Главная » Файлы » Методички » Защита информации [ Добавить материал ]

Шифры замены (история)

В шифрах замены, также называемых подстановочными шифрами, буквы исходного сообщения заменяются на подстановки. Замены в криптотексте расположены в том же порядке, что и в оригинале. Если использование замен постоянно на протяжение всего текста, то криптосистема называется одноалфавитной (моноалфавитной). В многоалфавитных системах использование подстановок меняется в различных частях текста.

Шифром замены называется алгоритм шифрования, который производит замену каждой буквы открытого текста на какой-то символ шифрованного текста. Получатель сообщения расшифровывает его путем обратной замены.

В классической криптографии различают 4 разновидности шифров замены:
  • Простая замена, или одноалфавитный шифр. Каждая буква открытого текста заменяется на один и тот же символ шифртекста.
  • Омофонная замена. Аналогична простой замене с единственным отличием: каждой букве открытого текста ставятся в соответствие несколько символов шифртекста. Например, буква "А" заменяется на цифру 5, 13, 25 или 57 , а буква "Б" — на 7, 19, 31 или 43 и так далее.
  • Блочная замена. Шифрование открытого текста производится блоками. Например, блоку "АБА" может соответствовать "РТК", а блоку "АББ" — "СЛЛ".
  • Многоалфавитная замена. Состоит из нескольких шифров простой замены. Например, могут использоваться пять шифров простой замены, а какой из них конкретно применяется для шифрования данной буквы открытого текста, — зависит от ее положения в тексте.
Примером шифра простой замены может служить программа ROT13, которую обычно можно найти в операционной системе UNIX. С ее помощью буква "А" открытого текста на английском языке заменяется на букву "N", "В" — на "О" и так далее. Таким образом, ROT13 циклически сдвигает каждую букву английского алфавита на 13 позиций вправо. Чтобы получить исходный открытый текст надо применить функцию шифрования ROT 13 дважды:

Р = ROT13( ROT13(P) )
(1.1)

Все упомянутые шифры замены легко взламываются с использованием современных компьютеров, поскольку замена недостаточно хорошо маскирует стандартные частоты встречаемости букв в открытом тексте.



Шифр Цезаря

Юлий Цезарь повествует о посылке зашифрованного сообщения Цицерону. Используемая при этом система подстановок была одноалфавитной, но не являлась системой Цезаря: латинские буквы заменялись на греческие способом, который не был ясен из рассказа Цезаря. Информация о том, что Цезарь действительно использовал систем у Цезаря, пришла от Светония.

В шифре Цезаря каждая буква замещается на букву, находящуюся k символами правее по модулю равному количеству букв в алфавите. (Согласно Светонию у Цезаря k=3 n=50)

Ck(j)=(j+k)(mod n),
n - количество букв в алфавите

Очевидно, что обратной подстановкой является:

Ck-1(j)=Сn-k=(j+n-k)(mod n)


Шифр Цезаря с ключевым словом

В данной разновидности шифра Цезаря ключ задается числом k (0<=k<=n-1) и коротким ключевым словом или предложением. Выписывается алфавит, а под ним, начиная с k-й позиции, ключевое слово. Оставшиеся буквы записываются в алфавитном порядке после ключевого слова. В итоге мы получаем подстановку для каждой буквы. Требование, чтобы все буквы ключевого слова были различными не обязательно - можно записывать ключевое слово без повторения одинаковых букв.


Аффинная криптосистема

Обобщением системы Цезаря является аффинная криптосистема. Она определяется двум числами a и b, где 0<=a, b<=n-1. n - как и раньше, является мощностью алфавита. Числа a и n должны быть взаимно просты.


Соответствующими заменами являются:

Aa,b(j)=(a*j+b)(mod n)

A-1a,b(j)=(j-b)*a-1(mod n)


Обратную замену также можно получить, просто поменяв местами строки в таблице замен.
Взаимная простота a и n необходима для биективности отображения, в противном случае возможны отображения различных символов в один и неоднозначность дешифрирования.


Шифр Полибия

Система Цезаря не является старейшей. Возможно , что наиболее древней из известных является система греческого историка Полибия, умершего за 30 лет до рождения Цезаря. Его суть состоит в следующем: рассмотрим прямоугольник, часто называемый доской Полибия.


А
Б
В
Г
Д
Е
А
А
Б
В
Г
Д
Е
Б
Ж
З
И
Й
К
Л
В
М
Н
О
П
Р
С
Г
Т
У
Ф
Х
Ц
Ч
Д
Ш
Щ
Ъ
Ы
Ь
Э
Е
Ю
Я
.
,
-
?

Каждая буква может быть представлена парой букв, указывающих строку и столбец, в которых расположена данная буква. Так представления букв В, Г, П, У будут АВ, АГ, ВГ, ГБ соответственно.


Коды Азбуки Морзе

Морзе Самюэл Финли Бриз (1791-1872) — американский художник и изобретатель. В 1837 г. изобрел электро-механический телеграфный аппарат. В 1838 г. разработал телеграфный код (азбука Морзе) — неравномерный код, в котором каждая буква или знак представлены комбинацией коротких (точки) и длинных (тире) электрических сигналов.


А     A     .-
Б     B     -...
В     W     .--
Г     G     --.
Д     D     -..
Е     E     .
Ж     V     ...-
З     Z     --..
И     I     ..
Й     J     .---
К     K     -.-
Л     L     .-..
М     M     --
Н     N     -.
О     O     ---
П     P     .--.
Р     R     .-.
С     S     ...
Т     T     -
У     U     ..-
Ф     F     ..-.
Х     H     ....
Ц     C     -.-.
Ч     -     ---.
Ш     -     ----
Щ     Q     --.-
Ы     Y     -.--
Ь     X     -..-
Э     -     ..-..
Ю     -     ..--
Я     -     .-.-
1     .----
2     ..---
3     ...--
4     ....-
5     .....
6     -....
7     --...
8     ---..
9     ----.
0     -----
,     .-.-.-
.     ......
;     -.-.-
:     ---...
?     ..--..
№     -..-.
"     .-..-.
'     .----.
( )     -.--.-
!     --..--
-     -....-



Добавил: COBA (19.09.2010) | Категория: Защита информации
Просмотров: 6039 | Загрузок: 0 | Рейтинг: 0.0/0 |
Комментарии (0)

Имя *:
Email *:
Код *: