4к7c Информационная безопасность / Лабы / Работа 1.1

Лабораторная работа 1.1 Изучение классических шифров замены

Задание

Изучить процедуры шифрования и расшифрования в шифрах Цезаря и Виженера.

Технология выполнения задания

Задание 1. Зашифровать слово с помощью шифра Цезаря.

1. В приложении MS Excel создать книгу, содержащую пронумерованные символы русского алфавита: в первом столбце ввести номера от 0 до 32, во втором — символы алфавита по порядку, в третьем — снова нумерацию от 0 до 32. В книгу отформатировать (уменьшить) ширину столбцов для удобного введения в них текста побуквенно (рис. 1), для облегчения данной задачи можно использовать копирование форматов.

2. Выбрать значение ключа равным номеру варианта (от 1 до 32).

3. Зашифровать слово «семена» с помощью шифра Цезаря с выбранным ключом:

• ввести шифруемое слово побуквенно в ячейки первой строки отформатированной области; важно, чтобы символы алфавита в таблице и символы вводимого слова были набраны в одном регистре;

Рис. 1. Пример содержания и форматирования книги «Алфавит»

• строкой ниже получить числовой код символов шифруемого слова с помощью функции ВПР:

— первым параметром (Искомое _значение) функции назначить ссылку на ячейку с текущим символом шифруемого слова,

— вторым параметром (Таблица) функции назначить ссылку на таблицу с алфавитом, начиная со второго столбца (столбцы 2 и 3), ссылку на таблицу сделать абсолютной, нажав кнопку F4,

— значение третьего параметра (Номер столбца) задать равным 2,

— в качестве значения четвертого параметра (Интервальный_просмотр) ввести слово «ложь», например =ВПР(П;$В$1:$С$33;2;ЛОЖЬ), скопировать функцию для всех символов шифруемого слова (рис. 2);

Рис. 2. Пример вычисления числового кода символа

• строкой ниже получить код символа криптограммы, сложив по модулю 33 полученный код текущего символа со значением ключа:

— ввести значение ключа,

— во второй строке под текущим символом шифруемого слова вставить функцию ОСТАТ,

— в качестве значения первого параметра (Число) функции указать сумму ячейки с кодом шифруемого символа и ячейки со значением ключа (ссылку на значение ключа сделать абсолютной),

— второй параметр (Делитель) задать равным 33, например OCTAT(F2+$E$3;33), скопировать сформированную функцию ОСТАТ для всех символов шифруемого слова (рис. 3);

Рис.3. Пример вычисления кода криптограммы, ключ равен 15

• строкой ниже с помощью функции ВПР перевести полученный код криптограммы в символьный вид:

— в качестве значения первого параметра функции назначить ссылку на ячейку с текущим кодом криптограммы,

— в качестве значения второго параметра функции назначить ссылку на таблицу с алфавитом начиная с первого столбца (столбцы 1 и 2), сделать ссылку на таблицу абсолютной,

— значение третьего параметра (Номер_столбца) задать равным 2,

— в качестве значения четвертого параметра (Интервальный_просмотр) ввести слово «ложь», например, =ВПР(РЗ;$А$1:$В$33;2;ЛОЖЬ), скопировать функцию для всех символов шифруемого слова (рис. 4) — криптограмма получена.

Рис. 4. Пример текста, зашифрованного шифром Цезаря

4. Проверить результат шифрования с помощью онлайн-калькулятора http://planetcalc.ru/1434/.

5. Проанализировать полученный текст криптограммы, обратив внимание на повторяющиеся символы.

Задание 2. Расшифровать криптограмму, полученную с помощью шифра Цезаря.

6. Выбрать значение ключа шифрования и криптограмму из табл. 1 в соответствии с номером варианта (от 1 до 32).

Таблица 1 - Варианты задания

Номер варианта	Ключ	Криптограмма	Номер варианта	Ключ	Криптограмма
1	31	пжйжимл	17	14	яцабндцм
2	29	жьибзеы	18	13	юхъыъхщ
3	28	ёазкдию	19	2	йвгвдв
4	27	еъкнляёц	20	И	тклщэк
5	26	пюжжзклх	21	10	фйцоъй
6	25	йлижйкжв	22	9	ъцехчу
7	24	жёгёйсё	23	3	ъзоссзн
8	23	зящдцв	24	7	охтхщх
9	22	еъёъщхмх	25	6	чкцкжцф
10	21	егжфкэу	26	30	пэюрнвп
11	20	ыугьеюу	27	32	ётиябкы
12	19	фбгбучь	28	5	цжйьпе
13	18	эъгъзс	29	12	чяцънфвл
14	17	схухэяг	30	4	цифирто
15	16	яюышёшо	31	8	трщмуд
16	15	ачньчу	32	1	лбвбшпл

