Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
Кафедра КСА
Звіт
до лабораторної роботи №1
На тему: ”Дослідження змісту криптографічних перетворень на прикладі вибраних історичних шрифтів”
Львів – 2009
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.
2. ПОСЛІДОВНІСТЬ ВИКОНАННЯ РОБОТИ
1. Зашифрувати і розшифрувати текст наданий викладачем за допомогою алгоритму Цезаря. Ключ – літера в латинського алфавіту, позиція якої визначається номером прізвища студента в журналі викладача. Провести частотний аналіз і визначити ентропію.
Вхідний текст
Зашифрований текст. Використаній ключ – H (Kozhemyako, 4й в списку)
Ентропія
Гістограма шифрованого тексту
Гістограма вихідного тексту
По гістограмі видно що пік частоти появи символів зсунувся в право на 7 порзицій.
2. Зашифрувати і розшифрувати текст наданий викладачем за допомогою алгоритму Rot-13. Провести частотні аналізи і визначити ентропії.
Зашифрованій текст
Ентропія вихідного тексту/зашифрованого
Частота появи знаків вихідного тексту.
Частота появи символів зашифрованого тексту
По гістограмі видно що пік частоти повторень знаків зсунувся вліво на 14 позицій. Шифрування відносно безпечне.
3. Зашифрувати і розшифрувати текст наданий викладачем за допомогою алгоритму Віженера. Ключ – прізвище студента в латинській транслітерації. Провести частотні аналізи і визначити ентропії. (ключ Kozhemyako)
Ентропія до і після шифрування
Зашифрований текст
Гістограма вихідного тексту (див. пункт 2)
Гістограма зашифрованого тексту
По гістограмі видно що частота появи знаків розкидана. Шифр більш безпечний.
4. Зашифрувати і розшифрувати текст наданий викладачем за методом перетановки. Ключ – прізвище студента в латинській транслітерації. Провести частотні аналізи і визначити ентропії. (ключ Kozhemyako)
Ентропія
Шифрований текст
Гістограма шифрованого тексту
Пік частоти появи символів зсунутий вліво на 5 позицій.
Висновок: на даній лабораторній роботі я ознайомився із методами шифрування історичними шрифтами. Вони прості ц використанні але також їх відносно легко зламати.