10. Гаммирование двоичного текста.

Любая информация (буквенный тест. Цифровые данные, изображение, речь и т.п.) кодируется двоичным кодом, который и будем далее также как ранее называть исходным текстом.

Формируется псевдослучайная числовая последовательность (ключ) также в форме какого-либо двоичного кода. Полученные двоичные последовательности (исходного текста и ключа) позначно располагаются один под другим.

Одним из распространенных приемов получения шифрограммы является операция сложения по модулю два (XOR) каждой пары двоичных символов исходного текста и ключа. Дешифрирование осуществляется просто генерированием идентичного ключа и выполнением над шифротекстом и ключом опять же операцииXOR, т.к. эта операция является и обратной для самой себя.

y_i = x_i XOR _i, x_i­ = y_i XOR _i

y_i = x_i  _i, x_i­ = y_i  _i

Пример гаммирования буквенного текста:

Исходный текст	ш	И	ф	р
Его двоичный код (телеграфный)	010010	100000	110010	101001
Десятичные числа ключа (гаммы)	7	1	8	2
Двоичный код гаммы	000111	000001	001000	000010
Шифрограмма	010101	100001	111010	101011
	Период гаммы

- Двоичный код гаммы имеет то же количество бит, что и код букв

- В качестве гаммы взята последовательность из е=2,718…

Гамму можно заранее записать в ЗУ или генерировать ее датчиками ПСП чисел аппаратно или программно.

Для увеличения надежности шифрования можно, разбив шифруемый текст на группы, применять к каждой группе другие участки ПСП гаммы.

Гаммированную шифрограмму моно вскрыть, если период гаммы короче длины известного криптоаналитику исходного текста.

11. Слабые места шифра замены с помощь операции xor.

У компьютерного многоалфавитного шифра замены с помощью операции XORесть два слабых места.

Первое — это обратимость шифра, т.к. для шифрования и расшифрования применяется одна и та же операция. Если одно сообщение посылается наскольким адресатам, шифруется одним и тем же ключом и произошел сбой или ошибка, так хакер может получить два сообщения разной длины. Например, получились две шифровки. Которые отличаются тем, что исходный текст сообщения оказался сдвинутым на один символ при шифровке. Криптоаналитик может получить две шифровки Y' иY''.

i	yi' = xi  i,	y''i+1 = xi+1  i,
0	y0' = x0  0,	y''1 = x1  0,
1	y1' = x1  1,	y''2 = x2  1,
2	y2' = x2  2,	y''3 = x3  2,
3	y3' = x3  3,	y''4 = x4  3,
	—"—	—"—

Тогда, взяв их сумму ^, криптоаналитик получит сумму исходного текста со сдвигом. Теперь исходный текст можно получить, подобрав (по проявлению осмысленного текста) величинупо формуле

,

где есть ни что иное как код первой буквы шифрограммы. Действительно, взяв, получим, например

Пример:

i		T	x	y'	шт'	y''	шт''
0		Ш	11000	11111	Я				(Ш)
	7		00111						11000 Ш (угадали перебором)
1		И	01000	00101	Е	01111	П	10000	01000 И
	13		01101
2		Ф	10100	00001	Б	11001	Щ	11100	10100 Ф
	21		10101
3		Р	10000	01111	П	00101	Е	00100	10000 Р
	31		11111
4		Ъ	11010	10011	У	00101	К	01010	11010 Ъ
	9		01001

Как видим, при рассмотренной ошибке шифровальщика при рассылке циркулярной телеграммы, но шифруемой однимключом, шифр замены на основе операцииXORлегко вскрыть и без подбора ключей.

Количество вариантов прочтения шифровки не превышает количества символов в алфавите. Сейчас криптографы строго держатся правила: ни при каком случае не использовать ключ дважды.

Второе слабое место возникает, если в сообщении встречаются большие участки пробелов или нулевых символов. Например, если линия связи недозагружена, но в то время когда нет сообщения, аппаратура шифрования не выключена. Тогда, т.к. x=0, в линию связи поступает «шифровка»Y₀, представляющая собой чистую последовательность ключа. Если перехватить ее, т.е. ключY₀=, то можно на нее наложить текст своего злоумышленного сообщенияY_зло =x_зло . Получатель, расшифровав ее

Y_зло =x_зло =x_зло,

поверит тексту x_злозлоумышленника, что уже никак не допустимо.

Так как перехватчик-злоумышленник не знает, свободна ли линия, то будет накладывать свой текст на непрерывный шифрованный сигнал наугад несколько раз. Даже если в то время по линии шла передача, то возникшие искажения, скорее всего, будут получателем интерпретированы как помехи в канале связи.