Заключение

В данном отчёте рассмотрены основные понятия криптографии, её задачи, изучены некоторые виды шифров, а также более подробно исследованы шифр простой замены и шифр Виженера.

При работе с текстом, зашифрованным простой заменой, основной трудностью стал поиск ключа. Нахождение наиболее читабельных участков текста, подбор подходящих букв заняли большую часть времени расшифровки.

При работе с текстом, зашифрованным с помощью шифра Виженера, для начала нужно ознакомиться с методами, с помощью которых можно расшифровываться текст, ознакомиться с наиболее понятным и только затем приступить к работе. В отличие от работы с шифром простой замены, здесь больше всего времени заняла программная реализация шифра Виженера.

Программная реализация, с помощью которой расшифровывались выданные закрытые тексты, в некоторых местах требует доработки. Не исключено, что есть более лёгкие способы реализации приведённых выше алгоритмов, а также то, что некоторые алгоритмы можно упростить или объединить, но поставленную задачу они выполняют.

Шифр Виженера был популярен в XIX и XX веке. Сейчас он редко используется из-за своей ненадёжности. Для технологий XXI века этот шифр достаточно прост. Но стал базой для некоторых других более надёжных шифров, например, шифр Гронсфилда. Из-за этого, шифр Виженера является отличным пособием для начинающих осваивать криптоанализ. Поэтому останавливаться на изучении шифра простой замены и шифра Виженера не стоит, очень полезно в дальнейшем будет изучение более стойких шифров.

В последние десятилетия в криптографии стали появляться шифры, стойкость которых обосновывается сложностью решения чисто математических задач: разложения больших чисел на множители, решения показательных сравнений в целых числах и других. Стойкость шифров зависит также и от качества генераторов случайных чисел, порождающих ключи. Криптография является богатым источником трудных математических задач, а математика — одной из основ криптографии.

Список использованных источников

1. Основы криптографии Учебное пособие - Алферов А.П., Зубов А.Ю., Кузьмин А.С., Черемушкин А.В., 2002.

2. Криптографические методы защиты информации - А. Б. Лось, А. Ю. Нестеренко, М. И. Рожков. — 2-е изд., испр., 2019. 

3. Сведения о частоте встречаемости букв в русском языке - http://dict.ruslang.ru/freq.php

4. Сведения о частоте встречаемости букв в русском языке -https://dpva.ru/Guide/GuideUnitsAlphabets/Alphabets/FrequencyRuLetters/

Приложения

Листинг 1.1 – Подсчёт букв

Язык программирования – C;

Используемый компилятор – C-Free 5;

Требования к входным данным - буквы русского алфавита;

Формат выходных данных - символ;

1. #include <stdio.h>

2. #include <locale.h>

3. #include <Windows.h>

4. int main()

5. {

6. setlocale(LC_ALL, "Rus");

7. SetConsoleCP(1251);

8. SetConsoleOutputCP(1251);

9. int i, a;

10. a=0;

11. char sym, num;

12. FILE *fp;

13. fp = fopen("file.txt", "r");

14. printf("Введите искомый символ: ");

15. scanf("%c", &sym);

16. while (!feof(fp))

17. {

18. num = fgetc(fp);

19. if (sym == num)

20. a++;

21. }

22. printf("Количество в тексте: %d\n", a);

23. fclose(fp);

24. return 0;

25. }

Листинг 1.2 – Замена букв

Язык программирования – C;

Используемый компилятор – C-Free 5;

Требования к входным данным - буквы русского алфавита;

Формат выходных данных - символ;

1. #include <stdio.h>

2. #include <locale.h>

3. #include <Windows.h>

4. int main()

5. {

6. setlocale(LC_ALL, "Rus");

7. SetConsoleCP(1251);

8. SetConsoleOutputCP(1251);

9. char alf, a, b;

10. FILE *fp, *fl;

11. fp=fopen("file_1.txt", "r");

12. fl = fopen("file_2.txt", "w");

