1. Зміст протоколу

1. Назва роботи.

2. Мета роботи.

3. Виконане домашнє завдання згідно номеру варіанту.

4. Результати виконання лабораторного завдання

5. Висновки (записати до відповідного протоколу).

1. Ключові питання

1. Шифр Гомоморфна підстановка. Навести правила побудови, шифрування та розшифровки.

2. Скільки існує варіантів шифру Гомоморфна підстановка, якщо алфавіт повідомлення містить 30 літер, а алфавіт криптограми містить 100 літер.

3. Описати стійкість шифру Гомоморфна підстановка до криптоаналітичних атак.

Рисунок 2‑2 Форма для виконання лабораторної роботи

1. Лабораторне завдання

1. Показати викладачу виконане домашнє завдання.

2. Знайти в каталозі Student файл SimCrypt.exe і запустити його на виконання.

3. З виниклого меню викликати форму для виконання лабораторної роботи.

4. У полі “криптограма” ввести шифрований текст згідно варіанту домашнього завдання.

5. Розшифрувати і записати текст (розшифрований) до протоколу.

6. Порівняти результат розшифровування

7. У полі “исходный текст” ввести фразу “В чащах юга жил был цитрус! Да? Но фальшивый экземпляр”.

8. Зашифрувати і записати текст криптограми до протоколу.

9. Порівняти результат шифрування з криптограмою домашнього завдання.

3. Шифр Гронсфельда

   1. Мета роботи

Вивчити принципи побудови шифру “Гронсфельда”, та його стійкість до криптоаналітичних атак. Отримати практичні навики шифрування цим шифром.

2. Ключові положення

Шифр, що отримав назву “шифр Гронсфельда”, це модифікація шифру Цезаря числовим ключем. Для цього під повідомленням пишуть ключ (число з декількох цифр). Якщо ключ коротший за повідомлення, його повторюють циклічно. Шифровку отримують, як і в шифрі Цезаря, але в якості літери криптограми відраховують не третю літеру праворуч, а літеру, що стоїть праворуч на стільки символів, скільки вказує цифра ключа: якщо “1”, то на одну літеру праворуч; якщо “9” – то на 9 літер праворуч; якщо “0”, то беруть ту ж саму літеру. Так, використовуючи ключем число 314, отримаємо шифровку:

повідомленняСОВЕРШЕННОСЕКРЕТНО

ключ314314314314314314

шифровкаФПЖИСЭИОССТКНСКХОТ

Щоб зашифрувати першу літеру повідомлення від “С”, використовуючи першу цифру ключа “3”, відраховують третю літеру за алфавітом і отримують літеру “Ф”. Відповідно від “О” відраховують першу – це “П” і так далі. Цей шифр використовується і досі. Відомі різновиди і модифікації цього шифру, що мали метою його покращення, від кумедних, таких як використання іншого алфавіту, до по справжньому сильних, таких як послідовне шифрування двома ключами різної довжини.

Шифри багатоалфавіної заміни, до яких відносять і шифр Гронфельда, не зберігають у явному вигляді статистику літер вихідного повідомлення. Але існує метод криптоаналізу таких шифрів. Шифр Гронсфельда можна зламати, якщо на кожну цифру ключа припадає більше, ніж 20..30 літер. Якщо на кожну цифру ключа припадає більше, ніж 100 літер, то злам такого шифру досить поста задача.

3. Домашнє завдання

Записати до протоколу шифрувальну таблицю шифру Гронсфельда.

Вибрати в якості ключа номер свого студентського квитка і зашифрувати шифром Гронсфельда фразу: “Регламентация - это метод защиты информации при котором создаются такие условия её передачи, обработки и хранения, что возможность несанкционированного доступа сводится к минимуму”.

Записати повідомлення і криптограму до протоколу.

1. Зміст протоколу

1. Назва роботи.

2. Мета роботи.

3. Виконане домашнє завдання згідно номеру варіанту.

4. Результати виконання лабораторного завдання

5. Висновки (записати до відповідного протоколу).

Рисунок 3‑3 Форма для виконання лабораторної роботи

1. Ключові питання

1. Шифр Гронсфельда. Навести правила побудови, шифрування та розшифровки.

