Вопросы по теории темы 2 для самостоятельной подготовки

1 В чем состоит метод шифрования заменой? Возможное число ключей в этом методе.

2 Как получить шифротекст с использованием системы шифрования Цезаря? Возможный вид ключа в этом методе; возможные дополнительные меры для повышения секретности.

3 Как выглядит афинная система шифрования? Оценить секретность этой системы шифрования.

4 Как получить шифротекст с использованием лозунгового шифра?

5 Как получить шифротекст с использованием полибианского квадрата?

6 Как получить шифротекст с использованием таблицы Трисемуса?

Тема 3 Шифры сложной замены. Разновидности реализации шифров сложной замены Краткие теоретические сведения

Шифрами сложной замены называют такие шифры, шифрование с помощью которых осуществляется путем замены каждого символа исходного текста другими символами (шифрообозначениями), при этом порядок символов не меняется. Шифры сложной замены называют многоалфавитными, так как для шифрования каждого символа исходного текста используют свой шифр простой замены. Многоалфавитная подстановка обеспечивает цикличное использование в соответствии с ключем нескольких алфавитов замены, использование которых определяется местом зашифровываемого символа в исходном тексте. Так, например, буквы А исходного текста могут быть заменены различными буквами в шифротексте в соответствии с приведенной ниже таблицей, если они будут на месте символов Х₂, Х₄, Х₇.

Таблица 7

Исходный текст	Х1	Х2	Х3	Х4	Х5	Х6	Х7	Х8
Алфавит подстановки	В0	В1	В2	В3	В0	В1	В2	В3

Такое шифрование приводит к изменению статистики повторяемости символов в шифротексте по сравнению с исходным текстом, что лишает криптоаналитиков важной информации при попытке вскрытия шифра.

Примеры реализации шифров сложной замены

1 Биграммный шифр Плейфейера

Этот шифр реализуется с помощью таблицы подобной таблице Трисемуса. Алгоритм шифрования состоит из следующих шагов.

1 Исходный текст разбивается на пары букв (биграммы). В тексте должно быть четное число букв и в биграмме буквы не должны повторяться.

2 Последовательность биграмм исходного текста с помощью шифровальной таблицы превращается в последовательность биграмм шифротекста по следующим правилам:

• если в таблице образуется прямоугольник с буквами биграммы в противолежащих углах (буквы биграммы расположены в различных строках и столбцах таблицы), то для замены используют буквы из двух других углов прямоугольника (считивание выполняется по строкам);

• если обе буквы биграммы расположены в одном столбце, то для замены используют буквы, расположенные в соседнем столбце справа от них(считивание выполняется по строкам); для последнего столбца таблицы соседним справа будет первый столбец;

• если обе буквы биграммы расположены в одной строке, то для замены используют буквы, расположенные в соседней строке ниже от них(считивание выполняется по столбцам); для последней строки таблицы соседней снизу будет первая строка;

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 исходного текста разбита на биграммы (для четности убрали предлог В) в зашифрованном виде будет выглядеть так:

«ПР ИЙ ДУ ДГ МА ВО СЬ МО ГО»

«ЖГ ЕБ ЯФ ФП ДО ЯМ ИГ ЕЛ МЬ»

При сравнении исходного текста с шифротекстом видно, что три буквы «О» в исходном тексте заменены на буквы «М», «Л» и «Ь» в шифротексте, т.к. они входят в различные биграммы. Это искажает статистику исходного текста.

Ключом для прочтения (востановления) исходного текста служит сама шифровальная таблица, на которой выполняется обратное преобразование биграмм в соответствии с приведенным выше алгоритмом.