- •Оглавление
- •ВВЕДЕНИЕ
- •1.1. Предмет криптографии и основные определения
- •1.2. Математические основы криптографии
- •1.3. Математическая модель шифра
- •1.4. Классификация шифров
- •1.5. Обзор истории криптографии
- •Появление шифров
- •Становление криптографии как науки
- •Криптография в Новое время
- •Научная криптология
- •2.1. Понятие подстановки
- •2.2. Математическая модель шифра подстановок
- •2.3. Сравнимость
- •2.4. Примеры классических шифров подстановок
- •2.5. Математическая модель шифра перестановок
- •2.6. Маршрутные перестановки как пример шифра перестановок
- •ГЛАВА 3 Характеристики открытых текстов. Вероятностный подход
- •3.2. Вероятностный подход к анализу текстов
- •Частоты букв европейских языков, в %
- •Частоты символов русского языка, в %
- •Сочетаемость букв русского языка
- •Чередование гласных и согласных для текста длиной 105 знаков
- •Буква
- •Буква
- •4.1. Теоретико-информационный подход к анализу текстов
- •4.2. Комбинаторный подход к анализу текстов
- •Современные симметричные криптосистемы
- •5.1. Математическая модель шифра замены
- •5.2. Классификация шифров замены
- •ГЛАВА 6 Принципы построения симметричных шифров
- •6.1. Принципы построения поточных шифров
- •6.2. Принципы построения блочных шифров
- •ГЛАВА 7 Математические основы асимметричной криптографии
- •7.1. История и основные определения асимметричной криптографии
- •7.2. Основы теории простых чисел
- •7.3. Функция Эйлера
- •ГЛАВА 8 Теоремы асимметричной криптографии и алгоритм RSA
- •8.1. Основные теоремы асимметричной криптографии
- •8.2. Алгоритм RSA
- •9.1. Задачи асимметричной криптографии
- •10.1. Понятие электронной подписи
- •10.2. Алгоритм электронной подписи на основе алгоритма RSA
- •ГЛАВА 11 Управление криптографическими ключами
- •11.1. Задачи управления криптографическими ключами
- •11.2. Генерация ключей
- •11.3. Хранение ключей
- •Заключение
- •Список рекомендованной литературы
Пример 2.3
Рассмотрим множество сообщений длины 4 и выберем в качестве ключа подстановку k:
k= 1 2 3 4 .
41 2 3
Найдем обратную подстановку:
k= 1 2 3 4 .
2 3 41
Зашифруем исходное сообщение x = ШИФР.
y = (xk(1),xk(2),xk(3),xk(4))= (x4 ,x1,x2 ,x3 ) = РШИФ.
Расшифруем сообщение y с использование подстановки k −1 :
x= (yk (1),yk (2),yk (3),yk (4))= (y2 ,y3 ,y4 ,y1 ) = ШИФР.
2.6.Маршрутные перестановки как пример шифра перестановок
Маршрутные перестановки – наиболее распространенный вид перестановок, основанный на некоторой геометрической фигуре. Исходный текст записывается в такую фигуру по определенной траектории, а шифрованный текст выписывается по другой траектории. Рассмотрим пример маршрутной перестановки, основанной на таблице размером 4×7.
Пример 2.4
Исходное сообщение x = ПРИМЕРМАРШРУТНОЙПЕРЕСТАНОВКИ.
Записываем его в таблицу, двигаясь по строкам поочередно слева направо и справа налево, начиная от левого верхнего угла таблицы:
П |
Р |
И |
М |
Е |
Р |
М |
Н |
Т |
У |
Р |
Ш |
Р |
А |
О |
Й |
П |
Е |
Р |
Е |
С |
И |
К |
В |
О |
Н |
А |
Т |
Шифрованное сообщение выписываем, двигаясь по столбцам поочередно сверху вниз и снизу вверх, начиная от правого верхнего угла:
y = МАСТАЕРРЕШРНОЕРМИУПВКЙТРПНОИ.
30
Широкое распространение получила разновидность маршрутной перестановки, называемая вертикальной перестановкой. В этой системе исходное сообщение записывается в прямоугольную таблицу по строкам слева направо. Шифрованное сообщение выписывается по столбцам сверху вниз, причем столбцы выбираются в порядке, определяемом числовым ключом.
Пример 2.5
Исходное сообщение x = ВОТПРИМЕРВЕРТИКАЛЬНОЙПЕРЕСТАНОВКИ.
Запишем его в таблицу размером 6×7 по строкам слева направо (номера в первой строке – номера столбцов).
5 |
1 |
4 |
7 |
2 |
6 |
3 |
В |
О |
Т |
П |
Р |
И |
М |
Е |
Р |
В |
Е |
Р |
Т |
И |
К |
А |
Л |
Ь |
Н |
О |
Й |
П |
Е |
Р |
Е |
С |
Т |
А |
Н |
О |
В |
К |
И |
|
|
Числовым ключом перестановки является последовательность 5, 1, 4, 2, 6, 3, в соответствии с которой мы будем выписывать шифрованное сообщение по столбцам сверху вниз:
y = ОРАЕОРРНСИМИЙАТВЛРВВЕКПНИТОТ.
31
