Билет№5

17.Блочный шифр простой замены.

Основная слабость шифра простой однобуквенной замены состоит в том, что избыточность открытого текста, полностью проникающая в шифрованный текст, делает очень рельефной диаграмму повторяемости знаков криптограммы. Это привело в свое время криптографов к устранению этой слабости за счет увеличения числа шифр-величин. Чем больше разница между числом шифр-величин и числом букв алфавита, тем более равномерной должна быть диаграмма повторяемости знаков шифрованного текста.

Первым естественным шагом в этом направлении стало увеличение значности шифр-величин, т.е. использование блочных шифров простой замены. Простейший блочных шифр оперирует с биграмными шифр-величинами. Одним их первых таких шифров были шифры Плейфера и Порта.

Пример шифра Плейфера.

Основой шифра Плейфера является прямоугольная таблица, в которой записан систематически перемешанных алфавит. Правило зашифрования состоит в следующем. Буквы биграммы (является шифр-величиной) находится в данной таблице. При зашифровании биграммазаменяется биграммой, гдеиопределяются в соответствии с правилами 1-3.

4. Если ине лежат в одной строке или в одном столбце, то их позиция образуют противоположные вершины прямоугольника. Тогдаидругая пара вершин, причем- вершина, лежащая в той же строке и.

5. Если илежат в одной строке, тоибуквы той же строки, расположенные непосредственно справа отисоответственно. При этом, если одна из букв последняя в строке, то считается, что ее правым соседом является первая буква той же строки.

6. Если илежат в одном столбце, то они заменяются их соседями снизу.

При зашифровании открытый текст представляется в виде последовательности биграмм. Если текст имеет нечетную длину или содержит биграмму, состоящую из одинаковых букв, то в него добавляются «пустышки» следующим образом. «Пустышка» является некоторое редкое для данного типа текста буква (или знак), которая вставляется между одинаковыми буквами биграммы, или добавляются в текст для того, чтобы его длина была четной. Такие изменения открытого текста как правило не мешают при расшифровании.

Пример.

Пусть шифр использует прямоугольник 5х6, в котором записан систематически перемешанный русский 32—х буквенный алфавит на основе ключевого слова «Командир».

К	О	М	А	Н	Д
И	Р	Б	В	Г	Е
Ж	З	Л	П	С	Т
У	Ф	Х	Ц	Ч	Ш
Щ	Ь	Ы	Э	Ю	Я

ОТ: Авторомф метода является Уитсонф

Пустышка – ф.

ШТ: «впсдзрох дбздкн эетытштю щжжтсдоч.»

Криптоанализ шифра Плейфера опирается на частотный анализ биграмм, треграмм, четырехграмм в шифрованном тексте и особенности замены шифр величин на шифр-обозначения, связанные с расположением алфавита в прямоугольнике. При этом существующую информацию о заменах дает знание того, что используется систематически перемешанных алфавит. Шифр-величины для другого широкоизвестного шифра Хилла является n-граммы открытого текста (n>=2), представленного некоторым числовым кодом так, что алфавитом открытого текста служит кольцо вычетов по модулю мощности алфавита.