крипта 1

МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ,

СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ ИМ. ПРОФ. М.А. БОНЧ-БРУЕВИЧА»

(СПбГУТ)

Факультет: Кибербезопасности

Кафедра: Защищенных систем связи

Дисциплина: Методы и средства криптографической защиты информации

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №1

Тема:

“ИЗУЧЕНИЕ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ПРОСТЕЙШИХ МЕТОДОВ ШИФРОВАНИЯ ДАННЫХ В РУЧНОМ РЕЖИМЕ”

Направление/специальность подготовки

(код и наименование направления/специальности)

Студент:

__________

(Ф.И.О., № группы) (подпись)

Преподаватель:

профессор кафедры ЗСС Яковлев В. А. ________

(Ф.И.О. преподавателя) (подпись)

Цель работы: Приобретение первичных практических навыков “ручного” шифрования на примере простейших алгоритмов преобразования данных.

Программное обеспечение: Программа Cipher, реализующая простейшие виды перестановок, подстановок и гаммирования, а также позволяющая проверять результаты ручного шифрования, выполняемого обучаемым;

Данные для выполнения лабораторной работы приведены в таблице 1

Таблица 1 - вариант задания

№ варианта	Открытый текст	Ключ шифрования
		Подстановка	Перестановка	Гаммирование
13	ЭТИКА ЕСТЬ ФИЛОСОФИЯ УБЕЖДЕНИЯ	22	31042	ИММАНУИЛ КАНТ

1. Режим шифрования методом простой замены

Для выполнения данного пункта лабораторной работы исходный текст был зашифрован с использованием формулы y_i=(x_i+k)mod32, где x_i и y_i –числовые значения i-го символа открытого текста и шифртекста соответственно, а k – значение ключа. На рисунке 1, изображено составление нового алфавита

Рисунок 1 - составление алфавита

В таблице 2 соотнесем символы из исходного текста и получим зашифрованную криптограмму

Таблица 2 - составление криптограммы

Э

Т

И

К

А

Е

С

Т

Ь

Ф

И

Л

О

С

О

Ф

И

Я

У

Б

Е

Ж

Д

Е

Н

И

Я

У

З

Я

Ч

Ц

Ь

Ж

З

Т

Ц

К

Я

А

Г

Ж

Г

К

Я

Х

Ц

И

Ш

Ь

Э

Ы

Ь

В

Я

Х

Проверим составление криптограммы с помощью программы “Cipher” (см. рисунок 2)

Рисунок 2 - проверка замены

2. Режим шифрования методом перестановок

Исходный текст: ЭТИКА ЕСТЬ ФИЛОСОФИЯ УБЕЖДЕНИЯ

Ключ перестановки: 31042

Длина ключа составляет 5 знаков, исходный текст содержит 30 символов, поэтому исходный текст будет разбит на 6 блоков по 5 символов, разберем работу шифрования на первом блоке (см. таблицу 3)

Таблица 3 - пример шифрования методом перестановки

Исходный текст
Э	Т	И	К	А
0	1	2	3	4
Зашифрованное сообщение
К	Т	Э	А	И
3	1	0	4	2

По такому алгоритму зашифруем весь исходный текст (см. таблицу 4)

Таблица 4 - Шифрование текста методом перестановки

Исходный текст
Э	Т	И	К	А		Е	С	Т	Ь		Ф	И	Л	О	С	О	Ф	И	Я		У	Б	Е	Ж	Д	Е	Н	И	Я
0	1	2	3	4	0	1	2	3	4	0	1	2	3	4	0	1	2	3	4	0	1	2	3	4	0	1	2	3	4
Зашифрованный текст с помощью ключа - 31042
К	Т	Э	А	И	Т	Е		Ь	С	Л	Ф		О	И	И	О	С	Я	Ф	Е	У		Ж	Б	И	Е	Д	Я	Н
3	1	0	4	2	3	1	0	4	2	3	1	0	4	2	3	1	0	4	2	3	1	0	4	2	3	1	0	4	2

Проверим криптограмму с помощью программы “Cipher” (см. рисунок 3)

Рисунок 3 – проверка перестановки

3. Режим шифрования методом гаммирования

Исходный текст: ЭТИКА ЕСТЬ ФИЛОСОФИЯ УБЕЖДЕНИЯ

Ключ: ИММАНУИЛ КАНТ

На рисунке 4, представлен метод составления гаммирования. Ключ в данном методе цикличен. Шифрование осуществляется путем сложения по модулю 2 открытого текста и гаммы: y_i=(x_i+k_i) mod 2. Ключ используется циклически до конца открытого текста.

Рисунок 4 - составление криптограммы методом гаммирования

Для проверки шифрования способом гаммирования возьмем для примера первые две буквы исходного текста и ключа

Исходный текст: ЭТ

Ключ гаммирования: ИМ

В соответствии с таблицей кодов букв русского языка исходный текст и ключ были переведены в двоичный код (см. таб. 5)

Таблица 5 - перевод исходного текста и ключа в двоичный код

Исходный текст Э – 11011101 Т – 11010010 Ключ И – 11001000 М – 11001100

Следовательно, исходное сообщение имеет вид: 1101110111010010; ключ имеет вид: 1100100011001100

В результате, зашифрованный текст выглядит следующим образом: 0001010100011110

Проверим криптограмму через программу Cipher (см. рис. 5)

Рисунок 5 – проверка гаммирования

Вывод:

В данной работе мы познакомились с разными видами шифрования, использовали разнообразные методы шифрования. На практике познакомились с гаммированием, методом перестановок, методом простой замены.

Самым стойким из предложенных шифров является гаммирование из-за большой, по сравнению с остальными, длиной ключа. Для обеспечения максимальной стойкости шифрования, можно комбинировать разные способы шифрования.

Санкт – Петербург

2025