13. printf("Введите символы, которые хотите поменять местами: ");

14. scanf("%c %c", &a, &b);

15. while(!feof(fp))

16. {

17. alf=fgetc(fp);

18. if(alf==a)

19. fprintf(fl, "%c", b);

20. else if(alf==b)

21. fprintf(fl, "%c", a);

22. else

23. fprintf(fl, "%c", alf);

24. }

25. fclose(fp);

26. fclose(fl);

27. return 0;

28. }

Листинг 2.1 – Редактор текста

Язык программирования – C;

Используемый компилятор – C-Free 5;

Требования к входным данным - нет;

Формат выходных данных - строка;

1. #include <stdio.h>

2. #include <Windows.h>

3. #include <locale.h>

4. int main()

5. {

6. setlocale(LC_ALL, "Rus");

7. SetConsoleCP(1251);

8. SetConsoleOutputCP(1251);

9. char in[256], out[256];

11. char alf[] = {'а', 'б', 'в', 'г', 'д', 'е', 'ё', 'ж', 'з', 'и', 'й', 'к', 'л', 'м', 'н', 'о', 'п', 'р', 'с', 'т', 'у', 'ф', 'х', 'ц', 'ч', 'ш', 'щ', 'ъ', 'ы', 'ь', 'э', 'ю', 'я'};

13. char Alf[] = {'А', 'Б', 'В', 'Г', 'Д', 'Е', 'Ё', 'Ж', 'З', 'И', 'Й', 'К', 'Л', 'М', 'Н', 'О', 'П', 'Р', 'С', 'Т', 'У', 'Ф', 'Х', 'Ц', 'Ч', 'Ш', 'Щ', 'Ъ', 'Ы', 'Ь', 'Э', 'Ю', 'Я'};

15. char mark[] = {',', '.', '"', '?', '!', '-', '(', ')', ';', ':', '…', '«', '»'};

17. int i, j, n;

18. printf("Введите текст: ");

19. fgets(in, 256, stdin);

21. for(i=0;i<256;i++)

22. {

23. for(j=0;j<33;j++)

24. {

25. if(in[i]==Alf[j])

26. in[i]=alf[j];

27. }

28. }

30. for(i=0;i<256;i++)

31. {

32. for(j=0;j<13;j++)

33. {

34. if(in[i]==mark[j])

35. in[i]=' ';

36. }

37. }

38. for(i=0, n=0;i<256;i++, n++)

39. {

40. if(in[i]==' ')

41. n--;

42. else

43. out[n]=in[i];

44. }

45. printf("%s\n", out);

46. return 0;

47. }

Листинг 2.2 – Шифратор Виженера

Язык программирования – C;

Используемый компилятор – C-Free 5;

Требования к входным данным - буквы русского алфавита;

Формат выходных данных - строка;

1. #include <stdio.h>

2. #include <Windows.h>

3. #include <locale.h>

4. #include <stdlib.h>

5. #include <string.h>

7. void code(int size_text, int size_key, char alf[], char text[], int numt[], int numk[])

8. {

9. int ind, key_ind, f, code_num;

10. char code[256];

11. for(ind=0, key_ind=0, f=0; ind<size_text; ind++, key_ind++, f++)

12. {

13. if (key_ind == size_key)

14. key_ind=0;

15. if(text[ind]>=alf[0] && text[ind]<=alf[32])

16. {

17. code_num = (numt[f]+numk[key_ind])%33;

18. code[ind] = alf[code_num];

19. }

20. else

21. {

22. code[ind]=text[ind];

23. key_ind--;

24. f--;

25. }

26. }

27. code[size_text]='\0';

28. printf("Encrypted record: %s\n", code);

29. }

31. void decode(int size_text, int size_key, char alf[], char text[], int numt[], int numk[])

32. {

33. int ind, key_ind, f, decode_num;

34. char decode[256];

35. for(ind=0, key_ind=0, f=0; ind<size_text; ind++, key_ind++, f++)

36. {

37. if (key_ind == size_key)

