Реализация криптографического алгоритма шифрования и дешифрования с использованием шифра Виженера. Понятие и суть полиалфавитного шифра. Метод полиалфавитного шифрования буквенного текста с использованием ключевого слова. Взлом полиалфавитных шифров.
Вообще, историю криптографии можно считать равной по возрасту истории существования письменности, потому что именно с появлением письменности возникла потребность придумывать различные способы для хранения информации в виде, доступном только для определенного круга лиц. Например, до нашей эры был придуман известный «Шифр Цезаря», который заключался в замене каждого символа в тексте на элемент, отстоящий от него в алфавите на фиксированное число позиций. Обе враждующие стороны находились в постоянном противоборстве: первые постоянно придумывали новые шифры, с первого взгляда недоступные для криптоаналитиков, а вторые находили способы дешифровки скрытых сообщений. Благодаря работе Абу аль - Кинди оказалось, что шифры типа «Шифра Цезаря» (то есть моноалфавитные шифры, в которых каждой букве кодируемого текста ставится в соответствие однозначно какая-то шифрованная буква) довольно-таки легко поддаются частотному криптоанализу. Возникла потребность в разработке таких шифров, ручная расшифровка которых может потребовать очень значительных усилий.Вводить понятие полиалфавитного шифра удобнее всего, сначала определив моноалфавитный шифр, что было сделано в исторических сведениях. Суть полиалфавитного шифра заключается в циклическом применении нескольких моноалфавитных шифров к определенному числу букв шифруемого текста.Шифр Виженера изобретался многократно. Впервые этот метод описал Джован Баттиста Беллазо (итал.Первое точное документированное описание многоалфавитного шифра было сформулировано Леоном Баттиста Альберти в 1467 году, для переключения между алфавитами использовался металлический шифровальный диск. Позднее, в 1518 году, Иоганн Трисемус в своей работе «Полиграфия» изобрел tabula recta - центральный компонент шифра Виженера. Блез Виженер представил свое описание простого, но стойкого шифра перед комиссией Генриха III во Франции в 1586 году, и позднее изобретение шифра было присвоено именно ему. Давид Кан в своей книге «Взломщики кодов» отозвался об этом осуждающе, написав, что история «проигнорировала важный факт и назвала шифр именем Виженера, несмотря на то, что он ничего не сделал для его создания». Это представление было опровергнуто после того, как Касиски полностью взломал шифр в XIX веке, хотя известны случаи взлома этого шифра некоторыми опытными криптоаналитиками еще в XVI веке.В шифре Цезаря каждая буква алфавита сдвигается на несколько строк; например в шифре Цезаря при сдвиге 3, A стало бы D, B стало бы E и так далее. Для шифрования может использоваться таблица алфавитов, называемая tabula recta или квадрат (таблица) Виженера (Приложение В). Применительно к латинскому алфавиту таблица Виженера составляется из строк по 26 символов, причем каждая следующая строка сдвигается на несколько позиций. На разных этапах кодировки шифр Виженера использует различные алфавиты из этой таблицы. Первый символ L шифрованного текста находится на пересечении строки L и столбцаШифр Виженера «размывает» характеристики частот появления символов в тексте, но некоторые особенности появления символов в тексте остаются. Главный недостаток шифра Виженера состоит в том, что его ключ повторяется. Можно анализировать распределение частот в зашифрованном тексте с различным прореживанием.