ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1 «ДОМАШИННЫЕ МЕТОДЫ ШИФРОВАНИЯ»
СОДЕРЖАНИЕ
Теоретический минимум 1
Перестановочный шифр с ключевым словом 1
Частотный анализ 1
Коды Азбуки Морзе 4
Задания 5
Указания по выполнению, оформлению и отчету заданий 6
Теоретический минимум
Перестановочный шифр с ключевым словом
Буквы открытого текста записываются в клетки прямоугольной таблицы по ее строчкам. Буквы ключевого слова пишутся над столбцами и указывают порядок этих столбцов (по возрастанию номеров букв в алфавите). Чтобы получить зашифрованный текст, надо выписывать буквы по столбцам с учетом их нумерации:
Пример:
Открытый текст: Прикладная математика Ключ: Ш и ф р
4 1 3 2
П р и к л а д н
а я м а
т е м а
т и к а
Криптограмма: Раяеикнаааидммкплатт
Частотный анализ
Таблицы распределения букв
| В русском языке
| Буква
| Частота
| Буква
| Частота
| Буква
| Частота
| а
| 0.062
| л
| 0.035
| ц
| 0.004
| б
| 0.014
| м
| 0.026
| ч
| 0.012
| в
| 0.038
| н
| 0.053
| ш
| 0.006
| г
| 0.013
| о
| 0.090
| щ
| 0.003
| д
| 0.025
| п
| 0.023
| ы
| 0.016
| е
| 0.072
| р
| 0.040
| ъ, ь
| 0.014
| ж
| 0.007
| с
| 0.045
| э
| 0.003
| з
| 0.016
| т
| 0.053
| ю
| 0.006
| и
| 0.062
| у
| 0.021
| я
| 0.018
| й
| 0.010
| ф
| 0.002
| разделитель
| 0.174
| к
| 0.028
| х
| 0.009
|
|
|
| В английском языке
| Буква
| Частота
| Буква
| Частота
| Буква
| Частота
| a
| 0.0804
| b
| 0.0154
| c
| 0.0306
| d
| 0.0399
| e
| 0.1251
| f
| 0.0230
| g
| 0.0196
| h
| 0.0549
| i
| 0.0726
| j
| 0.0016
| k
| 0.0067
| l
| 0.0414
| m
| 0.0253
| n
| 0.0709
| o
| 0.0760
| p
| 0.0200
| q
| 0.0011
| r
| 0.0612
| s
| 0.0654
| t
| 0.0925
| u
| 0.0271
| v
| 0.0099
| w
| 0.0192
| x
| 0.0019
| y
| 0.0173
| z
| 0.0009
|
|
|
|
Хотя нет таблицы, которая может учесть все виды текстов, но есть вещи общие для всех таблиц, например, в английском языка буква E всегда возглавляет список частот, а T идет на второй позиции. A и O почти всегда третьи. Кроме того девять букв английского языка E, T, A, O, N, I, S, R, H всегда имеют частоту выше, чем любые другие. Эти девять букв заполняют примерно 70% английского текста.
