Лабораторная работа № 1
«Шифрование с помощью перестановок»
В общем случае пеpестановкой набоpа целых чисел (0,1,...,N-1) называется его пеpеупоpядочение, то есть транспозиция с фиксированным периодом d. Для шифрования сообщение делится на группы символов длины d и к каждой группе применяется одна и та же перестановка. Эта перестановка является ключом. Перестановка может быть задана некоторой последовательностью d целых чисел, где очередное число определяет порядковый номер символа, который должен быть переставлен на место данного символа. Например, для d = 5 в качестве перестановки можно взять 31542. Это означает, что сообщение s1s2s3s4s5 s6s7s8s9s10... переходит в s3s1s5s4s2 s8s6s10s9s7...
Последовательное применение двух или более транспозиций называется составной транспозицией. Если периоды этих транспозиций равны d1,...,ds, то, очевидно, в результате получится транспозиция периода d, где d - наименьшее общее кратное d1,...,ds. Для того чтобы показать, что целое i пеpемещено из позиции i в позицию (i), используется запись: ((0), (N-1(1),...,)).
Для оценки криптостойкости этого метода необходимо учитывать , что общее число пеpестановок из (0,1,...,N-1) pавно N!=1*2*...*(N-1)*N , то есть быстро возрастает с увеличением длины ключа.
Ход работы
С помощью программы шифрования trans.exe зашифровали файл d1.doc с ключом 6,2,5,4,8,1,3,9,7, полученный файл с именем doc.doc расшифровали по этому же ключу, в итоге полученный файл doc1.doc совпал с исходным.
Листинг программ
program TRANS; { программа шифрования с помощью перестановки }
uses WinCrt,Windos;
var
i,j,k,m:integer;
f1,f2:file;
numf1,numf2:string;
nr,nw:word;
buf1,buf2:array[1..2048]of char;
const
kluch:array[1..9] of integer=(9,5,6,7,4,1,8,3,2);
{ ключ - набор неповторяющихся чисел от 1 до 9 }
begin
{$I-}
writeln(' программа шифрования чисел с помощью перестановок ');
writeln('введите имя шифруемого файла ');
readln(numf1);
assign(f1,numf1);
reset(f1,1);
writeln('файл открыт');
writeln('введите имя зашифрованного файла');
readln(numf2);
assign(f2,numf2);
rewrite(f2,1);
writeln('введите ключ – строку из десяти неповторяющихся цифр от 1 до 9');
for i:=1 to 9 do kluch[i]:=(ord(readkey)-48)mod 10;
writeln;writeln('ваш ключ ');
for i:=1 to 9 do write(kluch[i],' ');
writeln;
repeat
blockread(f1,buf1,sizeof(buf1),nr);
for i:=1 to nr div 9 do
begin
for j:=1 to 9 do
begin
k:=9*(i-1)+j;
m:=9*(i-1)+kluch[j];
buf2[k]:=buf1[m];
end;
end;
blockwrite(f2,buf2,nr,nw);
until (nr=0) or (nw<>nr);
close(f1);
close(f2);
writeln('файл зашифрован ') ;
{$I+}
end.
program STRANS; { программа дешифрования }
uses Crt,Windos;
var
i,j,k,m:integer;
f1,f2:file;
numf1,numf2:string;
nr,nw:word;
buf1,buf2:array[1..2048]of char;
const
kluch:array[1..9] of integer=(9,5,6,7,4,1,8,3,2);
{ ключ - набор неповторяющихся чисел от 1 до 9 }
begin
{$I-}
writeln(' программа дешифрования чисел с помощью перестановок ');
writeln('введите имя дешифруемого файла ');
readln(numf1);
assign(f1,numf1);
reset(f1,1);
writeln('файл открыт');
writeln('введите имя расшифрованного файла');
readln(numf2);
assign(f2,numf2);
rewrite(f2,1);
writeln('введите ключ – строку из десяти неповторяющихся цифр от 1 до 9');
for i:=1 to 9 do kluch[i]:=(ord(readkey)-48)mod 10;
writeln;writeln('ваш ключ ');
for i:=1 to 9 do write(kluch[i],' ');
writeln;
repeat
blockread(f1,buf1,sizeof(buf1),nr);
for i:=1 to nr div 9 do
begin
for j:=1 to 9 do
begin
k:=9*(i-1)+j;
m:=9*(i-1)+kluch[j];
buf2[m]:=buf1[k];
end;
end;
blockwrite(f2,buf2,nr,nw);
until (nr=0) or (nw<>nr);
close(f1);
close(f2);
writeln('файл дешифрован ') ;
{$I+}
end.