Лабораторная работа №1 по Криптографическим методам защиты. Лабораторная работа 1 Использование классических крипто алгоритмов подстановки и перестановки для защиты текстовой информации
 Скачать 1.21 Mb.
|
|
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уфимский государственный авиационный технический университет» Кафедра ВТиЗИ Лабораторная работа №1 «Использование классических крипто алгоритмов подстановки и перестановки для защиты текстовой информации» Выполнила: студентка ИБ-225 Сиднивец С.С. Проверила: заведующая кафедры Исмагилова А.С. Уфа 2022 г. Цель работы: Изучение классических криптографических алгоритмов моноалфавитной подстановки, многоалфавитной подстановки и перестановки для защиты текстовой информации. Использование гистограмм, отображающих частоту встречаемости символов в тексте для криптоанализа классических шифров. Задание №1 (одноалфавитный метод)Создаем с помощью редактора свой текстовый файл с текстом.  Рис. 1 Текст для Задания №1 (исходный текст) Далее нажимаем кнопку на панели «Шифрование» и выбираем «Одноалфавитный метод с фиксированным смещением» (или нажимаем Ctrl + F1)  Рис. 2 Выполненное шифрование для текстового файла Для получения гистограммы нажимаем «Гистограмма» -> «Исходный и шифрованный файлы» (или нажимаем Shift + Ctrl + F1)  Рис.4 Гистограммы исходного и зашифрованного текстов При определении смещения после шифрования на гистограмме видно, что строка считывает строчку побуквенно и каждый символ имеющийся в этой строке увеличивается на 3. Расшифровка зашифрованного текста с помощью программы была выполнена правильно, полученный текст совпадает с исходным:  Рис. 5 Зашифрованный текст после расшифровки  Рис.6 Гистограммы шифрованного и расшифрованного текстов Гистограммы, отображающие частоту встречаемости символов в тексте для криптоанализа классических шифров, построены верно. Дешифрование происходит так же, как и шифрование только зашифрованная строка считывается побуквенно, представляется в массив и каждый элемент массива подменяется на другой элемент(стоящий раньше него в алфавите). К примеру проверим букву «м» из шифрованного текста: м –> л –> к –> й. Как и раньше, фиксированное смещение = 3 символам. Задание №2 (шифр Цезаря) Рис. 7 Исходный текст Задания №2 Задаем смещение равное 2:  Рис. 8 Ввод данных(смещения) для шифрования  Рис. 9 Результат шифрования  Рис. 10 Гистограммы исходного и шифрованного текста При определении смещения после шифрования на гистограмме видно, что строка считывает строчку побуквенно и каждый символ имеющийся в этой строке увеличивается на 2.  Рис. 11 Зашифрованный текст после дешифрования  Рис.12 Гистограммы шифрованного и расшифрованного текстов Для проверки Гистограммы возьмем букву «Ш» шифрованного текста: Ш –> Ч –> Ц. Смещение равно 2, как и я вводила в программу ранее. Задание №3 (метод перестановки символов) Рис. 13 Исходный текст задания №3  Рис. 14 Реализация метода перестановки символов с ключом 312  Рис. 15 – Результат шифрования  Рис. 16 - Гистограммы исходного и шифрованного текста Для перестановки символов был выбран код 312, это значит, что первые 4 символа зашифрованного текста перестанавливаются согласно этому коду, то есть третий символ встанет на первое место, первый символ встанет второе место, а второй символ встанет на третью позицию. По такому же принципу тексту зашифрован вручную.  Рис. 17 - Зашифрованный текст после дешифрования Задание №4 Инверсное кодирование (по дополнению до 255)  Рис. 18 Исходный текст задания №4  Рис. 19 – Результат шифрования  Рис. 20 - Гистограммы исходного и шифрованного текста Суть метода: осуществляется замена символа ASCII-кодировки с номера символа на номер 255 –i.  Рис. 21 - Зашифрованный текст после дешифрования Ответы на контрольные вопросы:1) одноалфавитный (с фиксированным смещением); одноалфавитный с задаваемым смещением (от 2 до 20); перестановка символов, по дополнению до 255 (инверсный); многоалфавитный (с фиксированным ключом); многоалфавитный с ключом фиксированной длины; многоалфавитный с ключом произвольной длины. 2) Преимущества: простота выполнения алгоритма, быстрое преобразование. Недостатки: Такие методы можно легко прочитать; существует возможность интуитивного дешифрования текста что приводит к дальнейшей утечке информации. 3) Для шифрования легкого, маленького текста с текстом, который не содержится важной информации я бы выбрала метод инверсного кодирования (по дополнению до 255). Он кажется мне сложнее, чем остальные шифровки, которые я использовала, потому что используются знаки, а не буквенные символы. А для кодировки более важной информации ни одна шифровка не подходит в силу легкости дешифрования. 4) а) Да, так как для расшифровки потребуется больше времени и усилий, чтобы пройти 2 ступени дешифрования фалов. б) Нет, метод Цезаря не является сложным для дешифрования, поэтому зашифрованная информация может быть быстро расшифрована. |