Алгоритм взлома кода цезаря

Шифр Цезаря как впрочем, и другие шифры замены и перестановки расшифровать довольно легко.

Считаем, что известны вероятности букв pi, i=1, 2.., n, в языке сообщения (n – число букв в алфавите). Определяем частоты букв fi в зашифрованном сообщении. Если сообщение довольно длинное, то будет выполняться fi? pi. Затем необходимо делать перебор по сдвигам (разным ключам). Когда сдвиг не угадан, то общее различие между piи fi(N) равное будет велико. Минимум величины говорит о том, что сдвиг Nугадан верно, где N– это ключ к расшифровке кода Цезаря.

15. Простейшие шифры замены и перестановки: шифр Атбаш, квадрат Полибия, код Виженера, шифрование с помощью скитала, магические квадраты и книжный шифр.

Шифр Атбаш:

Шифр Атбаш — Шифр простой замены, использованный для еврейского алфавита и получивший оттуда свое название. Шифрование происходит заменой первой буквы алфавита на последнюю, второй на предпоследнюю.

Для английского алфавита:

Исходный алфавит: A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

Алфавит замены : Z Y X W V U T S R Q P O N M L K J I H G F E D C B A

Для русского алфавита:

Исходный алфавит: А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ь Ы Ъ Э Ю Я

Алфавит замены: Я Ю Э Ъ Ы Ь Щ Ш Ч Ц Х Ф У Т С Р П О Н М Л К Й И З Ж Ё Е Д Г В Б А

Шифр Полибия:

Древней Греции (П в. до н. э.) был известен шифр, называемый квадрат Полибия. Это устройство представляло собой квадрат 5×5, столбцы и строки которого нумеровали цифрами от 1 до 5. В каждую клетку этого квадрата записывалась одна буква. (В греческом варианте одна клетка оставалась пустой, в латинском — в одну клетку помещали две буквы i и j.) В результате каждой букве отвечала пара чисел и шифрованное сообщение превращалось в последовательность пар чисел.

Например: 13 34 22 24 44 34 15 42 22 34 43 45 32

Это сообщение записано при использовании латинского варианта квадрата Полибия , в котором буквы расположены в алфавитном порядке.

Шифр Виженера:

Этот шифр удобнее всего представлять себе как шифр Цезаря с переменной величиной сдвига. Чтобы знать, на сколько сдвигать очередную букву открытого текста, заранее договариваются о способе запоминания сдвигов. Сам Виженер предлагал запоминать ключевое слово, величину сдвига. Существует алгоритм шифрования по таблице Виженера:

1-я строка — фраза для шифрования;

2-я строка — номера букв фразы для шифрования в русском алфавите;

3-я строка- ключевое слово с длиной равной длине фразы;

4-я строка — номера букв ключевого слова в алфавите;

5-я строка — сумма номеров 2-й и 4-й строк в соответствующих столбцах;

6-я строка — результат «вычитания полного оборота» 33 буквы;

7-я строка — зашифрованная фраза.

Дешифровка осуществляется по обратному алгоритму, с учётом того, что 5-я строка — разность 2-й и 4-й строки. Если число 2-й строки меньше числа 4-й строки, считаем так: 33 + число 2-й строки – число 4-й строки.

А-1 Б-2 В-3 Г-4 Д-5 Е-6 Ё-7 Ж-8 З-9 И-10 Й-11 К-12 Л-13 М-14 Н-15 О-16 П-17 Р- 18 С-19 Т- 20 У-21 Ф-22 Х-23 Ц- 24 Ч-25 Ш- 26 Щ-27 Ъ- 28 Ы-29 Ь-30 Э-31 Ю-32 Я-33

Шифр перестановки скитала

Известно, что в V веке до нашей эры правители Спарты, наиболее воинственного из греческих государств, имели хорошо отработанную систему секретной военной связи и шифровали свои послания с помощью скитала, первого простейшего криптографического устройства, реализующего метод простой перестановки. Шифрование выполнялось следующим образом. На стержень цилиндрической формы, который назывался скитала, наматывали спиралью (виток к витку) полоску пергамента и писали на ней вдоль стержня несколько строк текста сообщения (рис.1.). Затем снимали со стержня полоску пергамента с написанным текстом. Буквы на этой полоске оказывались расположенными хаотично. Такой же результат можно получить, если буквы сообщения писать по кольцу не подряд, а через определенное число позиций до тех пор, пока не будет исчерпан весь текст.