В то время когда Беббидж занимался взломом шифра Виженера, John Hall Brock Thwaites представил новый шифр в «Journal of the Society of the Arts»; когда Беббидж показал, что шифр Thwaites’а является лишь частным случаем шифра Виженера, Thwaites предложил ему его взломать. Беббидж расшифровал текст, который оказался поэмой «The Vision of Sin» Альфреда Теннисона, зашифрованной ключевым словом Emily - именем жены поэта. Тест Касиски опирается на то, что некоторые слова, такие как «the» могут быть зашифрованы одинаковыми символами, что приводит к повторению групп символов в зашифрованном тексте. Например: сообщение, зашифрованное ключом ABCDEF , не всегда одинаково зашифрует слово «crypto»: Ключ: ABCDEF AB CDEFA BCD EFABCDEFABCD В данном шифрованном тексте есть несколько повторяющихся сегментов, которые позволяют криптоаналитику найти длину ключа: Ключ: ABCDAB CD ABCDA BCD ABCDABCDABCDЗная вероятность того, что два случайно выбранных символа текста совпадают (примерно 0,067 для англ. языка) и вероятность совпадения двух случайно выбранных символов алфавита (примерно 0,0385 для англ. языка), можно оценить длину ключа как: Из наблюдения за частотой совпадения следует: где - размер алфавита (26 символов для английского языка), - длина текста, и до - наблюдаемые частоты повторения символов зашифрованного текста.Каждый столбец состоит из исходного текста, который зашифрован шифром Цезаря; ключ к шифру Цезаря является всего-навсего одним символом ключа для шифра Виженера, который используется в этом столбце. Усовершенствование теста Касиски, известное как метод Кирхгофа, заключается в сравнении частоты появления символов в столбцах с частотой появления символов в исходном тексте для нахождения ключевого символа для этого столбца.Эта версия использует
План
Содержание
Введение
1. Полиалфавитные шифры
2. Шифр Виженера
2.1 История
2.2 Описание
2.3 Криптоанализ
2.3.1 Метод Касиски
2.3.2 Тест Фридмана
2.4 Частотный анализ
2.5 Варианты
2.6 Экспериментальная проверка работы программы
3. Взлом полиалфавитных шифров
Заключение
Список использованной литературы
Приложения
Приложение А. Шифр Виженера
Приложение Б. Скриншоты программы
Приложение В. Квадрат Виженера (tabula recta)
Введение
Вообще, историю криптографии можно считать равной по возрасту истории существования письменности, потому что именно с появлением письменности возникла потребность придумывать различные способы для хранения информации в виде, доступном только для определенного круга лиц. Например, до нашей эры был придуман известный «Шифр Цезаря», который заключался в замене каждого символа в тексте на элемент, отстоящий от него в алфавите на фиксированное число позиций.
Естественно, что люди, от которых информация утаивалась, искали всяческие способы расшифровать закодированные сообщения. Таких людей сейчас называют криптоаналитиками. Обе враждующие стороны находились в постоянном противоборстве: первые постоянно придумывали новые шифры, с первого взгляда недоступные для криптоаналитиков, а вторые находили способы дешифровки скрытых сообщений.
Благодаря работе Абу аль - Кинди оказалось, что шифры типа «Шифра Цезаря» (то есть моноалфавитные шифры, в которых каждой букве кодируемого текста ставится в соответствие однозначно какая-то шифрованная буква) довольно-таки легко поддаются частотному криптоанализу. Возникла потребность в разработке таких шифров, ручная расшифровка которых может потребовать очень значительных усилий. И на смену моноалфавитным шифрам пришли полиалфавитные шифры. Абу аль - Кинди первым предложил использовать многоалфавитный шифр. В европейских странах это произошло в эпоху Возрождения, когда развитие торговли потребовало надежные способы защиты информации. Одним из первых предложил полиалфавитный шифр итальянский архитектор Батисте Альберти. Впоследствии данный шифр получил имя дипломата XVI века Блеза де Виженера. Также вклад в развитие полиалфавитных шифров внес немецкий аббат XVI века Иоганн Трисемус. Простым, но стойким способом полиалфавитной замены является шифр Плейфера, открытый в начале XIX века Чарльзом Уитстоном.
Этот шифр использовался вплоть до I мировой войны. Последним словом в развитии полиалфавитных шифров стали так называемые роторные машины, которые позволяли легко создавать устойчивые к криптоатакам полиалфавитные шифры. Примером такой машины является немецкая машина Enigma, разработанная в 1917 г. Эдвардом Хеберном.
Целью курсовой работу является реализация криптографического алгоритма шифрования и дешифрования с использованием шифра Виженера.
1.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
