МР_к_ЛПЗ_по_ОП.01_09.02.02. Методические указания по проведению лабораторно практических занятий по оп. 01. Основы теории информации для специальности 09. 02. 02 Компьютерные сети

• Название: Методические указания по проведению лабораторно практических занятий по оп. 01. Основы теории информации для специальности 09. 02. 02 Компьютерные сети
• Дата: 18.04.2023
• Размер: 1.36 Mb.
• Имя файла: МР_к_ЛПЗ_по_ОП.01_09.02.02.docx
• Тип: Методические указания; #1070947
• страница: 7 из 8

Часть 2

«Практика криптографической защиты информации»

Введение

Криптография - наука о методах преобразования информации с целью ее защиты от незаконных пользователей.

Стеганография - набор средств и методов сокрытия факта передачи информации.

Некоторые методы стеганографии:

1. 
   В древности голову раба брили, на коже головы писали сообщение и, после отрастания волос, раба отправляли к адресанту.
   
2. 
   Скрытое письмо между строк: молоком, апельсиновым (или лимонным) соком, другими химическими веществами.
   
3. 
   "Микроточка". Сообщение с помощью современной технологии записывается на очень маленький носитель ("микроточку"), которая пересылается адресату, например, под обычной маркой.
   
4. 
   Акростих - первые буквы слов стихотворения несут информацию:
   

Добрый удод наелся ягод,

Умный удод наелся на год.

Наелся удод и песни поет.

Ягод наелся удод.

Задание 1: Придумать акростих, в котором скрыто ваше имя.

5. 
   Например, каждое четвертое слово в посылаемом сообщении несет информацию (остальные слова ничего не значат). Пример: "Тридцать первого августа встреча судебного совета округа состоялась. Подтвердите дату следующего как можно скорее. Участники договорились собраться там же. Борис."
   

Задание 2: Придумать подобное послание.
Разновидности шифров

1. 
   Шифр замены. Каждая буква заменяется на определенный символ или последовательность символов. Пример: "Пляшущие человечки" КонанДойля.
   
2. 
   Шифр перестановки. Буквы в передаваемом сообщении меняются местами в соответствии с определенным правилом. Примеры: МАМА - АМАМ. КРИПТОГРАФИЯ - ИПКРГРТОИЯАФ. (ИП КРГР ТОИЯ АФ)
   
3. 
   Книжный шифр. В шифрованном тексте каждое слово заменено на пару чисел номер страницы в книге и номер этого слова на странице. (т.е. текст выглядит примерно так: 3-45 45-67 …).
   

Ключ - сменный элемент шифра, который применен для шифрования конкретного сообщения.
Шифры перестановки

Маршрутная транспозиция

1. Т - дополнительная буква.

В	О	С	К	Р	Е
А	М	Я	А	Н	С
Т	Е	М	А	Т	И
Я	А	К	С	Е	Ч
Ш	К	О	Л	А	Т

Фраза "Воскресная математическая школа" становится: "ЕСИЧТ АЕТНР КААСЛ ОКМЯС ОМЕАК ШЯТАВ".

Ключ - число 6.
Задание 3:

1. 
   Зашифровать:
   

a) Французский математик Пьер Ферма по образованию был юрист.

b) Леонардо Пизанского математики знают под именем "сын добряка" или Фибоначчи.

2. 
   Дешифровать (восстановить сообщение, зная ключ) Ключ 8.
   Чинои сечем лчгмсхыеооеаитнккыинлтсбчвтрйыеооссееорснеомвбадерпокп.
   

Примечание: АБ-дополнительные буквы.

3. 
   Расшифровать (восстановить сообщение, не зная ключа).
   Осузуааневемисчитдьмодоаьлвьрдвобыи.
   
4. 
   Расшифровать:
   Етгртуойдкмиуиавцлишлаегврныинисаяоплыдбаанполбр.
   

 

 2. Ключом является правило расстановки.

В	О	Е	С	М	А	Л	А	Воесмаласрнетокатикяачшмеяса к. Или Воес мала срне тока тикяачшмеяса к.
С	Р	Н	Е	Т	О
К	А	Т	И	К
Я	А	Ч	Ш
М	Е	Я
С	А
К

Задание 4:

1. 
   Расшифровать фразу: Сошки ввнлыохеденванзбркоееуквсизазх.
   
2. 
   Расшифровать фразу: Леортиюдтнетмауаялееочнмкжхойчейооотлсечи_пчсднит _киехса_члилж_ашоо_врп_уо_ к_ _
   

Постолбцовая транспозиция

К	А	Ш	А	Лшшессиспсслшшаосоакааои ау. Над столбцами записывается ключевое слово, затем в соответствии с порядком букв в алфавите столбцы нумеруются, а затем выписываются подряд: первый столбец, за ним второй и т.д. Ключ здесь - "каша".
3	1	4	2
Ш	Л	А	С
А	Ш	А	П
О	Ш	О	С
С	Е	И	С
О	С	А	Л
А	С	У	Ш
К	И

Задание 5:

1. 
   Зашифруйте фразу: Не плюй в колодец: вылетит - не поймаешь.
   
2. 
   Дешифруйте старинное японское хайку: (ключом будет имя известного японского поэта "Басё") Тйдгадгалвисыуылоякпкшрррувлшссиеаппнвуувет н.
   
3. 
   Расшифруйте высказывание Козьмы Пруткова: Акоеаь дне дсцтанжодсскдагрео о.
   

