Задание 4

4.1 Клод Элвуд Шеннон американский инженер и математик, его работы являются синтезом математических идей с конкретным анализом чрезвычайно сложных проблем их технической реализации. Является основателем теории информации, нашедшей применение в современных высокотехнологических системах связи. Шеннон внес огромный вклад в теорию вероятностных схем, теорию автоматов и теорию систем управления — области наук, входящие в понятие «кибернетика». В 1948 году предложил использовать слово «бит» для обозначения наименьшей единицы информации.

Работа Шеннона «Теория связи в секретных системах» (1945) с грифом «секретно», которую рассекретили и опубликовали только лишь в 1949 году, послужила началом обширных исследований в теории кодирования и передачи информации, и, по всеобщему мнению, придала криптографии статус науки. Именно Клод Шеннон впервые начал изучать криптографию, применяя научный подход. В этой статье Шеннон определил основополагающие понятия теории криптографии, без которых криптография уже немыслима. Важной заслугой Шеннона является исследования абсолютно стойких систем и доказательство их существования, а также существование криптостойких шифров, и требуемые для этого условия. Шеннон также сформулировал основные требования, предъявляемые к надежным шифрам. Он ввёл ставшие уже привычными понятия рассеивания и перемешивания, а также методы создания криптостойких систем шифрования на основе простых операций. Данная статья является отправным пунктом изучения науки криптографии.

4.2 Скитала (или сцитала от греческого σκυτάλη, жезл), известный также как шифр Древней Спарты, представляет собой прибор, используемый для осуществления перестановочного шифрования, состоит из цилиндра и узкой полоски пергамента, обматывавшейся вокруг него по спирали, на которой писалось сообщение. Античные греки и спартанцы в частности, использовали этот шифр для связи во время военных кампаний. Шифруемый текст писался на пергаментной ленте по длине палочки, после того как длина палочки оказывалась исчерпанной, она поворачивалась и текст писался далее, пока либо не заканчивался текст, либо не исписывалась вся пергаментная лента. В последнем случае использовался очередной кусок пергаментной ленты. Дешифровка выполнялась с использованием палочки такого же диаметра. Таким образом, длина блока n определялась длиной и диаметром палочки, а само шифрование заключалось в перестановке символов исходного текста в соответствии с длиной окружности палочки. Например, используя палочку, по длине окружности которой помещается 4 символа, а длина палочки позволяет записать 6 символов, исходный текст: «это шифр древней спарты» превратится в шифрограмму: «эфвптрнаодершрйтиесы».

4.3 Во II веке до н.э. в Древней Греции был изобретён квадрат Полибия. В нём буквы алфавита записывались в квадрат 5 на 5 (при использовании греческого алфавита одна ячейка оставалась пустой), после чего с помощью оптического телеграфа передавались номер строки и столбца, соответствующие символу исходного текста (на каждую букву приходилось два сигнала: число факелов обозначало разряд буквы по горизонтали и вертикали).

4.4 Шифр Цезаря, также известный как шифр сдвига, код Цезаря или сдвиг Цезаря — один из самых простых и наиболее широко известных методов шифрования.Шифр Цезаря — это вид шифра подстановки, в котором каждый символ в открытом тексте заменяется символом, находящимся на некотором постоянном числе позиций левее или правее него в алфавите. Например, в шифре со сдвигом вправо на 3, А была бы заменена на Г, Б станет Д, и так далее.Шифр назван в честь римского императора Гая Юлия Цезаря, использовавшего его для секретной переписки со своими генералами.

4.5 Арман Жан дю Плесси, герцог де Ришельё, Кардинал Ришельё. Ришельё использовал листы картона с прорезями. Значимыми являлись только буквы, видимые через прорези. Отправитель и получатель имели одинаковые листы картона с прорезями.

4.6 Иоганн Тритемий — автор книг по истории, криптографии и оккультизму. Известен разработками в области криптографии, а также как изобретатель шифра Тритемиуса. Представляет собой усовершенствованный шифр Цезаря, то есть шифр подстановки. По алгоритму шифрования, каждый символ сообщения смещается на символ, отстающий от данного на некоторый шаг. Здесь шаг смещения делается переменным, то есть зависящим от каких-либо дополнительных факторов. Например, можно задать закон смещения в виде линейной функции (уравнения зашифрования) позиции шифруемой буквы. Сама функция должна гарантировать целочисленное значение. Прямая функция шифрования должна иметь обратную функцию шифрования, тоже целочисленную.

4.7 Шифр Хилла — полиграммный шифр подстановки, основанный на линейной алгебре и модульной арифметике. Изобретенный американским математиком Лестером С. Хиллом, шифр позволил на практике оперировать более чем с тремя символами за раз. Последующее обсуждение шифра предполагает начальные знания матриц. Шифр Хилла является полиграммным шифром, который может использовать большие блоки с помощью линейной алгебры. Стандартный шифр Хилла уязвим к атаке по выбранному открытому тексту, потому что в нём используются линейные операции.

4.8 Аффинный шифр — это частный случай более общего моноалфавитного шифра подстановки. Поскольку аффинный шифр легко дешифровать, он обладает слабыми криптографическими свойствами. Так как аффинный шифр является по сути моноалфавитным шифром замены, то он обладает всеми уязвимостями этого класса шифров. Шифр Цезаря — это аффинный шифр с a=1, что сводит функцию шифрования к простому линейному сдвигу.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Цели контрольной работы достигнуты. Решены задачи криптографии. Рассмотрены самые знаменитые шифры и их создатели. Изложены теоретические сведения на поставленные в задании контрольные вопросы. Закреплены знания по данному предмету.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Хогланд Г., Мак-Гроу Г. - Взлом программного обеспечения. Анализ и использование кода – 2005;

2. Защита информации в компьютерных системах и сетях. (2-е издание);

3.Методиские пособия.