2. Скільки існує варіантів заміни будь-якої літери повідомлення при використанні шифру Гронсфельда.

3. Описати стійкість шифру Гронсфельда до криптоаналітичних атак в залежності від довжини ключа.

1. Лабораторне завдання

1. Показати викладачу виконане домашнє завдання.

2. Знайти в каталозі Student файл SimCrypt.exe і запустити його на виконання.

3. З виниклого меню викликати форму для виконання лабораторної роботи.

4. У полі “ключ” ввести номер студентського квитка

5. У полі “криптограмма” ввести криптограму з домашнього завдання.

6. Розшифрувати і записати текст розшифрованого повідомлення до протоколу.

7. Порівняти результат розшифровування з повідомленням у домашньому завданні.

4. Шифри Віжинера і Бофора

   1. Мета роботи

Вивчити принципи побудови шифрів Віжинера і Бофора, та їх стійкість до криптоаналітичних атак. Отримати практичні навики шифрування цими шифрами.

2. Ключові положення

Архітектори та дослідники Італії епохи відродження вважають, що одним з самих важливих етапів архітектури ренесансу пов’язано з ім’ям Леона Батіста Альберті, що написав десять книг про будівництво, що побудував палаццо Ручеллаї, церву Іль-Джезо і багато інших чудових витворів мистецтва середньовічної Італії. Як мистецтвознавець, віз узагальнив досвід гуманістичної науки у вивченні античної спадщини, написав трактати “Про живопис”, “Про будівництво”, “Про статую”. З іншого боку криптологи всього Світу вважають його батьком своєї науки. Альберті в криптології винайшов багатоалфаітну заміну, зробивши шифрування дуже стійким до криптоаналізу. Крім самого шифру він ще навів опис пристрою з коліс що обертаються для його реалізації. Цей шифр можна описати за допомогою шифрувальної таблиці, що отримала назву “таблиця Віжинера” від імені Блеза Віжинера, Дипломата XVI сторіччя, котрий розвивав і удосконалював криптографічні системи.

Нижче наведено шифрувальну таблицю Віжинера:

АБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬЫЭЮЯ

БВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬЫЭЮЯА

ВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬЫЭЮЯАБ

ГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬЫЭЮЯАБВ

ДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬЫЭЮЯАБВГ

ЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬЫЭЮЯАБВГД

ЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬЫЭЮЯАБВГДЕ

ЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬЫЭЮЯАБВГДЕЖ

ИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬЫЭЮЯАБВГДЕЖЗ

КЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬЫЭЮЯАБВГДЕЖЗИ

ЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬЫЭЮЯАБВГДЕЖЗИК

МНОПРСТУФХЦЧШЩЬЫЭЮЯАБВГДЕЖЗИКЛ

НОПРСТУФХЦЧШЩЬЫЭЮЯАБВГДЕЖЗИКЛМ

ОПРСТУФХЦЧШЩЬЫЭЮЯАБВГДЕЖЗИКЛМН

ПРСТУФХЦЧШЩЬЫЭЮЯАБВГДЕЖЗИКЛМНО

РСТУФХЦЧШЩЬЫЭЮЯАБВГДЕЖЗИКЛМНОП

СТУФХЦЧШЩЬЫЭЮЯАБВГДЕЖЗИКЛМНОПР

ТУФХЦЧШЩЬЫЭЮЯАБВГДЕЖЗИКЛМНОПРС

УФХЦЧШЩЬЫЭЮЯАБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТ

ФХЦЧШЩЬЫЭЮЯАБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУ

ХЦЧШЩЬЫЭЮЯАБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФ

ЦЧШЩЬЫЭЮЯАБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХ

ЧШЩЬЫЭЮЯАБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦ

ШЩЬЫЭЮЯАБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧ

ЩЬЫЭЮЯАБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШ

ЬЫЭЮЯАБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩ

ЫЭЮЯАБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬ

ЭЮЯАБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬЫ

ЮЯАБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬЫЭ

ЯАБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬЫЭЮ

Кожен рядок цієї таблиці відповідає одному шифру заміни на зразок шифру Цезаря. Нижче наведено зразок шифрувальної таблиці Бофора (Б’юфорта).