Шифр "Решетка"


Если хочешь быть красивым поступи в гусары. (Высказывание Козьмы Пруткова)
Пьеиисвлыбымтивхгьукпросоарчсеташуыс.
Ключом является решетка
Задание 6:

1. 
   Придумать решетку и зашифровать фразу:
   

"Евклид был древнегреческим математиком"

2. 
   Дешифровать:
   

а) Сиекпетпароокоолкойслтйстськвонвоски.
б) Двплгораимидрувтайгуектегньдотыоруам.
 

Шифры замены

Шифр "Британский флаг"



Ответ: флаг.

Задание 7: зашифровать фразу: "ВГГУ".
Каждая буква заменяется несколькими символами

Криптография	11179161915417121932
	К1К7А9К6К9К5А4К7А1Ф1А9Ю2
	И2О2ИО1О4ОА3О2АУ1ИЯ

Задание 8:

1. 
   Расшифровать: 1111712 20 111211728 201117112 11517112121228
   
2. 
   Расшифровать: 11212941191517 16122812 1615 176116 111514415
   
3. 
   Расшифровать: 11176191832 5157529 1815291716191832
   
4. 
   Расшифровать: И1А2А5И5О4 Е3И5О4Я1О2 Я1И5О4Е3И5 И6О1И6О1О5 И3Ю1О2И5У8 И1А3И6И3Е3 А2О5А4О3И2 Е3И1О2А5Е1 Е3О3О3А5О2.
   

Шифры "Пляшущие человечки"

Основной метод расшифровки подобных шифров - частотный анализ. (+ логические рассуждения).

Таблица частот:

В русском языке в каждой тысяче символов в среднем встречается

пробел	175	р	40	я	18	х	9
о	90	в	38	з	16	ж	7
е, ё	72	л	35	ы	16	ш	6
а	62	к	28	б	14	ю	6
и	62	м	26	ъ, ь	14	ц	4
н	53	д	25	г	13	э	3
т	53	п	23	ч	12	щ	3
с	45	у	21	й	10	ф	2

Чаще всего буквы заменяют другими буквами.

Задание 9: расшифровать текст:

СзргйзютсуцълнУйиефнлмцкрго, ъхс зов кргнспфхег ф зиецынсмргзстсзсмхл, ритулрцйзиррстсжсесулхя с тсжсзи л тсфоиахсжстуизфхгелхяфв. Ргсзрсмлктусжцосн ср тсефхуиъгожцовбьцб ф дсосрнсмзиецынц. Тсуцълнтсзсыио н рим, трцоиидсосрнцхгн, ъхсхгзгоинсцоихиог л фнгкго:

- Рлкнсоихлх. Елзгхя, н зсйзб. Нфхгхл, угкуиылхитуизфхгелхяфв, тсуцълнУйиефнлм.

С – 37

И - 21

Г-18

Н – 18

Л - 18

З – 17

Р -16

Ц - 14

Т – 14

Ф – 13

У – 13

Е – 10

М - 7

Й - 5

Я -3

А – 1

Ю – 1
Шифр Цезаря.

В шифре Цезаря каждая буква заменяется на букву, которая идет через 3 после этой: т.е. А=>Г, О=>С, Я=>В.

Примечание: можно делать сдвиг не на три, а на произвольное количество букв.

Задание 10: расшифровать текст

СзргйзютсуцълнУйиефнлмцкрго, ъхс зов кргнспфхег ф зиецынсмргзстсзсмхл, ритулрцйзиррстсжсесулхя с тсжсзи л тсфоиахсжстуизфхгелхяфв. Ргсзрсмлктусжцосн ср тсефхуиъгожцовбьцб ф дсосрнсмзиецынц. Тсуцълнтсзсыио н рим, трцоиидсосрнцхгн, ъхсхгзгоинсцоихиог л фнгкго:

- Рлкнсоихлх. Елзгхя, н зсйзб. Нфхгхл, угкуиылхитуизфхгелхяфв, тсуцълнУйиефнлм.
Задание 11: зашифровать фразу: "Идет занятие по криптографии".

Ключом является сдвиг.

Метод полосок: берутся полоски, прикладываются и в определенном месте читается слово. Например, слово НГЫГ легко расшифровать. Получается слово КАША.

Задание 12: расшифровать фразу: Схсоябхфвнсынипюынлрюфоикнл.
Шифр Виженера.

Ключ ВАЗА: /3 1 8 1/

Сдвиг осуществляется не на постоянную величину, а на номер буквы в ключевом слове. КРИПТОГРАФИЯ => НСРРХПЛСГХРА.

Сложность при расшифровке в том, что одинаковые буквы переходят в разные, а разные - в одинаковые => частотный анализ не применим.

Задание 13:

Зашифровать фразу: Математика - царица наук.

Отчет

Отчет должен содержать:

• 
  наименование работы;
  
• 
  цель работы;
  
• 
  задание;
  
• 
  последовательность выполнения работы;
  
• 
  ответы на контрольные вопросы;
  
• 
  вывод о проделанной работе.
  

Контрольные вопросы

1. Где применяется криптография?

2. Какой смысл в Шифре Гронсфельда?

3. Спомощью системы шифрования Цезаря зашифровать свое имя?
Лабораторная работа №11.

Тема: Изучение и сравнительный анализ методов шифрования

Цель работы: исследование простейших методов шифрования.

Время выполнения: 2 часа

Оборудование: ПК.

Программное обеспечение: операционная система, калькулятор.

Шифрование данных – это лишь один из важных элементов системы информационной безопасности, но в отдельности совершенно не достаточный. Система шифрования лишь тогда эффективна, если грамотно настроены системы разграничения доступа, контроля целостности операционной среды, средств обнаружения проникновений, антивирусной и антитроянской защиты и т.д.