1-Практическая. Криптографическая защита
 Скачать 326.05 Kb.
|
|
Практическая работа № 1 Тема: Криптографическая защита Цель работы: Узнать о криптографии, научиться шифровать и расшифровывать информацию с помощью простого метода шифрования. Теоретическая часть Основные понятия криптографии Криптография в переводе с греческого означает "тайнопись". В настоящее время криптография занимается поиском и исследованием математических методов преобразования информации. Параллельно развивается и совершенствуется криптоанализ – наука о преодолении криптографической защиты информации. Криптография решает следующие задачи: шифрование данных с целью защиты от несанкционированного доступа; проверка подлинности сообщений; проверка целостности передаваемых данных; обеспечение невозможности отказа. Для современных криптографических систем защиты информации сформулированы следующие требования: зашифрованное сообщение должно поддаваться чтению только при наличии ключа; знание алгоритма шифрования не должно влиять на надежность защиты; любой ключ из множества возможных должен обеспечивать надежную защиту информации; алгоритм шифрования должен допускать как программную, так и аппаратную реализацию. Криптографические алгоритмы могут быть реализованы аппаратно или программно. На разработку аппаратного устройства необходимы существенные затраты, однако при массовом выпуске устройства эти затраты окупаются. Аппаратная реализация криптографического метода отличается высокой скоростью обработки данных, простотой в эксплуатации, защищенностью. Программные реализации криптографических алгоритмов отличаются существенно меньшим быстродействием. Выпускаются также и комбинированные модули шифрования, так называемые программно-аппаратные средства. Информация в процессе хранения, передачи и преобразования подвергается воздействию атак. Основными нарушениями информационной безопасности являются раскрытие информационных ценностей (потеря конфиденциальности), модификация без разрешения автора (потеря целостности) или неавторизованная потеря доступа к этим ценностям (потеря доступности). Криптографические атаки могут быть пассивными и активными. В зависимости от количества и типа информации, доступной для криптоанализа, выделяют атаки на основе шифротекста, атаки на основе известного открытого текста, атаки на основе выбранного открытого текста. Средневековые ученые часто применяли шифры, основанные на использовании магических квадратов. Магический квадрат – квадратная таблица со вписанными в ее клетки последовательными натуральными числами (начиная с 1), в которой сумма по всем строкам, столбцам и диагоналям одинакова. Суть данного метода шифрования состоит в следующем: текст сообщения вписывается в таблицу в соответствии с приведенной в ней нумерацией, затем текст выписывается по строкам и передается адресату. Надежность данного шифра определяется большим количеством магических квадратов. Существует один квадрат 3 х 3, 880 квадратов размеров 4 х 4, а квадратов 5 х 5 – уже около 250 000. Пример. Пусть дан «магический квадрат», размер которого – 3 х 3 клетки:
В соответствии с этим квадратом необходимо зашифровать фразу: «Долг – это то, что ожидаешь от других, но не от себя. – Оскар Уайльд». Решение: Запишем текст сообщения в квадрат и выпишем полученную криптограмму по строкам. Начинаем вписывать текст сообщения в квадрат по цифрам:
Часть криптограммы имеет вид: ОТЭТ-ДГЛО«. Вписываем в квадрат следующую часть сообщения:
Вторая часть криптограммы имеет вид: «,ЖОДООТЧИ». Повторяя подобные действии, получим конечную криптограмму: «ОТЭТ-ДГЛО,ЖОДООТЧИАТОРЬДШЕДГННЕ,УХИНТ.ЯСБОЕСОАЛЙДАКУРЬ». Для расшифровки криптограммы необходимо записать текст в таблицу по строкам и, пользуясь ключом (числами, записанными в ячейках таблицы), получить открытый текст. В квадрат размером 4 на 4 вписывались числа от 1 до 16. Его магия состояла в том, что сумма чисел по строкам, столбцам и полным диагоналям равнялась одному и тому же числу — 34. Впервые эти квадраты появились в Китае, где им и была приписана некоторая «магическая сила».  Шифрование по магическому квадрату производилось следующим образом. Например, требуется зашифровать фразу: «ПриезжаюСегодня.». Буквы этой фразы вписываются последовательно в квадрат согласно записанным в них числам: позиция буквы в предложении соответствует порядковому числу. В пустые клетки ставится точка.  После этого шифрованный текст записывается в строку (считывание производится слева направо, построчно): .ирдзегюСжаоеянП При расшифровывании текст вписывается в квадрат, и открытый текст читается в последовательности чисел «магического квадрата». Программа должна генерировать «магические квадраты» и по ключу выбирать необходимый. Размер квадрата больше, чем 3х3. Задание Зашифруйте открытый текст используя «Магический квадрат», выбрав один из приведенных ниже вариантов задания по порядковому номеру в журнале. Ваиранты Не плюй в колодец, пригодится воды напиться Под лежачий камень и вода не течет Без труда не выловишь и рыбку из пруда. Дело не сдвинется с места, если ничего не предпринимать Был бы лес, соловьи прилетят. Не беречь поросли, не видать и дерева. Кто не сажал дерева, тому не лежать в тени. Ласточка весну начинает, соловей кончает. Дважды в год лето не бывает. Летом не припасешь, зимой не принесешь. Не зима знобит, а весна. Летом - пыль, зимою снег одолевает. Придет осень, за все спросит. Что летом родится, то зимой пригодится. Соколу лес не диво, волку зима за обычай. Застает зимушка в летнем платьице. Узок путь зимою, а жидок - весною. Не пугай, зима,- весна придет. Кто весной не пролежит, весь год будет сыт. Летом с удочкой, зимой с сумочкой. Одна ласточка не делает весны. Около речки колодца не копают. Зимой солнце сквозь слезы смеется. Сугроб да вьюга - два друга. Зима весну пугает, да всё равно тает. Вода на лугу - сено в стогу. Была бы водица, а сено зародится. Как зима не злится, а всё весне покорится. В июне первую ягоду в рот кладут, а вторую домой несут. Кто земле дает, тому земля втройне отдает Земля родная - колыбель золотая Не поле кормит, а нива Дорогой товар из земли растет Кто любит земле кланяться - без добычи не останется |