7. Расшифровать криптограмму выбранным ключом:

• ввести побуквенно текст криптограммы в ячейки строки отформатированной области; важно, чтобы символы алфавита в таблице и символы вводимого слова были набраны в одном регистре;

• строкой ниже получить числовой код символов шифруемого слова с помощью функции ВПР;

• строкой ниже получить код символов расшифрованного теста, вычтя но модулю 33 значение ключа из полученного кода текущего символа криптограммы, используя функцию ОСТАТ (рис. 5);

Рис. 5. Пример вычисления кода открытого текста шифра Цезаря

• строкой ниже с помощью функции ВПР перевести полученный код криптограммы в символьный вид. Критерием правильности расшифрования является получение осмысленного слова.

Задание 3. Зашифровать слово с помощью шифра Виженера.

8. Выбрать значение ключа шифрования из табл. 2 в соответствии с номером варианта (от 1 до 26).

Таблица 2 - Варианты задания

Номер варианта	Ключ	Криптограмма	Номер варианта	Ключ	Криптограмма
1	слон	гфьацючше	14	стул	хбеюевбъгеп
2	клин	хфйтыщнауци	15	флаг	фцтцфчьргэгя
3	смех	юмчъюмчюьм	16	дрель	хтурюфхсрйсяцюш
4	звон	зтчвфжбцтв	17	цена	буюрыпанецаь
5	приз	мюнштхырър	18	парус	биэацврщкяюсгп
6	лист	юнэчшидгфз	19	скунс	юшвращшуеяаьёй
7	свет	ьрсяеннэсшнс	20	кот	чэащюбцчс
8	вой	фухжртёучку	21	право	ухлрюаяийрюфефрю
9	мир	юкхячфхчф	22	куча	оввучшетщвшоывй
10	час	ангйаэгязая	23	мост	ыралсрацюбуб
И	кол	кюрцъкбчк	24	окно	хупэбшьрэоябрщ
12	слово	ьъьцчхрьшчечкиэгюк	25	глаз	п щоксуал гг н цф ю ь
13	клуб	бряпьюбпьюп	26	труд	вхдидядцыжу

9. Зашифровать слово «алфавит» с помощью шифра Виженера с выбранным ключом:

• ввести побуквенно шифруемое слово в ячейки строки отформатированной области; важно, чтобы символы алфавита в таблице и символы вводимого слова были набраны в одном регистре;

• строкой ниже получить числовой код символов шифруемого слова с помощью функции ВПР;

• строкой ниже ввести побуквенно ключ шифра Виженера, циклически повторяя его, пока не будет достигнут конец шифруемого слова (рис. 6);

Рис. 6. Пример создания ключевой строки шифра Вижеиера, ключевое слово «сыр»

• строкой ниже получить числовой код символов ключевой строки с помощью функции ВПР;

• строкой ниже получить код символа криптограммы, сложив по модулю 33 полученный код текущего символа шифруемого слова с кодом текущего символа ключевой строки, используя функцию ОСТАТ (рис. 7);

Рис. 7. Пример вычисления кода криптограммы шифра Виженера

• строкой ниже с помощью функции ВПР перевести полученный код криптограммы в символьный вид.

10. Проверить результат шифрования с помощью онлайн-калькулятора http://planetcalc.ru/2468/.

Задание 4. Расшифровать криптограмму, полученную с помощью шифра Виженера.

11. Выбрать значение ключа шифрования и криптограмму из табл. 2 в соответствии с номером варианта (от 1 до 26).

12. Расшифровать криптограмму выбранным ключом:

• ввести текст криптограммы побуквенно в ячейки строки отформатированной области; важно, чтобы символы алфавита в таблице и символы вводимого слова были набраны в одном регистре;

• строкой ниже получить числовой код символов шифруемого слова с помощью функции ВПР;

• строкой ниже сформировать ключевую строку;

• строкой ниже получить числовой код символов ключевой строки с помощью функции ВПР;

• строкой ниже получить код символа открытого текста, вычтя по модулю 33 код текущего символа ключевой строки из кода текущего символа криптограммы, используя функцию ОСТАТ (рис. 8);

• строкой ниже с помощью функции ВПР перевести полученный код криптограммы в символьный вид. Критерием правильности расшифрования является получение осмысленного слова.

Рис. 8. Пример вычисления кода открытого текста шифра Виженера