЫБЙЭСНЖМБЩ.СЭМУДЦДКРМСЗКАЬЬРСВЛЮВОЦБВСЯДЖМКЫКАМЯРЯЫС(ЫБЬДЮЩНАМЦБВСЬКМЖЛЙКЫЦМЮЩЭДМСЯДЖМКЫКДЛЙЭЫМ,СЦ.М.СБЦЙЦЩВСЬДБРЮЙМЦБВСШЮМУЦКДЭЭДТСЬДГЦДТСЯДЖМКЙЦДКА,СУДЦДКРТСЬКДБЯЙЦКЫЛЙМЦСММСЫСНЙЦМЯСЬДБРЮЙМЦСЫЮЫСЭМСЬДБРЮЙМЦСММСЛСЗКАЬЬА).
Расшифрованный текст:
СЕРВЕРЫ_НОВОСТЕЙ._ФОРМАТ_СТАТЬИ_ПОХОЖ_(НО_НЕ_СОВПАДАЕТ)_НА_ФОРМАТ_ПОЧТОВОГО_СООБЩЕНИЯ.
КАЖДАЯ_СТАТЬЯ_ПОСЫЛАЕТСЯ_В_ОПРЕДЕЛЕННУЮ_ГРУППУ_НОВОСТЕЙ_(ИЛИ_НЕСКОЛЬКО_ГРУПП,_CROSSPOSTING)_В_СООТВЕТСТВИИ_С_ТЕМОЙ_СТАТЬИ_ПО_ВЫБОРУ_ОТПРАВИТЕЛЯ_И_ИМЕЕТ_УНИКАЛЬНЫЙ_ИДЕНТИФИКАТОР._ИМЕНА_ГРУПП_СТРОЯТСЯ_ПО_ИЕРАРХИЧЕСКОМУ_ПРИНЦИПУ_АНАЛОГИЧНО_ИМЕНАМ_ФАЙЛОВ._РАЗДЕЛИТЕЛЕМ_ПРОСТЫХ_ИМЕН_ЯВЛЯЕТСЯ_ТОЧКА,_НАПРИМЕР:_FIDO.RU.UNIX.LINUX._НАБОР_ГРУПП,_ИМЕНА_КОТОРЫХ_НАЧИНАЮТСЯ_С_ОДИНАКОВЫХ_КОМПОНЕНТ,_НАЗЫВАЕТСЯ_ИЕРАРХИЕЙ._ПОДРОБНЕЕ_ФОРМАТ_ИМЕНИ_ГРУППЫ_ОПИСАН_ЗДЕСЬ._НЕКОТОРЫЕ_ГРУППЫ_ЯВЛЯЮТСЯ_МОДЕРИРУЕМЫМИ_(ИСПОЛЬЗУЕТСЯ_ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ_МОДЕРИРОВАНИЕ,_Т.Е._СТАТЬЯ_ПОСЫЛАЕТСЯ_ЭЛЕКТРОННОЙ_ПОЧТОЙ_МОДЕРАТОРУ,_КОТОРЫЙ_ПРОСМАТРИВАЕТ_ЕЕ_И_ЗАТЕМ_ПОСЫЛАЕТ_ИЛИ_НЕ_ПОСЫЛАЕТ_ЕЕ_В_ГРУППУ).
Таблица 3 – Ключ третьей криптограммы
А |
У |
Л |
В |
Ц |
Т |
Б |
С |
М |
Е |
Ч |
Ш |
В |
Я |
Н |
З |
Ш |
Э |
Г |
Ч |
О |
Ю |
Щ |
Ь |
Д |
О |
П |
Ж |
Ъ |
Х |
Е |
Ц |
Р |
Ы |
Ы |
И |
Ж |
Д |
С |
_ |
Ь |
П |
З |
Г |
Т |
Й |
Э |
Н |
И |
Ф |
У |
К |
Ю |
Л |
Й |
А |
Ф |
Щ |
Я |
М |
К |
Р |
Х |
Б |
_ |
Ъ |
Проверка расшифровки с помощью программы:
Рисунок 3 – Результат дешифровки третьего текста
Сущность шифрования: Перестановка букв алфавита между собой
Сущность дешифровки: Анализ текста криптограммы на самые часто попадающие буквы. Замена самых часто используемых букв. Дальнейшая перестановка букв осуществляется путём выявления легкоузнаваемых слов.
Повышение стойкости: Для повышения стойкости следует использовать небольшие тексты, что сократит выборку популярности букв, отчего перебор станет сложнее. Если необходимо зашифровать большой текст, то следует комбинировать метод простой замены с другими методами, например гаммированием.
Вывод: В ходе выполнения лабораторной работы расшифровали 3 предложенные криптограммы. На дешифрование одного текста понадобилось в среднем 40 минут, что говорит о низкой стойкости шифра простой замены. Для того чтобы повысить устойчивость к дешифрованию необходимо использовать несколько методов шифрования.
Санкт-Петербург 2023 г