ВИВЧЕННЯ ТА РЕАЛІЗАЦІЯ ШИФРІВ ПЕРЕСТАНОВКИ. Методичні вказівки до лабораторної роботи з Криптографічні системи та протоколи. Робота № 518626

ВИВЧЕННЯ ТА РЕАЛІЗАЦІЯ ШИФРІВ ПЕРЕСТАНОВКИ

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

Не вказано

Факультет:

Не вказано

Кафедра:

Не вказано

Інформація про роботу

Рік:

2013

Тип роботи:

Методичні вказівки до лабораторної роботи

Предмет:

Криптографічні системи та протоколи

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА” ВИВЧЕННЯ ТА РЕАЛІЗАЦІЯ ШИФРІВ ПЕРЕСТАНОВКИ. МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ № 1 З ДИСЦИПЛІНИ “КРИПТОГРАФІЧНІ СИСТЕМИ ТА ПРОТОКОЛИ” для студентів базового напряму 6.170101 “Безпека інформаційних і комунікаційних систем” Затверджено на засiданнi кафедри “Безпека інформаційних технологій”, протокол № від 2012 р. Львів – 2012 Вивчення та реалізація шифрів перестановки: Методичні вказівки до лабораторної роботи №2 з дисципліни “Криптографічні системи та протоколи” для студентів базового напряму 6.170101 “Безпека інформаційних і комунікаційних систем” /Укл.: А.Е.Лагун, А.В.Петришин - Львів: НУЛП 2012. - 8 с. Укладачі: А.Е.Лагун, к.т.н., доцент А.В.Петришин, асистент Відповідальний за випуск: Л.В. Мороз, к.т.н., доцент. Рецензент: В.М.Максимович, д.т.н., професор. Мета роботи - навчитися розробляти програмне забезпечення для реалізації шифрів перестановки. 1. ОСНОВНІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ Шифри перестановки зберігають всі букви відкритого тексту, але розміщують їх у криптотексті в іншому порядку. Спочатку розглянемо матричний шифр обходу. Повідомлення записується рядками у вигляді прямокутної матриці. Криптотекст формується зчитуванням букв із матриці у зміненому порядку, а саме, стовпчиками. При цьому послідовність, у якій зчитуються стовпчики, визначається ключем. Ключ задається у вигляді ключового слова, що легко запам'ятовується. Порядок зчитування стовпчиків збігається з алфавітним порядком букв ключового слова. Наприклад, Повідомлення: ЗАРПЛАТУ БУДЕ ВИПЛАЧЕНО НА ДРУГИЙ ТИЖДЕНЬ Ключове слово: Компас З А Р П Л А Т У Б У Д Е В И П Л А Ч Е Н О Н А Д Р У Г И Й Т И Ж Д Е Н Ь Компас ( 243516 Криптотекст: АУИНУЖПУЛНИЕРБПОГДЛДААЙНЗТВЕРИАЕЧДТЬ Необхідно зазначити, що в наш час вживання як ключа для будь-якого шифру зручних для запам'ятовування ключових слів є досить ризикованим через словникову атаку. Найпростіший варіант цього методу криптоаналізу полягає в укладанні списку із, скажімо, 100000 найвживаніших ключових слів, включно із географічними назвами та екзотичними термінами. Наступним шифром перестановки розглянемо шифр Кардано. Це блоковий шифр з періодом l= k2, де k парне число. Ключем є вирізаний із паперу в клітинку квадрат розміру k на k, що складається з k2 клітинок, четверту частину яких, цебто k2/4, прорізують. Наведемо приклад для k=4, причому квадрат розділено пунктиром, а контури чотирьох прорізаних клітинок виділено суцільною лінією. Нехай потрібно зашифрувати блок повідомлення у якому k2 літер Криптотекст записують на папері в клітинку в квадраті k на k. Процедура займає чотири кроки. На першому кроці на аркуш, на якому буде записуватися криптотекст, накладають ключ і вписують перші k2/4 літер повідомлення у прорізані клітинки, починаючи з верхнього рядка. На другому кроці ключ повертають на 90 градусів за годинниковою стрілкою відносно центру квадрату і у прорізані клітинки вписують наступні k2/4 літер повідомлення. Подібним чином виконують третій і четвертий кроки - щоразу ключ повертають на 90 градусів і у нові позиції прорізаних клітинок вписують чергові k2/4 літер повідомлення. Ключ має бути виготовлений таким способом, щоб при повороті прорізані у ключі клітинки попали на вільні клітинки аркуша, і