35026

Система шифрования Цезаря

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Криптография представляет собой совокупность методов преобразования данных, направленных на то, чтобы сделать эти данные бесполезными для противника. Такие преобразования позволяют решить две главные проблемы защиты данных: проблему обеспечения конфиденциальности (путем лишения противника возможности извлечь информацию из канала связи)

Русский

2014-03-24

1.09 MB

81 чел.

Лабораторная работа №4

Тема: Система шифрования Цезаря.

.

Цель работы: изучение простейших традиционных алгоритмовкриптографической защиты информации и особенностей их практической реализации.

Краткая теория.

Криптография

Криптография представляет собой совокупность методов преобразования данных, направленных на то, чтобы сделать эти данные бесполезными для противника. Такие преобразования позволяют решить две главные проблемы защиты данных: проблему обеспечения конфиденциальности (путем лишения противника возможности извлечь информацию из канала связи) и проблему целостности (путем лишения противника возможности изменить сообщение так, чтобы изменился его смысл, или ввести ложную информацию в канал связи).

Обобщенная схема криптографической системы, обеспечивающей шифрование передаваемой информации, изображена на следующем рисунке:

Отправитель генерирует открытый текст исходного сообщения М, которое должно быть передано законному получателю по незащищенномуканалу. За каналом следит перехватчик с целью перехватить и раскрытьпередаваемое сообщение. Для того, чтобы перехватчик не смог узнатьсодержание сообщения М, отправитель шифрует его с помощью обратимогопреобразования Ek и получаетшифротекст С=Ek*(M), который отправляетполучателю.Законный получатель приняв шифротекст С, расшифровывает его с помощью обратного преобразования Dk =Ek-1 (С) и получает исходное сообщение в виде открытого текста М.

Преобразование Ek называется криптоалгоритмом.

Под криптографическим ключом K понимается конкретное секретное состояние некоторых параметров алгоритма криптографического преобразования данных, обеспечивающее выбор только одного варианта из всех возможных для данного алгоритма. Данный ключ, либо его часть,является закрытой информацией, которая должна быть известна только законным участникам криптографического обмена. Утеря секретной части ключа ведет к раскрытию всего защищенного обмена.

  Криптоанализ

Любая попытка со стороны перехватчика расшифровать шифротекстC для получения открытого текста M или зашифровать свой собственный текст M* для получения правдоподобного шифротекстаC*, не имея подлинногоключа, называетсякриптоаналитической атакой.Если предпринятые криптоаналитические атаки не достигаютпоставленной цели и криптоаналитик не может, не имея подлинного ключа,вывестиM изC илиC* изM*, то систему называюткриптостойкой.

Криптоанализ – это наука о раскрытии исходного текстазашифрованного сообщения без доступа к ключу. Успешный криптоанализможет раскрыть исходный текст или ключ.

Традиционные симметричные алгоритмы шифрования

Среди наиболее распространенных простейших алгоритмов шифрованияинформации можно выделить шифры перестановок и шифры замены(подстановки).

Шифрование перестановкойзаключается в том, что символышифруемого текста переставляются по определенному правилу в пределахнекоторого блока этого текста.Примерами шифров перестановки являются шифр «скитала»,шифрующие таблицы.

Шифрование заменой (подстановкой)заключается в том, что символышифруемого текста заменяются символами того же или другого алфавита всоответствие с заранее обусловленной схемой замены.

Примерами шифров замены являются моноалфавитная замена,многоалфавитная замена, шифр Цезаря, шифр Гросфельда, шифр Вижинера.

Система шифрования Цезаря

Шифр Цезаря является частным случаем шифра простой замены. Своеназвание этот шифр получил по имени римского императора Гая ЮлияЦезаря, который использовал этот шифр при переписке с Цицероном (около50 г. до н.э.).При шифровании исходного текста методом Цезаря, каждая букваоткрытого текста заменяется на буквутого же алфавита по следующемуправилу. Заменяющая буква определяется путем смещения по алфавиту отисходной буквы наK букв (позиций). При достижении конца алфавитавыполняется циклический переход к его началу. Смещение K в данномслучае определяет ключ шифрования. Совокупность возможных подстановокдля больших букв английского алфавита и K=3 представлена в таблице 1.

