Поточные криптографические методы

Открытые сообщения шифруются от начала до конца сообщения с заменой символа открытого текста символом шифротекста в потоке. В поточных системах сохраняется стат. структура исходника, т.е. символ исходника остается на своей позиции и заменяется символом шифротекста.

Шифр Цезаря

 

Сообщение S = ДЕНЬ ПРОГРАММИСТА

Дан алфавит:

 

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

 

а) Шифрование: C = f (S, k), например k = +3

Д = 5 5+3=8 Þ З

Е = 6 6+3=9 Þ И

...

С = ЗИРЯ? ТУСЖУГППЛФХГ

Примечание: Если сумма символа и ключа превышает длину алфавита, то сумма уменьшается на длину алфавита ( )

 

б) Дешифрование: S = f (C, k)

З = 8 8-3=5 Þ Д

И = 9 9-3=6 Þ Е

... S = ДЕНЬ ПРОГРАММИСТА

Примечание: Если при вычитании из номера символа ключа получается отрицательное число или нуль, то необходимо добавить длину алфавита.

 

в) Криптостойкость. Замена простая – один символ исходника заменяется одним символом шифротекста. Ключевое пространство для данного алфавита от -35 до +35 (-35 £ k £ +35).

Вывод: криптостойкость слабая.

Квадрат Полибия

Весь алфавит укладывается в квадрат. (Данный квадрат 6х6)

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

 

а) Шифрование: C = f (S, КП) = 1516 3255 6334

3533 1435 1131

...

б) Дешифрование: S = f (C, КП) Производить действия в обратном порядке.

 

в) Криптостойкость. Сложная замена:

- один символ исходника заменяется двумя символами шифротекста;

- шифротекст в цифровой форме (алфавит шифротекста в данной ситуации 6 символов – цифр).

Недостаток – нет ключа шифрования.

Вывод: криптостойкость – слабая.

 

Условные обозначения:

– алфавит сообщения;

S – сообщение, - открытое сообщение;

– шифротекст;

– ключ шифрования;

– функция шифрования, где f – криптопреобразование;

– дешифрование.

 

Шифр «Модульная арифметика»

(квадрат Полибия с ключом)

 

а) Шифрование

Ключ – слово, содержащее уникальные символы (неповторимые), которые размещаются в начале квадрата, например:

 

или

S = ЯХТА_АРХИМЕД

С = 1146 1314 6314 С = 6244 4224 6324

1546 3236 2524 1144 2235 1231

 

 

б) Дешифрование

S = ЯХТА_АРХИМЕД

в) Криптографическая стойкость:

- есть ключ. Длина ключа равна ;

- количество ключей – ключевое пространство (все возможные комбинации: если , то k = n! + (n-1)! +…+2! );

- можно использовать шифроблокнот для выбора ключа (две книги – одинаковые и одного издания).

 

2.1.4. Алфавитное сложение (шифр Хасегава)

Алфавитное сложение – сложная замена.

Алфавит на листе 4

а) Шифрование

Исходное сообщение: S =

К

Р

И

П

Т

О

С

Т

О

Й

К

О

С

Т

Ь

Ключ: K =

А

Ф

Р

О

Д

И

Т

А

А

Ф

Р

О

Д

И

Т

Алфавитное сложение: Σ =

38

37

48

Вычитание длины алфавита: -33

Шифротекст: С =

Л

Д

Щ

Ю

Ч

Ч

Г

У

П

Ю

Ы

Э

Ц

Ы

О

 

Примечание 1: Если при шифровании S превышает длину алфавита, то она уменьшается на длину алфавита.

 

б) Дешифрование

Л

Д

Щ

Ю

Ч

Ч

Г

У

П

Ю

Ы

Э

Ц

Ы

О

Шифротекст: С =

Ключ: K =

А

Ф

Р

О

Д

И

Т

А

А

Ф

Р

О

Д

И

Т

Вычитание: =

-16

15

-4

+33

Исходное сообщение: S =

К

Р

И

П

Т

О

С

Т

О

Й

К

О

С

Т

Ь

 

S = К Р И П Т О С Т О Й К О С Т Ь

 

5-21= -16 доб.33 =17 4-19= -15 доб.33 =18 15-19= -4 доб.33 =29

 

 

Примечание 2: Если при дешифровании разность отрицательная или нулевая, то к разности необходимо добавить длину алфавита.

В нашем случае: Д = 5 вычитаем Ф = 21 равняется -16, добавляем длину алфавита 33 и получаем 17 – символ Р.

в) Криптографическая стойкость:

- длина ключа сообщения;

- количество ключей (ключевое пространство) значительно больше, чем в шифре «Модульная арифметика» за счет возможности повторения символов ключа;

- неоднозначность замены символа исходника символами шифротекста.

 

Однозначная замена:

Шифрование: Дешифрование:

Многозначная замена:

Шифрование: Дешифрование:

Примечание. Можно использовать шифроблокнот для выбора и передачи ключа. Шифроблокнот – две одинаковые книги, в которых на определенной странице выбирается кортеж первых символов строк, последних или 2-х, 3-х, по диагонали или любые другие. Этот кортеж и является ключом. Решается проблема передачи секретного ключа.

 

Блочные криптографические методы

Особенность – исходный текст разбивается на блоки одинаковой длины. Символы каждого блока переставляются по ключу (нет замен, только перестановки). При этом изменяется статическая структура исходника, т.е. символ исходника со своей позиции переходит по ключу на другую позицию.

 

2.2.1. Шифр СЦИТАЛА (шифр жезла)

 

а) Шифрование k – диаметр жезла

S = БЕЗОПАСНОСТЬ ПРЕЖДЕ ВСЕГО

k

С = БСПВЕНРСЗОЕЕОСЖГПТДОАЬЕА

 

 

k = 4

 

 

операция дополнения

А

 

 

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Базовые криптографические алгоритмы
2. Криптографические методы защиты информации.