МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
ДОСЛІДЖЕННЯ ЗМІСТУ КРИПТОГРАФІЧНИХ ПЕРЕТВОРЕНЬ НА ПРИКЛАДІ ВИБРАНИХ ІСТОРИЧНИХ ШИФРІВ
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до лабораторної роботи №1
з курсу “ОСНОВИ ІНФОРМАЦІЙНОЇ БЕЗПЕКИ”
для студентів спеціальності 8.091401 «Системи управління і автоматики»
та спеціалізації 7.091401.98 і 8.091401.98
«Захист інформації в комп’ютеризованих системах управління»
Затверджено
на засіданні кафедри
“Захист інформації” протокол № від 2009 р.
Львів – 2009
Дослідження змісту криптографічних перетворень на прикладі вибраних історичних шифрів: Методичні вказівки до лабораторної роботи №1 з курсу “Основи інформаційної безпеки” для студентів спеціальності 8.091401 «Системи управління і автоматики» та спеціалізації «Захист інформації в комп’ютеризованих системах управління» / Укл. В.В. Хома, Л.М.Ракобовчук - Львів: НУЛП, 2009. - 15 с.
Укладачі: Хома В.В., д.т.н., професор
Ракобовчук Л.М., канд. техн. наук, доц.
Відповідальний за випуск: Дудикевич В.Б., проф., д.т.н, зав.каф. захисту інформації
Рецензент:
Максимович В.М., доктор техн. наук, проф.
Мета: Вивчення історичних шифрів заміни та перестановок. Отримати навики роботи з шифрами в пакеті CrypTool. Навчитися проводити шифрування і дешифрування тексту, застосовувати набуті знання для комп’ютерного аналізу текстової інформації.
1. КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ
Криптографія – термін утворений з двох грецьких слів: kryptós - "тайний", gráphein –"письмо".
Традиційним завданням криптографії було забезпечення конфіденційності текстової інформації, тобто приховування її семантичного змісту шляхом шифрування.
Схему традиційного (симетричного) шифрування (рис.1) можна описати використовуючи п’ять основних понять:
Відкритий або явний текст (ang. Plaintext, скорочення - P) – це вихідний текст чи дані, які подаються на вхід алгоритму шифрування.
Алгоритм шифрування (ang. Enkryption, akronim - E) – це процес спеціальних криптографічних перетворень, який виконується над символами відкритого тексту.
Таємний ключ (ang. Key, akronim - K) – це параметр, який також подається на вхід алгоритму шифрування і є необхідний для безперешкодного здійснення шифрування текстів.
Шифрований текст або шифрограма – це перетворене повідомлення, яке одержують в результаті шифрування і яке залежить від відкритого тексту та таємного ключа (одне і те ж саме повідомлення шифроване двома різними ключами дає різні шифротексти).
Алгоритм дешифрування (ang. Dekryption, akronim - D) – це процес зворотних щодо шифрування перетворень, тобто вхідною інформацією є шифротекст і той самий таємний ключ, що використовувався для шифрування, а результатом відновлений відкритий текст.
Рис.1. Узагальненя схема традиційного шифрування
Є два основні методи, криптографічних перетворень:
Підстановки (ang. substitution) – полягає на заміні символів відкритого тексту на інші символи того самого або іншого алфавіту.
Перестановок (transposition or permutation) – полягає на перемішуванні символів відкритого тексту, отже шифрограма містить лише ті символи і в тій самій кількості, що і вихідний явний текст.
Одержання відкритого повідомлення із шифрованого без наперед відомого ключа називається взламанням шифру, на відміну від дешифрування – коли ключ відомий.
Ламання шифру без знання ключа з метою оцінки його досконалості, тобто його криптологічної стійкості є предметом дисципліни під назвою криптоаналіз, що поряд із криптографією є складовою більш загальної дисципліни – криптології.
Однією із важливих характеристик шифру є число його можливих ключів, оскільки взлом шифру може здійснюватися перебором можливих ключів.
1.1. Шифри підстановки
Шифр підстановки кожен символ відкритого тексту замінює на деякий інший. В класичній криптографії розрізняют...