Ниже приведены соответствующие таблицы для различных языков. Русский
| Буква
| Частота
| о
| 0.1090
| е
| 0.0872
| а
| 0.0751
| и
| 0.0751
| н
| 0.0642
| т
| 0.0642
| с
| 0.0545
| р
| 0.0484
| в
| 0.0460
| Всего
| 0.6235
|
| Английский
| Буква
| Частота
| e
| 0.1251
| t
| 0.0925
| a
| 0.0804
| o
| 0.0760
| i
| 0.0726
| n
| 0.0709
| s
| 0.0654
| r
| 0.0612
| h
| 0.0549
| Всего
| 0.6990
|
| Немецкий
| Буква
| Частота
| e
| 0.1846
| n
| 0.1142
| i
| 0.0802
| r
| 0.0714
| s
| 0.0704
| a
| 0.0538
| t
| 0.0522
| u
| 0.0501
| d
| 0.0494
| Всего
| 0.7263
|
| Французский
| Буква
| Частота
| e
| 0.1587
| a
| 0.0942
| i
| 0.0841
| s
| 0.0790
| t
| 0.0726
| n
| 0.0715
| r
| 0.0646
| u
| 0.0624
| l
| 0.0534
| Всего
| 0.7405
|
| Итальянский
| Буква
| Частота
| e
| 0.1179
| a
| 0.1174
| i
| 0.1128
| o
| 0.0983
| n
| 0.0688
| l
| 0.0651
| r
| 0.0637
| t
| 0.0562
| s
| 0.0498
| Всего
| 0.7500
|
| Финский
| Буква
| Частота
| a
| 0.1206
| i
| 0.1059
| t
| 0.0976
| n
| 0.0864
| e
| 0.0811
| s
| 0.0783
| l
| 0.0586
| o
| 0.0554
| k
| 0.0520
| Всего
| 0.7359
|
| Заметим, что буквы I, N, S, E, A (И, Н, С, Е, А) появляются в высокочастотном классе каждого языка.
Таблица частот биграмм
Таблица частот биграмм отражает количество повторений в тексте определенных пар букв (биграмм). Например, из приведенной ниже таблицы (составленной для некоторого текста) видно, например, что сочетание “ЛА” встречается в нем 25 раз, а сочетание “ПО” – 46. Часть1
|
| А
| Б
| В
| Г
| Д
| Е
| Ж
| З
| И
| Й
| К
| Л
| М
| Н
| О
| П
| А
| 2
| 12
| 35
| 8
| 14
| 7
| 6
| 15
| 7
| 7
| 19
| 27
| 19
| 45
| 5
| 11
| Б
| 5
|
|
|
|
| 9
| 1
|
| 6
|
|
| 6
|
| 2
| 21
|
| В
| 35
| 1
| 5
| 3
| 3
| 32
|
| 2
| 17
|
| 7
| 10
| 3
| 9
| 58
| 6
| Г
| 7
|
|
|
| 3
| 3
|
|
| 5
|
| 1
| 5
|
| 1
| 50
|
| Д
| 25
|
| 3
| 1
| 1
| 29
| 1
| 1
| 13
|
| 1
| 5
| 1
| 13
| 22
| 3
| Е
| 2
| 9
| 18
| 11
| 27
| 7
| 5
| 10
| 6
| 15
| 13
| 35
| 24
| 63
| 7
| 16
| Ж
| 5
| 1
|
|
| 6
| 12
|
|
| 5
|
|
|
|
| 6
|
|
| З
| 35
| 1
| 7
| 1
| 5
| 3
|
|
| 4
|
| 2
| 1
| 2
| 9
| 9
| 1
| И
| 4
| 6
| 22
| 5
| 10
| 21
| 2
| 23
| 19
| 11
| 19
| 21
| 20
| 32
| 8
| 13
| Й
| 1
| 1
| 4
| 1
| 3
|
| 1
| 2
| 4
|
| 5
| 1
| 2
| 7
| 9
| 7
| К
| 24
| 1
| 4
| 1
|
| 4
| 1
| 1
| 26
|
| 1
| 4
| 1
| 2
| 66
| 2
| Л
| 25
| 1
| 1
| 1
| 1
| 33
| 2
| 1
| 36
|
| 1
| 2
| 1
| 8
| 30
| 2
| М
| 18
| 2
| 4
| 1
| 1
| 21
| 1
| 2
| 23
|
| 3
| 1
| 3
| 7
| 19
| 5
| Н
| 54
| 1
| 2
| 3
| 3
| 34
|
|
| 58
|
| 3
|
| 1
| 24
| 67
| 2
| О
| 1
| 28
| 84
| 32
| 47
| 15
| 7
| 18
| 12
| 29
| 19
| 41
| 38
| 30
| 9
| 18
| П
| 7
|
|
|
|
| 15
|
|
| 4
|
|
| 9
|
| 1
| 46
|
| |