‘МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ „ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
Лабораторна робота №1
з дисципліни «Захист інформації в комп’ютерних системах»
на тему: «Шифр моноалфавітної заміни (шифр Цезаря)»
Львів – 2012
Мета роботи: ознайомитись з основами класичної техніки шифрування – шифрами моноалфавітної заміни, та типовим прикладом шифрів даного виду – шифром Цезаря.
Теоретичні відомості
При використанні моноалфавітної заміни окремі букви відкритого тексту заміняються іншими буквами або числами або якимись іншими символами. Якщо відкритий текст розглядається як послідовність бітів, то підстановка зводиться до заміни заданих послідовностей бітів відкритого тексту заданими послідовностями бітів шифрованого тексту.
Найдавнішим і найпростішим з відомих підстановочних шифрів є шифр, що використовувався Юлієм Цезарем. У шифрі Цезаря кожна буква алфавіту замінюється буквою, що перебуває на три позиції далі в цьому ж алфавіті. Найпростіше побачити це на прикладі.
Відкритий текст: meet me after the toga party Шифрований текст: PHHW PH DIWHU WKH WRJD SDUMB
Зверніть увагу на те, що алфавіт вважається "циклічним", тому після Z іде А. Визначити перетворення можна, перелічивши всі варіанти, як показано нижче.
Відкритий текст: a b c d e f g h I j k l m n o p q r s t u v w y z
Шифрований текст: D E F G H I J K L M N O P Q R S T U W Y Z
Якщо кожній букві призначити числовий еквівалент (а = 1, b = 2 і т.д.), то алгоритм можна показати наступними формулами. Кожна буква відкритого тексту р заміняється буквою шифрованого тексту З:
C = E(p) = (p+3) mod (26)
У загальному випадку зміщення може бути будь-яким, тому узагальнений алгоритм Цезаря записується формулою
C = E(p) = (p+k) mod (26)
де к приймає значення в діапазоні від 1 до 25. Алгоритм дешифрування також простий:
p = D(C) = (C - k) mod (26)
Якщо відомо, що певний текст був шифрований за допомогою шифру Цезаря, то за допомогою простого перебору всіх варіантів розкрити шифр дуже просто - для цього досить перевірити 25 можливих варіантів ключів. На рис. 1 показані результати застосування цієї стратегії до зазначеного вище повідомлення. У цьому випадку відкритий текст розпізнається в третьому рядку.
Застосування методу послідовного перебору всіх можливих варіантів виправдано наступними трьома важливими характеристиками даного шифру.
Відомі алгоритми шифрування й дешифрування.
Необхідно перебрати всього 25 варіантів.
Мова відкритого тексту відома та легко розпізнається.
Завдання:
Розробити програму, що реалізує шифрування вихідного повідомлення за допомогою шифру Цезаря. Повідомлення, що необхідно зашифрувати, має бути задано українською мовою.
В якості ключа шифрування обирається номер студента у списку групи.
Виконання роботи
Для розробки програми для шифрування тексту методом Цезаря будемо використовувати середовище Eclipce і платформу Android. (рис. 1).
Рис. 1. Вікно програми.
Для шифрування потрібно ввести повідомлення, ввести ключ (в даному випадку це номер варіанту 9) і натиснути кнопку Шифрувати (рис. 2).
Рис. 2. Розшифрування повідомлення.
Текст програми
package ua.programming.labs;
import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.EditText;
import android.widget.Toast;
public class Lab1 extends Activity {
char[] Alphabet = {'а','б','в','г','ґ','д','е','є','ж','з','и','і','ї','й','к','л','м','н','о','п','р','с','т','у','ф','х','ц','ч','ш','щ','ь','ю','я','А','Б','В','Г','Ґ','Д','Е','Є','Ж','З','И','І','Ї','Й','К','Л','М','Н','О','П','Р','С','Т','У','Ф','Х','Ц','Ч','Ш','Щ','Ь','Ю','Я','1','2','3','4','5','6','7','8','9','0',' ',',','.','\n'};
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.lab1);
Button startButton = (Button) findViewById(R.id.btnEncode);
startButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
public void onClick(...
