ЛБ№8 Методы защиты информации. Методы защиты информации. Шифр простой перестановки
 Скачать 58.29 Kb.
|
|
Лабораторная работа № 8 Методы защиты информации. Шифр простой перестановки.Цель работы: Выполнить шифрование заданного сообщения простейшим шифром перестановок и выполнить проверку правильности шифрования. Краткие теоретические сведенияШифр (cipher) – совокупность алгоритмов или отображений открытой информации, представленной в формализованном виде, в недоступный для восприятия шифрованный текст (также представленный в формализованном виде), который зависит от внешнего параметра (ключа). Не зная ключа, невозможно по шифрованной информации определить открытую информацию, а по шифрованной и открытой информации – ключ. Ключ (key) – некоторый неизвестный параметр шифра, позволяющий выбрать для шифрования и расшифрования конкретное преобразование из всего множества преобразований, составляющих шифр. Открытый текст (plain text) – массив незашифрованных данных. Шифртекст (ciphertext) – массив зашифрованных данных. Шифрование (Encoding) – процесс создания шифрованного текста при наличии ключа. Шифратор – аппарат или программа, реализующая шифр. СКЗИ – средство криптографической защиты информации. Дешифрование (Decoding) – восстановление открытого текста или ключа из шифрованнного текста. Существует два основных способа, с помощью которых взламываются системы шифрования: brute force (грубая сила); статистический анализ (statistical analysis). Атаки типа brute force являются самыми простыми по реализации, но требуют больших затрат времени. Они сводятся к попыткам перебрать все возможные ключи шифрования до тех пор, пока данные не будут расшифрованы. По существу это отгадывание значения ключа шифрования. Шифр блочный (block cipher) – данные шифруются порциями одинакового размера, называемыми блоками, и результат зашифрования очередного блока зависит только от значения этого блока и от значения ключа шифрования, и не зависит от расположения блока в шифруемом массиве и от других блоков массива. Шифр потоковый (stream cipher, general stream cipher) – результат зашифрования очередной порции данных зависит от самой этой порции и от всех предыдущих данных шифруемого массива. В важном частном случае он зависит от самой порции данных и от ее позиции в массиве и не зависит от значения предшествующих и последующих порций данных. Иногда данное условие дополняют требованием, что за один шаг шифруется элементарная структурная единица данных – бит, символ текста или байт. Шифр перестановокШифр перестановок – заключается в перестановках структурных элементов шифруемого блока данных – битов, символов, цифр /P - permutation/. Шифр простой перестановки является одним из простейших блочных шифров. Исходное сообщение (открытый текст) разбивается на блоки равного размера. Если размер текста не кратен размеру блока, в конец сообщения дописывают пробелы, чтобы число знаков в сообщении было кратно размеру блока. Далее в каждом из блоков (независимо от остальных блоков) символы открытого текста меняются местами. Правило выполнения перестановки и является ключом к шифру. Данный вариант шифра не является стойким, поскольку размер ключа существенно меньше размера текста. Кроме того, в зашифрованном тексте сохраняются статистические зависимости между символами. Например, частота появлений отдельных символов в открытом тексте и шифртексте остается постоянной, что облегчает подбор ключа (т.е. взлом шифра). Пример использования шифра перестановокИсходное сообщение "МАМА МЫЛА РАМУ" Перестановка:
Размер блока: 4 символа (в перестановке участвуют 4 последовательных символа). Длина текста: 14 символов (размер сообщения не является кратным размеру блока). Разбиение открытого текста на блоки (с добавлением пробелов, для наглядности пробелы изображены символами подчеркивания):
Перестановка в блоке 1:
(блок 1) (блок 2) (блок 3) (блок 4) Шифртекст: "ААМММЛ Ы ААР У М " Для расшифровки сообщения необходимо применить обратную перестановку. Прямая перестановка: 1→2, 2→4, 3→1, 4→3 Обратная перестановка: 1→3, 2→1, 3→4, 4→2 Например, для шифртекста "УААРУА М" = "УААР" (блок 1) + "УА М" (блок 2) Можно получить исходный открытый текст "АУРА УМА" Порядок выполнения лабораторной работыОпределить размер открытого текста и размер блока. Дополнить, при необходимости, сообщение пробелами до размера, кратного блоку. Переставить символы в блоках местами согласно варианта таблицы перестановок. Составить шифртекст исходного сообщения. Расшифровать заданный шифртекст с использованием таблицы перестановки.   Варианты заданий | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||