38. key_ind=0;

39. if(text[ind]>=alf[0] && text[ind]<=alf[32])

40. {

41. decode_num = (numt[f]-numk[key_ind]+33)%33;

42. decode[ind] = alf[decode_num];

43. }

44. else

45. {

46. decode[ind]=text[ind];

47. key_ind--;

48. f--;

49. }

50. }

51. decode[size_text]='\0';

52. printf("Decrypted record: %s\n", decode);

53. }

55. int main()

56. {

57. setlocale(LC_ALL, "Rus");

58. SetConsoleCP(1251);

59. SetConsoleOutputCP(1251);

61. int size_text, size_key, i, j, k, t, choose, numt[256], numk[256];

62. char text[256], key[256];

63. char alf[] = {'а', 'б', 'в', 'г', 'д', 'е', 'ё', 'ж', 'з', 'и', 'й', 'к', 'л', 'м','н', 'о', 'п', 'р', 'с', 'т', 'у', 'ф', 'х', 'ц', 'ч', 'ш', 'щ', 'ъ', 'ы', 'ь', 'э', 'ю', 'я'};

65. printf("Введите сообщение: ");

66. fgets(text, 256, stdin);

67. printf("Введите ключ: ");

68. fgets(key, 256, stdin);

69. size_text = strlen(text);

70. size_key = strlen(key);

71. text[size_text--]='\0';

72. key[size_key--]='\0';

73. t=0;k=0;

74. for(i=0; i<size_text; i++)

75. {

76. for(j = 0; j < 33; j++)

77. {

78. if(text[i]==alf[j])

79. {

80. numt[k]= j;

81. k++;

82. }

83. if(key[i]==alf[j])

84. {

85. numk[t]=j;

86. t++;

87. }

88. }

89. }

90. printf("Что делать? 1. Зашифровать 2.Расшифровать\n");

91. scanf("%d", &choose);

93. if(choose==1)

94. code(size_text, size_key, alf, text, numt, numk);

95. else if(choose==2)

96. decode(size_text, size_key, alf, text, numt, numk);

97. Else

98. printf("Введено некорректное значение\n");

99. return 0;

100. }

Листинг 2.3 – Поиск групп символов

Язык программирования – C;

Используемый компилятор – C-Free 5;

Требования к входным данным - буквы русского алфавита;

Формат выходных данных - строки;

1. #include <stdio.h>

2. #include <locale.h>

3. #include <Windows.h>

5. int main()

6. {

7. setlocale(LC_ALL, "Rus");

8. SetConsoleCP(1251);

9. SetConsoleOutputCP(1251);

10. int i, a, j;

11. char c;

12. a=0;

13. char str[10063];

14. FILE *fp;

15. fp = fopen("file.txt", "r");

16. fgets(str,10063,fp);

17. printf("Введите букву: ");

18. scanf("%c", &c);

19. for(i=0;i<10060;i++)

20. {

21. if(str[i]==c){

22. printf("%c%c%c%c%c ", str[i],str[i+1],str[i+2],str[i+3],str[i+4]);

23. for(j=0;j<10060;j++)

24. {

25. if(str[i]==str[j]&&str[i+1]==str[j+1]&&str[i+2]==str[j+2]&&str[i+3]==str[j+3]&&str[i+4]==str[j+4])

26. {

27. printf("j=%d ", j);

28. a++;

29. }

30. }

31. printf("Всего индексов: %d\n", a);

32. a=0;

33. }

34. }

35. fclose(fp);

36. return 0;

37. }

Листинг 2.4 – Поиск каждой седьмой буквы

Язык программирования – C;

Используемый компилятор – C-Free 5;

Требования к входным данным - буквы русского алфавита;

Формат выходных данных - строки;

1. #include <stdio.h>

2. #include <locale.h>

3. #include <Windows.h>

5. int main()

6. {

7. setlocale(LC_ALL, "Rus");

8. SetConsoleCP(1251);

9. SetConsoleOutputCP(1251);

10. int i,j, alf, p;

