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 ИНФОКОММУНИКАЦИОННЫХ СЕТЕЙ И СИСТЕМ (ИКСС)

КАФЕДРА ЗАЩИЩЕННЫХ СИСТЕМ СВЯЗИ (ЗСС)

______________________________________________________________________________

Отчет

по лабораторной работе №1

«Преобразования в системах защиты информации»

Выполнили: студенты группы ИБС-32

Проверил:

доцент кафедры ЗСС к.т.н Кушнир Д.В.

Теория для выполнения заданий.

Шифры маршрутной перестановки. В данных шифрах используют некоторую геометрическую фигуру (плоскую или объемную). Преобразования состоят в том, что отрезок открытого текста записывается в такую фигуру по некоторой траектории, а выписывается по другой траектории.

Задание 1

Выбрать(составить) текст для шифрования 25-30-ть символов (в текст включить фамилии ВСЕХ членов бригады, например, «ИВАНОВ И СИДОРОВ ОБЕДАЛИ»).

Выбрать таблицу размером 6х5.

Вписать текст в таблицу по строчкам. Пустые клетки заполнить произвольными символами.

Зашифрованный текст (криптограмму) выписать по столбцам в одну строчку. При выписывании группируйте буквы в группы по 5-ть символов (после пятого символа добавляйте пробел).

Задание 2

Выбрать(составить) текст для шифрования 16-20-ть символов. Текст должен включать Имена или фамилии членов бригады.

Выбрать таблицу размером 5х4 (данный размер именно для текста сообщения, служебная информация записывается в дополнительные строки).

Выбрать ключевое слово длиной 5-ть символов (по числу столбцов)

Вписать текст по строчкам. Пустые клетки заполнить произвольными символами.

Выполнить перестановку столбцов с учётом расстановки по алфавиту букв ключевого слова (см. пример, но обратите внимание, что в примере текст вписан по столбцам, а в Вашем задании необходимо вписывать по строчкам)

Пример:

Задание 3

Выбрать(составить) текст для шифрования 16-20-ть символов (возможно использование текста из задания 2).

Выбрать таблицу размером 5х4.

Выбрать перестановку строк и столбцов в таблице. (см. пример)

Вписать текст по строчкам. Пустые клетки заполнить произвольными символами.

Выполнить перестановку строк и столбцов с учётом Вашего выбора.

Пример:

Задание 4

Для криптоанализа выполняют следующие шаги:

1. Прикидывают размер таблицы шифрования исходя из длины текста, т.е. если текст 32 буквы, то таблица скорее всего 8х4, если данный вариант не позволит восстановить текст, то придётся опробовать и другие варианты: 4х8, 16х2 (это вариант маловероятен).

2. Записать текст вертикально по столбцам от первого до последнего, если бы столбцы при шифровании не переставлялись, то при угаданном размере таблицы текст бы уже читался по горизонтали.

3. Используя знание русского языка и частотные данные по биграммам (http://statistica.ru/local-portals/data-mining/analiz-tekstov/) подобрать правильный порядок расположения столбцов. При использовании статистики биграмм необходимо учитывать, что из-за записи текста без пробелов появляются сочетания из последней буквы одного слова и первой буквы последующего, что обычно не учитывается в статистике биграмм языка.

4. При правильном расположении столбцов текст должен читаться по горизонтали.

Задание 5 (поворотная решётка)

Для шифра поворотная решётка изготавливается трафарет из прямоугольного листа клетчатой бумаги размера 2m*2k клеток. В трафарете вырезано m*k клеток так, что при наложении его на чистый лист бумаги того же размера четырьмя возможными способами его вырезы полностью покрывают всю площадь листа (при этом в новых положениях прорези не попадают на уже «покрытые» ранее позиции на листе). Буквы сообщения последовательно вписываются в вырезы трафарета (по строкам, в каждой строке слева направо) при каждом из четырех его возможных положений в заранее установленном порядке.

Пример решётки и её четыре возможных положения.

Примечание. Если решётка не квадратная, то четыре положения составляются двумя положениями решётки лицевой стороной и двумя положениями обратной стороной.

Составьте решётку размером 6х6.

Отметьте на ней вырезанные клетки. Расположения вырезов должны выглядеть «хаотично», т.е. нельзя вырезать целиком один из квадрантов. Место положения каждой вырезанной клетки необходимо подбирать таким образом, чтобы при поворотах решётки одна вырезанная клетка не попадала на другую. Общее количество вырезанных ячеек должно быть (6*6)/4 для максимальной информационной ёмкости данной решётки.

Составьте текст для шифрования минимум 30-ть символов. Текст должен содержать имена ВСЕХ членов бригады, пример: «Лена и Маша учатся в университете».

Впишите текст в свободные позиции решётки в четырёх разных положениях (поворачивая решётку). Оставшееся место заполните случайными буквами.

Итогом должен быть полностью заполненный квадрат, например, так: (пример для решетки 8х8)

Замечание.

Современные исследования в области защиты информации (криптографии) утверждают, что невозможно построить стойкий шифр только на преобразованиях перестановки исходных символов осмысленного текста.

Решения

Задание 1

П	О	Д	О	Й	Н
И	Ц	Ы	Н	_	И
_	В	Е	Т	Р	О
В	_	О	Б	Е	Д
А	Л	И	1	2	3

Криптограмма: ПИ_ВА ОЦВ_Л ДЫЕОИ ОНТБ1 Й_РЕ2 НИОД3

Задание 2

У	С	Л	О	В	И	Е
7	6	4	5	1	3	2
С	В	Е	Т	И	Т	_
С	О	Л	Н	Ц	Е	_
И	_	Ц	В	Е	Т	У
Т	_	Ц	В	Е	Т	Ы
_	В	Е	С	Н	О	Й

В	Е	И	Л	О	С	У
1	2	3	4	5	6	7
И	_	Т	Е	Т	В	С
Ц	_	Е	Л	Н	О	С
Е	У	Т	Ц	В	_	И
Е	Ы	Т	Ц	В	_	Т
Н	Й	О	Е	С	В	_

Криптограмма: ИЦЕЕН __УЫЙ ТЕТТО ЕЛЦЦЕ ТНВВС ВО__В ССИТ_

Задание 3

	2	1	3	4
1	В	А	Д	И
3	М	И	М	И
4	Х	А	И	Л
2	К	У	Р	С

	1	2	3	4
1	А	В	Д	И
3	И	М	М	И
4	А	Х	И	Л
2	У	К	Р	С

	1	2	3	4
1	А	В	Д	И
2	У	К	Р	С
3	И	М	М	И
4	А	Х	И	Л

Криптограмма: АУИА ВКМХ ДРМИ ИСИЛ

Задание 4

Вариант 2

Зашифрованный текст: дасрк мтане мрмшо птеуи удише оаа

Д	А	О	Д
А	Н	П	И
С	Е	Т	Ш
Р	М	Е	Е
К	Р	У	О
М	М	И	А
Т	Ш	У	А

Д	А	О	Д
И	Н	П	А
Ш	Е	Т	С
Е	М	Е	Р
О	Р	У	К
А	М	И	М
А	Ш	У	Т

Криптограмма: Да один пашет а семеро руками машут

Задание 5

М	Д	П	Е	И	И
Р	Х	С	А	М	А
Р	И	И	Ы	И	Т
Д	В	Л	Е	У	И
В	Т	У	Т	Н	Н
К	И	А	А	Б	В

Криптограмма: Михаил и Вадим идут на пары в университет кб