Національний університет «Львівська політехніка» Інститут комп’ютерних технологій, автоматики та метрології ІКТА Кафедра БІТ / ЗВІТ до лабораторної роботи № 1-2 з дисципліни: «Системи технічного захисту інформації» на тему: «Дослідження захисту комп’ютерних систем від несанкціонованого доступу на прикладі вибраних історичних шифрів» Варіант 25 Мета роботи: 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. 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. Завдання: 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. 2. Зашифрувати і розшифрувати текст наданий викладачем за допомогою алгоритму Rot-13. Провести частотні аналізи і визначити ентропії. 3. Зашифрувати і розшифрувати текст наданий викладачем за допомогою алгоритму Віженера. Ключ – прізвище студента в латинській транслітерації. Провести частотні аналізи і визначити ентропії. 4. Зашифрувати і розшифрувати текст наданий викладачем за методом перетановки. Ключ – прізвище студента в латинській транслітерації. Провести частотні аналізи і визначити ентропії. 5. Провести шифрування і дешифрування перших 12 символів тексту вручну за алгоритмами Цезара/Rot-13, Віженера, перестановок. Звірити з даними на комп’ютері. Хід роботи Початок роботи з програмою CrypTool, відкриваємо текстовий документ заданий викладачем (згідно послідовного номеру в журналі) «14» Шифрування заданого тексту методом Цезаря, ключ – перша літера мого прізвища латиницею «М» Зашифрований текст, наступний крок – дешифрування тексту. Ключ – «М». / Дешифрований текст і визначення ентропії шифру Цезаря Гістограми відкритого і зашифрованого тексту відповідно / / Шифрування заданого тексту методом Rot-13. 2.1. Зашифрований текст і визначення ентропії шифру Rot-13 Гістограма відкритого і зашифрованого тексту відповідно Шифрування заданого тексту методом Віженера, ключ – моє прізвище кирилицею «MYTIUK» 3.1. Зашифрований текст і визначення ентропії шифру Віженера 3.2. Гістограма відкритого і зашифрованого тексту Шифрування заданого тексту методом Перестановки. Ключ – моє прізвище кирилицею «MYTIUK» 4.1. Зашифрований текст і визначення ентропії шифру Перестановок 4.2. Гістограма відкритого і зашифрованого тексту // Висновок: На даній лабораторній роботі я вивчив історичні шифри заміни та перестановки, отримав навики роботи з шифрами в пакеті CrypTool, навчився проводити шифрування і дешифрування тексту, застосував набуті знання для комп’ютерного аналізу текстової інформації.