в жодному разі не наклалися на клітинки вже заповнені на попередніх кроках. В результаті після четвертого кроку всі k2 літер блоку повідомлення виявляються розміщеними в деякому порядку у квадраті k на k. Зчитавши їх рядками, отримують криптотекст. Наприклад, зашифруємо повідомлення: к о з и с и т і с і н о ц і л е Повідомлення к о з и Крок №1 с и т і Крок №2 с і н о Крок №3 ц с с к и і о і з н т л о и е і Крок №4 Криптотекст кози ситі сіно ціле Одержуємо криптотекст цсскиіоізнтлоиеі. Шифр Кардано є шифром перестановки спеціального виду, в якому правило переставлення букв у блоці зручне для реалізації на папері за допомогою ножиць та олівця. Загальний шифр перестановки з періодом l переставляє l букв у довільному порядку, який визначається ключем. Ключ зручно задавати табличкою , яка показує, що перша буква блоку відкритого тексту займає позицію i1 у відповідному блоці криптотексту, друга буква переміщується на позицію i2 і т.д. Наприклад, при l = 4 шифр перестановки з ключем , перетворює відкритий текст козиситісіноціле у криптотекст изокітисоніселіц. А зображений вище ключ для шифру Кардано можна задати табличкою . Шифр перестановки з періодом l має l! різних ключів. Якщо l є невеликим у порівнянні з довжиною тексту, шифр перестановки розкривається спеціальним чином організованим аналізом частот біграм. 2. ЗАВДАННЯ 2.1. Домашня підготовка до роботи 1) Вивчити математичний апарат, який використовується в шифрах перестановки, а також принципи побудови матричного шифру обходу та шифру Кардано. 2) Скласти блок-схеми алгоритмів та програму для реалізації зашифрування та розшифрування відкритого тексту за допомогою шифру Кардано з періодом l=36, забезпечити зашифрування та розшифрування тексту(враховуючи усі розділові знаки). 2.2. Робота в лабораторії 1) Ввести в комп'ютер програми згідно із завданням. 2) Відлагодити програми. При необхідності скоригувати блок-схеми алгоритмів та програми у відповідності з виявленими логічними та синтаксичними помилками. 3) Остаточні версії блок-схем, програм та отримані результати оформити у звіті з лабораторної роботи. 4) Здати звіт з лабораторної роботи. 3. ЗМІСТ ЗВІТУ 1) Номер і назва лабораторної роботи. 2) Повний текст завдання. 3) Остаточні версії блок-схем алгоритмів. 4) Список ідентифікаторів констант, змінних, процедур і функцій, використаних у блок-схемах алгоритмів і програм, та їх пояснення. 5) Остаточні версії програм. 6) Результати роботи програм. 4. КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ 1. Що таке шифр перестановки? 2. Що є ключем у матричному шифрі обходу? 3. Який тип атаки ефективний для матричного шифру обходу? 4. Поясніть суть операції зашифрування в шифрі Кардано. 5. Який період шифру Кардано? 6. Скільки різних ключів має шифр перестановки з періодом l? СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ О.Н.Василенко, Теоретико-числовые алгоритмы в криптографии. – М.: Изд-во МГУ, 2000 К.Шеннон. Теория связи в секретных системах. В Работы по теории информации и кибернетике, стр. 333-402. М., Изд. Иностр. Лит., 1963. М.Вельшенбах. Криптография на Си и С++ в действии. М., Триумф, 2004. Б.Шнайер. Прикладная криптография, 2-е издание: протоколы, алгоритмы, исходные тексты на языке Си. М., Триумф, 2002. Навчальне видання Вивчення та реалізація шифрів перестановки: Методичні вказівки до лабораторної роботи №2 з дисципліни “Криптографічні системи та протоколи” для студентів базового напряму 6.170101 “Безпека інформаційних і комунікаційних систем”. Укладачі: Лагун Андрій Едуардович Петришин Андрій Васильович

Методичні вказівки до лабораторної роботи Криптографічні системи та протоколи

sergiwez

19.01.2013 21:18

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

поділитись