МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА” ДОСЛІДЖЕННЯ ЗАХИСТУ КОМПЮТЕРНИХ СИСТЕМ ВІД НЕСАНКЦІОНОВАНОГО ДОСТУПУ ПРИКЛАДІ ВИБРАНИХ ІСТОРИЧНИХ ШИФРІВ МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ до виконання лабораторної роботи №1,2 з курсу “Системи ТЗІ” для студентів спеціальності Затверджено на засіданні кафедри “Захист інформації” протокол № від 2010 р. Львів – 2010 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.
Рис.1. Узагальнена схема традиційного шифрування Схему традиційного (симетричного) шифрування (рис. 1) можна описати використовуючи п’ять основних понять: Відкритий або явний текст (англ. Plaintext) – це вихідний текст або дані, які подаються на вхід алгоритму шифрування. Алгоритм шифрування (англ. Enkryption) – це процес спеціальних криптографічних перетворень, який виконується над символами відкритого тексту. Таємний ключ (англ. Key) – 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 (англ. Dekryption) – 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. Є два основні методи, криптографічних перетворень: 1. Підстановки (substitution) – полягає на заміні символів відкритого тексту на інші символи того самого або іншого алфавіту. 2. Перестановок (transposition або 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. Злам 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 розрізняють чотири типи шифру підстановки: 1. Одноалфавітний шифр підстановки (шифр простої заміни) - шифр, при якому кожен символ відкритого тексту замінюється на деякий, фіксований при даному ключі символ того ж алфавіту. Приклади: шифри Цезара, Rot-13. 2. Гомоморфний (однозвучний) шифр підстановки схожий на одноалфавітний за винятком того, що символ відкритого тексту може бути замінений одним з декількох можливих символів. 3. Поліграммний шифр підстановки замінює не один символ, а цілу групу. Приклади: шифр Плейфера, шифр Хілла. 4. Багатоалфавітний шифр підстановки складається з декількох шифрів простої заміни. Приклади: шифр Віженера, шифр Бофора, Варнама (одноразового блокноту). Шифри одноалфавітної заміни Цезаря і Rot-13. В шифрі Цезаря як ключ використовується одна буква із алфавіту. Залежно від позиції цієї букви в алфавіті, букви шифрованого тексту зсуваються в ...