Сегодня прекрасная погода
тчциыпъёлбмтбущьуыёнициый
Более стойкой к раскрытию является схема шифрования, основанная на использовании таблицы Вижинера. Таблица представляет собой квадратную матрицу с числом элементов в строке К, где К - количество символов в алфавите. Первая строка содержит алфавит в обычном порядке, вторая - алфавит, смещенный на одну позицию, третья строка - алфавит, смещенный на две позиции и так далее.
АБВГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯ
Бвгдеёжзийклмнопрстуфхцчшщъыьэюяа
ВГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯАБ
………………………………………………………………….
ЯАБВГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮ
Для шифрования текста устанавливается ключ - некоторое слово или набор букв. Далее из полной матрицы выбирается подматрица шифрования, включающая первую строку и строки, которые начинаются на очередную букву из ключа.
Пример: ключ МОРЕ, подматрица шифрования содержит строки
АБВГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯ
МНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯАБВГДЕЁЖЗИЙКЛ
ОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯАБВГДЕЁЖЗИЙКЛМН
РСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯАБВГДЕЁЖЗИЙКЛМНОП
ЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯАБВГД
Под словами исходного текста много раз записывается ключ. Шифруемый текст по подматрице заменяется буквами, расположенными на пересечении линий, соединяющих буквы текста из первой строки и строки подматрицы, начинающейся с буквы ключа, которая располагается под исходным текстом.
Сегодня прекрасная погода
МОРЕМОР ЕМОРЕМОРЕМ ОРЕМОРЕ
текст после замены:
ЮУУУРЬП ФЭУЫХМАЮЕЛ ЮЯЗЫТР
Затем выходной текст делится на группы, например по 4 знака.
ЮУУУ РЪПФ ЭУЫХ МАЪЕЛ ЮЯЗЫ ТР
Использование шифров множественной замены существенно затрудняет дешифрацию кода с применением частотных таблиц, из-за того, что одна и та же буква в разные символы. К недостаткам относят ненадежность шифрования при небольшой длине ключа и сложность формирования длинных ключей, т.к. ключ не должен содержать повторяющихся символов.
ЧАСТОТНЫЙ АНАЛИЗ
Большинство естественных языков имеют характерное частотное распределение букв и других знаков. Распределение вероятностей букв:
Английский алфавитРусский алфавит
Е – 0,12 N – 0,072 О – 0,09 Н,Т - 0,053
Т – 0,096 W- 0.02 E – 0,072 Щ,Э – 0,03
А – 0.081 Z - 0.001 А,И – 0,062 Ф - 0,02
О – 0,079
Многие сообщения, зашифрованные методом одноалфавитной подстановки, сохраняют характерное частотное распределение и, таким образом, дают криптоаналитику путь к раскрытию шифра. Криптоаналитики часто используют индекс соответствия (ИС) для определения того, каким методом пользовались при шифровании исходного текста. ИС определяется статистически по формуле:
,
где fi- количество i-й буквы в зашифрованном сообщении;
N - общее количество букв в тексте.
В шифрованных сообщениях, у которых ИС большие чем 0.066 (для английского языка), вероятно, применялась одноалфавитная подстановка; если 0.052< ИС <0.066, то, вероятно, был использован двухалфавитный шифр подстановки, 0,047 < ИС < 0,052 был использован 3-х алфавитный шифр. Для многоалфавитной подстановки ИС=0.038, что говорит о равномерном распределении символов и существенно затрудняет раскрытие шифра.
Шифрование перестановкой
Суть методов перестановки состоит в том, что исходный текст делится на блоки, в каждом из которых выполняется перестановка в соответствии с заданным правилом.
Например, переставить символы в группе из четырех букв, находящихся в порядке 1-2-3-4 в порядок 3-1-4-2. Первоначальный текст разбивается на группы, затем преобразуется в зашифрованный:
1. ЖДИ У МОРЯ ПОГОДЫ
2. ЖДИ#У#МОРЯ#ПОГОДЫ
Если длина шифруемого текста не кратна числу элементов, то при последней перестановке в свободные элементы заносится произвольный символ. В примере *- пустой знак, используемый для дополнения исходного текста до группы.
3. ЖДИ#У#МОРЯ#ПОГОДЫ***
4. ИЖ#ДМУО##РПЯООДГ*Ы**
Перестановки в классической криптографии получают обычно в результате записи исходного текста и чтения зашифрованного текста по путям геометрической фигуры. Примером может быть восьмиэлементная таблица, которая носит название "маршруты Гамильтона".
|
|
|
|
|
Общий вид |
Маршрут 1 |
Маршрут 2 |
Еще один из способов перестановки заключается в следующем: исходное текстовое сообщение в размещается в матрице одним способом, а выводится другим способом. Допустим, фраза "ЖДИ У МОРЯ ПОГОДЫ" представляющая собой строку длиной 25 знаков (байт), записывается как матрица 5х5 (или другой размерности). Так как сообщение помещается в матрицу фиксированного размера, то существует вероятность того, что не все элементы матрицы будут использованы.
|
Ж |
Д |
И |
# |
У |
|
# |
М |
О |
Р |
Я |
|
# |
П |
О |
Г |
О |
|
Д |
Ы |
# |
# |
# |
|
# |
# |
# |
# |
# |
Если затем осуществить запись матрицы по столбцам, то сообщение будет выглядеть следующим образом: