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

Перехід до торгівельного партнера Binance

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:

2012

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 21:01-

Коментарі

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

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

Маєш корисні навчальні матеріали, які припадають пилом на твоєму комп'ютері? Розрахункові, лабораторні, практичні чи контрольні роботи — завантажуй їх прямо зараз і одразу отримуй бали на свій рахунок! Заархівуй всі файли в один .zip (до 100 МБ) або завантажуй кожен файл окремо. Внесок у спільноту – це легкий спосіб допомогти іншим та отримати додаткові можливості на сайті. Твої старі роботи можуть приносити тобі нові нагороди!

поділитись