11. p=0;

12. FILE *fp;

13. fp = fopen("file.txt", "r");

14. while(!feof(fp))

15. {

16. alf=fgetc(fp);

17. if(p%7==0)

18. printf("%c", alf);

19. p++;

20. }

21. printf("\n");

22. fclose(fp);

23. return 0;

24. }

Листинг 2.5 – Шифратор Виженера (без «Ё»)

Язык программирования – C;

Используемый компилятор – C-Free 5;

Требования к входным данным – все буквы русского алфавита, кроме «Ё»;

Формат выходных данных - строки;

1. #include <stdio.h>

2. #include <Windows.h>

3. #include <locale.h>

4. #include <stdlib.h>

5. #include <string.h>

7. void code(int size_text, int size_key, char alf[], char text[], int numt[], int numk[])

8. {

9. int ind, key_ind, f, code_num;

10. char code[10062];

11. for(ind=0, key_ind=0, f=0; ind<size_text; ind++, key_ind++, f++)

12. {

13. if (key_ind == size_key)

14. key_ind=0;

15. if(text[ind]>=alf[0] && text[ind]<=alf[31])

16. {

17. code_num = (numt[f]+numk[key_ind])%32;

18. code[ind] = alf[code_num];

19. }

20. else

21. {

22. code[ind]=text[ind];

23. key_ind--;

24. f--;

25. }

27. }

28. code[size_text]='\0';

29. printf("Encrypted record: %s\n", code);

31. void decode(int size_text, int size_key, char alf[], char text[], int numt[], int numk[])

32. {

33. int ind, key_ind, f, decode_num;

34. char decode[10062];

35. for(ind=0, key_ind=0, f=0; ind<size_text; ind++, key_ind++, f++)

36. {

37. if (key_ind == size_key)

38. key_ind=0;

39. if(text[ind]>=alf[0] && text[ind]<=alf[31])

40. {

41. decode_num = (numt[f]-numk[key_ind]+32)%32;

42. decode[ind] = alf[decode_num];

43. }

44. else

45. {

46. decode[ind]=text[ind];

47. key_ind--;

48. f--;

49. }

50. }

51. decode[size_text]='\0';

52. printf("Decrypted record: %s\n", decode);

53. }

55. int main()

56. {

57. setlocale(LC_ALL, "Rus");

58. SetConsoleCP(1251);

59. SetConsoleOutputCP(1251);

61. FILE *fp;

62. fp = fopen("file.txt", "r");

63. int size_text, size_key, i, j, k, t, choose, numt[10062], numk[10062];

64. char text[10062], key[256];

65. char alf[] = {'а', 'б', 'в', 'г', 'д', 'е', 'ж', 'з', 'и', 'й', 'к', 'л', 'м','н', 'о', 'п', 'р', 'с', 'т', 'у', 'ф', 'х', 'ц', 'ч', 'ш', 'щ', 'ъ', 'ы', 'ь', 'э', 'ю', 'я'};

67. fgets(text, 10063, fp);

68. printf("Введите ключ: ");

69. fgets(key, 10063, stdin);

70. size_text = strlen(text);

71. size_key = strlen(key);

72. text[size_text--]='\0';

73. key[size_key--]='\0';

74. t=0;k=0;

75. for(i=0; i<size_text; i++)

76. {

77. for(j = 0; j < 32; j++)

78. {

79. if(text[i]==alf[j])

80. {

81. numt[k]= j;

82. k++;

83. }

84. if(key[i]==alf[j])

85. {

86. numk[t]=j;

87. t++;

88. }

89. }

90. }

91. printf("Что делать? 1. Зашифровать 2.Расшифровать\n");

92. scanf("%d", &choose);

94. if(choose==1)

95. code(size_text, size_key, alf, text, numt, numk);

96. else if(choose==2)

97. decode(size_text, size_key, alf, text, numt, numk);

98. dlse

99. printf("Введено некорректное значение\n");

100. return 0;

101. }