МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА» Кафедра ЕОМ
ЗВІТ ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1 З дисципліни «Захист інформації в комп`ютерних системах» На тему: «Шифр моноалфавітної заміни (шифр Цезаря)» Варіант 13 ЗМІСТ РОЗДІЛ 1. МЕТА РОБОТИ. 3 РОЗДІЛ 2. ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ. 4 РОЗДІЛ 3. ЗАВДАННЯ. 5 РОЗДІЛ 4. ХІД РОБОТИ. 6 4.1. Функція кодування. 6 4.2. Реалізація функції у main. 6 4.3. Результат виконання програми. 6 ВИСНОВКИ 7 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 8 ДОДАТОК А. КОД ПРОГРАМИ. 9 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. Зверніть увагу на те, що алфавіт вважається "циклічним", тому після Z іде А. Визначити перетворення можна, перелічивши всі варіанти, як показано нижче. Якщо кожній букві призначити числовий еквівалент (а = 1, b = 2 і т.д.), то алгоритм можна виразити наступними формулами. Кожна буква відкритого тексту р заміняється буквою шифрованого тексту З: У загальному випадку зміщення може бути будь-яким, тому узагальнений алгоритм Цезаря записується формулою де к приймає значення в діапазоні від 1 до 25. Алгоритм дешифрування також простий: 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. 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 і легко пізнавана. ЗАВДАННЯ. Створити програму, що реалізує шифрування вихідного повідомлення за допомогою шифру Цезаря з врахуванням того, що повідомлення, що необхідно зашифрувати, написано українською мовою. В якості кроку шифрування обирається номер студента у списку групи. Оформити і захистити звіт ХІД РОБОТИ. Функція кодування. Опис функції кодування шифром Цезаря з кроком 13 наведено на Рис. 4.1, ДОДАТОК А. / Рис. 4.1. Функція caesarCipher. Реалізація функції у main. Опис main функції наведено на Рис. 4.2, повний код програми у ДОДАТОК А. / Рис. 4.2. Функція main. Результат виконання програми. / Рис. 4.3. Результат виконання. ВИСНОВКИ Тестування . В. Стоуллингс “Криптография и защита сетей – Принципы и практика”, Киев 2003 Мельник А.О., Ємець В.Ф., Попович Р. Сучасна криптографія. Основні поняття. Львів, БаК, 2003. – 144 с. Menezes A., van Oorshot P., Vanstone S. Handbook of applied cryptography. CRC Press, 1997 Т.Коркішко, А.Мельник , В.Мельник. Алгоритми та процесори симетричного блокового шифрування – Львів, БаК, 2003. КОД ПРОГРАМИ. #include <iostream> #include <string> #include <locale> #include "windows.h" using namespace std; string caesarCipher(const string& text) { string alphabet = "абвгґдеєжзийіклмнопрстуфхцчшщьюя"; string alphabetUpper = "АБВГҐДЕЄЖЗИЙІКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬЮЯ"; string result = ""; for (char c : text) { size_t index; if ((index = alphabet.find(c)) != string::npos) { result += alphabet[(index + 13) % alphabet.length()]; } else if ((index = alphabetUpper.find(c)) != string::npos) { result += alphabetUpper[(index + 13) % alphabetUpper.length()]; } else { result += c; } } return result; } int main() { SetConsoleCP(1251); SetConsoleOutputCP(1251); string text; cout << "Введіть повідомлення: "; getline(cin, text); string encryptedText = caesarCipher(text); cout << "Зашифроване повідомлення: " << encryptedText << endl; return 0; }