Сообщение НАСТУПАЙТЕ при размещении его по окружности стержня по три буквы дает шифртекст НУТАПЕСА_ТЙ

Для расшифрования такого шифртекста нужно не только знать правило шифрования, но и обладать ключом в виде стержня определенного диаметра. Зная только вид шифра, но не имея ключа, расшифровать сообщение было непросто. Шифр скитала многократно совершенствовался в последующие времена.

КНИЖНЫЙ шифр

Заметным вкладом Энея в криптографию является предложенный им так называемый книжный шифр, описанный в сочинении «Об обороне укреплённых мест». Эней предложил прокалывать малозаметные дырки в книге или в другом документе над буквами секретного сообщения. Интересно отметить, что в первой мировой войне германские шпионы использовали аналогичный шифр, заменив дырки на точки, наносимые симпатическими чернилами на буквы газетного текста.

Книжный шифр в современном его виде имеет несколько иной вид. Суть этого шифра состоит в замене букв на номер строки и номер этой буквы в строке в заранее оговоренной странице некоторой книги. Ключом такого шифра является книга и используемая страница в ней. Этот шифр оказался «долгожителем» и применялся даже во времена второй мировой войны.

МАГИЧЕСКИЕ квадраты

Во времена средневековья европейская криптография приобрела сомнительную славу, отголоски которой слышатся и в наши дни. Криптографию стали отождествлять с черной магией, с некоторой формой оккультизма, астрологией, алхимией, еврейской каббалой. К шифрованию информации призывались мистические силы. Так, например, рекомендовалось использовать «магические квадраты».

В квадрат размером 4 на 4 (размеры могли быть и другими) вписывались числа от 1 до 16. Его магия состояла в том, что сумма чисел по строкам, столбцам и полным диагоналям равнялась одному и тому же числу — 34.

Впервые эти квадраты появились в Китае, где им и была приписана некоторая «магическая сила». Приведем пример:

Шифрование по магическому квадрату производилось следующим образом. Например, требуется зашифровать фразу: «Приезжаю сегодня». Буквы этой фразы вписываются последовательно в квадрат согласно записанным в них числам, а в пустые клетки ставятся произвольные буквы.

После этого шифрованный текст записывается в строку: УИРДЗЕГЮСЖАОЕЯНП

При расшифровывании текст вписывается в квадрат и открытый текст читается в последовательности чисел «магического квадрата». Данный шифр -обычный шифр перестановки, но считалось, что особую стойкость ему придает волшебство «магического квадрата».

16. Основные характеристики систем с секретным ключом DES, FEAL, IDEA, ГОСТ 28147-89, RC5.

Названиешифра	Историческиесведения	Основныехарактеристики
DES –DataEncryptionStandard(стандарт шиф-рования данных)	Разработан в середине70-х годов сотрудникомкорпорации IBMХ. Фейстелем	Данный шифр основан на сети Фейштеля. Шифруется блок из 64 бит, используется 64-битовый ключ(требуется только 56 бит), 16 проходов. Может работать в 4 режимах.
FEAL –FastData EnciphermentAlgorithm(быстрыйалгоритмшифрования)	Предложен 1987 г. какальтернатива DES	Ориентирован на8 разрядный процессор;длина ключа 64 бита
IDEA –InternationalData EncryptionAlgorithm(междуна-родныйалгоритмшифрования)	Предложен в 1991 г.	64- битные блоки открытого текста последовательношифруются на 128 битном ключе, 8 проходов
ГОСТ 28147-89	Отечественный алго-ритм блочного шифро-вания. Разработан всередине 80-х годов вСССР.	Предусматривает 3 режимашифрования: простой замены, гаммирования игаммирования с обратной связью; размер блока 64бита, длина ключа 256 бит.

Статьи к прочтению:

\

Похожие статьи: