- •Теория алгоритмов методические указания для самостоятельной подготовки к контролю знаний
- •«Компьютерные науки»
- •С о д е р ж а н и е
- •Перечень тем
- •Тема 1 Шифры перестановки. Разновидности реализации шифров перестановки Краткие теоретические сведения
- •1 Шифр сцитала
- •2 Шифр вертикальной перестановки
- •3 Шифр поворотной решетки
- •4 Шифры с использованием магичных квадратов
- •5 Перестановка бит
- •Задание
- •Варианты заданий темы 1 для самостоятельной подготовки
- •Вопросы по теории темы 1 для самостоятельной подготовки
- •Тема 2 Шифры простой замены. Разновидности реализации шифров простой замены Краткие теоретические сведения
- •Варианты реализации шифров простой замены
- •1 Система шифрования Цезаря
- •2 Афинная система подстановок
- •3 Лозунговый шифр
- •4 Шифровальный квадрат Полибия
- •5 Шифровальная таблица Трисемуса
- •4Х8 «Сколько волка ни корми, он все в лес глядит »
- •Задание
- •Варианты заданий темы 2 для самостоятельной подготовки
- •Вопросы по теории темы 2 для самостоятельной подготовки
- •Тема 3 Шифры сложной замены. Разновидности реализации шифров сложной замены Краткие теоретические сведения
- •1 Биграммный шифр Плейфейера
- •2 Шифр с использованием омофонов
- •3 Шифр Гронсфельда
- •4 Система шифрования Вижинера
- •5 Шифр «Двойной квадрат Уитстона»
- •Задание
- •Варианты заданий темы 3 для самостоятельной подготовки
- •Вопросы по теории темы 3 для самостоятельной подготовки
- •Приложение
- •Открытое распределение ключей
- •Протокол обмена ключами Диффи–Хеллмана
- •Варианты заданий 2 темы 5 для самостоятельной подготовки
- •Задание 2
- •Решение Алгоритм решения задачи следующий:
- •Варианты заданий 1, 2 темы 6 для самостоятельной подготовки
- •Вопросы по теории темы 6 для самостоятельной подготовки
- •Варианты задания 1 темы 7 для самостоятельной подготовки
- •Литература
5 Шифровальная таблица Трисемуса
Для получения шифровальной таблицы, аналогичной квадрату Полибия используют ключевую фразу или слово. Сначала в таблицу вписывают буквы ключевой фразы. Если некоторая буква присутствует в фразе больше одного раза, то при заполнении таблицы фиксируется только ее первое вхождение. После этого таблицу продолжают заполнять оставшимися буквами, соблюдая алфавитный порядок. В качестве шифра таблица Трисемуса используется аналогично квадрату Полибия.
Ниже приведен пример шифровальной таблицы, для генерации которой использована поговорка «СКОЛЬКО ВОЛКА НИ КОРМИ, ОН ВСЕ В ЛЕС ГЛЯДИТ »
-
С
К
О
Л
Ь
В
А
Н
И
Р
М
Е
Г
Я
Д
Т
Б
Ж
З
Й
П
У
Ф
Х
Ц
Ч
Ш
Щ
Ъ
Ы
Э
Ю
Фраза «ПРИЙДУ В ДГМА ВОСЬМОГО» в зашифрованном виде будет выглядеть так:
«ЪЖБЩФЫЯФПЗДЯМИГЗМПМ».
Ключом для такого шифра будет размер таблицы и ключевая фраза:
4Х8 «Сколько волка ни корми, он все в лес глядит »
Преимуществами перечисленных выше шифров является простота их реализации, недостатком – низкая стойкость в связи с тем, что шифротексти сохраняют информацию о статистике исходных текстов. Это позволяет криптоаналитику применить частотный анализ для взламывания шифра.
Приведенные ниже шифры позволяют исказить или вообще скрыть информацию о статистике исходного текста.
Задание
1 Разработать шифр простой замены в соответствии с заданием:
создать все необходимое для реализации шифра (таблицы. квадраты, ключи и т.п.)
подробно описать процедуры шифрования и дешифрования с указанием всех особенностей и ограничений;
описать ключи шифра (процедуры его получения, хранения и передачи).
2 Привести примеры получения шифротекста и его расшифрования вручную (текст выбрать из приложения в соответствии с табл.3).
Примечание: Пример построения шифров не приведен так как по теоретическому материалу легко построить пример реализации.
Варианты заданий темы 2 для самостоятельной подготовки
Таблица 3 – Информация к практическому заданию
|
№ задания |
Разработать шифры (см. табл. 4) |
Зашифровать текст (см. приложение) |
Использовать в качестве ключа или лозунга (см. прил.) |
|
1 |
1 |
20 |
7 |
|
2 |
2 |
19 |
6 |
|
3 |
3 |
18 |
5 |
|
4 |
4 |
17 |
4 |
|
5 |
7 |
16 |
3 |
|
6 |
8 |
15 |
2 |
|
7 |
9 |
14 |
1 |
Таблица 4 – Информация о шифрах простой замены
|
№ вар. |
Описание шифра |
Ограничения |
|
1 |
Афинная система подстановок |
Принять А=15, В = 4. |
|
2 |
Лозунговый шифр |
Использовать в качестве ключа фразу, указанную в варианте(табл.3) |
|
3 |
Полибианский квадрат |
Использоватьтаблицу 6х6 |
|
4 |
Таблица Трисемуса |
Использовать таблицу 6х7 |
|
5 |
Афинная система подстановок |
Принять А=13, В = 8. |
|
6 |
Таблица Трисемуса |
Использовать таблицу 4х8 |
|
7 |
Афинная система подстановок |
Принять А=9, В = 13. |
|
8 |
Полибианский квадрат |
Использоватьтаблицу 8х8 |
|
9 |
Система шифрования Цезаря |
Использовать сдвиг не менее 8 |
