5.4Зміст 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).

5.5Ключові питання

1. Шифр “Play Fair”. Навести правила побудови та, шифрування.

2. Шифр “Play Fair”. Навести правила розшифровки.

3. Скільки існує варіантів біграм в залежності від кількості літер алфавіту.

4. Описати стійкість шифру “Play Fair” до криптоаналітичних атак в залежності від довжини повідомлення.

5.6Лабораторне 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 “криптограмма” ввести криптограму Play Fair з домашнього завдання.

5. Розшифрувати, записати розшифровку до протоколу і перевірити правильність розшифровки у домашньому завданні.

6. У полі “ключ” ввести шифрувальну таблицю побудовану в домашньому завданні.

7. У полі “відритий текст” ввести текст для шифрування з домашнього завдання.

8. Зашифрувати, записати текст криптограми до протоколу і порівняти його з криптограмою домашнього завдання.

6Дослідження шифру “Подвійний квадрат”

6.1Мета роботи

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

6.2Ключові положення

Новий час привніс нові досягнення в криптографію. Постійно поширюючись, шифрування висунуло нову вимогу – легкість масового використання, а стара вимога, стійкість до зламування, не тільки залишилось, але й було підсилене. Тому 1854 рік, коли англієць Чарльз Уітстон розробив нову шифровку біграмами, що отримала назву “Подвійний квадрат”, він започаткував новий етап в криптографії. Назву шифр отримав по аналогії з “Полібіанським квадратом”. Подвійний квадрат в якості шифрувальної таблиці використовує два квадрати розташовані по горизонталі і заповнені алфавітом у довільній послідовності. Текст шифрується біграмами як у шифру “Чесна гра”. Ці, здавалось би, не значні відмінності привели до появи у світі нової криптографічної системи ручного шифрування. Вона виявилася на стільки надійною і зручною, що використовувалась німцями ще під час Другої світової війни. Ось що сказав про неї її винахідник: “...шифрувати подвійним квадратом дуже просто і це можно довірити навіть дипломатам”.

Наведемо приклад використання шифру “Подвійний квадрат” для російських текстів. Є дві таблиці, заповнені алфавітом у випадковому порядку:

А Ф У Т С Щ Ш Н М А

Б Х З Ж Р Ы Ч О Л Б

В Ц И Я П Ь Ц П К В

Г Ч К Ю О Э Х Р И Г

Д Щ Л Э Н Ю Ф С З Д

Е Ш Ы Ь М Я У Т Ж Е

Для шифрування повідомлення розбивають на біграми. Першу літеру біграми відшукують у таблиці розташованій ліворуч, а другу літеру у таблиці, що розташована праворуч.

Якщо літери розташовано у різних рядках, то через дві таблиці строїться уявний прямокутник так, щоб протилежні кути вказували на дві вибрані літери. Два інші кути прямокутника вказують на дві літери шифровки. Якщо, наприклад, шифрується біграма “БЖ”. Літера “Б” розташована в стовпчику 1 рядка 2 таблиці, що ліворуч, а літера “Ж” розташована в стовпчику 4 рядка 6 таблиці, що праворуч. Прямокутник створюють рядки 2 і 6, стовпчик 1 лівої таблиці і стовпчик 4 правої. Літери шифровки розташовано у стовпчику 1 рядка 6 лівої таблиці , це “Е”, і у стовпчику 4 рядка 2 правої таблиці , це “Л” – біграма шифровки “ЕЛ”.

Так парами букв шифруется все сообщение:

Повідомлення: ПР ИЕ ЗЖ АЮ ШЕ СТ ОГ О

Шифровка: ОП ЫВ ЫЛ ДЩ МУ МН ОГ ОГ

Якщо літери розташовано у одному рядку, то літери шифровки вибирають з того ж рядка. Перша літера біграми обирається з лівої таблиці зі стовпчика, номер котрого співпадає з номером стовпчика другої літери біграми відкритого тексту; а друга літера біграми шифровки обирається з правої таблиці зі стовпчика, номер котрого співпадає з номером стовпчика для першої літери біграми відкритого тексту. Якщо, наприклад, шифрується біграма “ХЛ”. Літера “Х” розташована в стовпчику 2 рядка 2 таблиці, що ліворуч, а літера “Л” розташована в стовпчику 4 рядка 2 таблиці, що праворуч. Літери шифровки розташовано у стовпчику 4 рядка 2 лівої таблиці , це “Ж”, і у стовпчику 2 рядка 2 правої таблиці , це “Ч” – біграма шифровки “ЖЧ”.

Слід зауважити, що для цього шифру правила розшифровування повністю співпадають з правилами шифрування. Шифрування біграмами дає простий у користуванні і дуже стійкий ручний шифр, що було на той час дуже великим успіхом. Зламування подвійного квадрату потребує значних зусиль і об’єму шифровки більшому ніж 30 рядків друкованого тексту.