Таблица 1. Таблица подстановокA

C – код символа шифротекста,P – код символа открытого текста,К – коэффициент сдвига,M – размер алфавита, mod – операция нахожденияостатка от деления на М.

Например, результатом шифрования открытого текста RED APPLE пометоду Цезаря с ключом К =3 будет являться последовательность UHGASSOH

Задание к лабораторной работе:

 Реализовать систему шифрования Цезаря в программной оболочке Delphi.

Порядок выполнения работы:

  1.  Запустить программу «Delphi.exe»
  2. Создать новую форму и добавить на нее Edit1, Edit2, Edit3, Edit4, Button1, Button2,  Button3 ,Label1, Label2.
  3. Для Button1 задаем две переменные типа string и две переменные типа integer.
  4. Записываем алгоритм для шифрования.

ф

  1. Записать алгоритм для расшифрования..

Оформление отчета:

Отчет по лабораторной работе оформляется в программной оболочке Microsoft  Word  (других редакторах) и предоставляется преподавателю в отпечатанном виде на листах формата А4.

Отчет должен содержать:

  1. Название, цели и задачи лабораторной работы;
  2. Скриншоты о проделанной работе;
  3. Заключения и выводы.

Контрольные вопросы:

  1. Определение криптографии?
  2. Определение криптоанализа?
  3. Два простейших способа шифрования?
  4. Описать шифр Цезаря?


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

24369. Античный этап развития науки: логика и математика 104 KB
  Первые европейские ученые и философы любители мудрости Фалес Анакасимен Анаксимандр Гераклит опираясь на факты и логику впервые мыслили вещи не фантастически а стремились к естественнонаучном безличному целостному описанию природы космоса мира. Осуществляя многочисленные наблюдения за поведением планет Солнца природных и общественных явлений используя также и мифологически воззрения от них полностью устраниться не удалось они пытались найти как общие законы изменения и устройства мира так и частные его характеристики....
24370. Наука средневековья. Роль христианской теологии в изменении созерцательной позиции ученого 114 KB
  Начало мира это сам Бог. В результате христианское учение постепенно стало приобретать форму рациональной теологии где определенное место отводилось вопросам познания устройства мира. Предельность конечность мира в пространстве включала геоцентризм Аристотеля и Птоломея и оттеняла космическую функцию Христа. Он как бы замещал исследование причинноследственных связей превращался в важнейший способ восприятия мира и выражения опыта развивал мышление позволяя превращать истины веры в зрительные образы.
24371. Формирование идеалов (математизированное и опытное, экспериментальное знание) науки Нового времени (Г. Галилей, Ф. Бэкон, Р. Декарт) 127 KB
  это время становления новой современной науки. Этому способствовали как внутренние изменения самой науки уже Коперник и Кеплер свою гелиоцентрическую картину мира обосновывают с помощью математического расчета. Давление воды на лопатку движение деталей насоса кузнечного молота шелкопрядильной машины включали в себя непрерывную цепь механических причин и следствий ставших основой механической картины мира классического идеала науки.
24372. Формирование и соотношение естественных, технических и социально-гуманитарных наук: сходство и различия 106 KB
  Лпркшпрожю Развитие технических наук стимулирует развитие естествознания их взаимосвязь не прервалась и после выделения технической науки в отдельную область знания. В то же время существует большой разрыв между действительным применением результатов технической науки на практике и занятием самой этой наукой. С методологической точки зрения исследование в технической науке не сильно отличается от естественнонаучного исследования. Таким образом в научнотехнических дисциплинах необходимо четко различать исследования включенные в инженерную...
24373. Многообразие типов научного знания. Сущность и структура эмпирического знания 55 KB
  Материализация и первичное обобщение данных отражения в форме знания на основе правил соответствия узнавание сравнение измерение описание образуют эмпирические факты эмпирические объекты эмпирическую информацию. Эмпирические факты условно можно разделить на два вида: а факты в основание которых лежат не зависящие от субъекта явления например природные процессы и б факты созданные человеком например экономика экономические отношения. Эмпирические факты обладают большей степенью общности чем единичные данные но меньшей чем...
24374. Сущность и структура теоретического знания 52.5 KB
  Теория это высшая самая развитая форма организации научного знания дающая целостное представление о закономерностях и существенных связях определенное области действительности объекта данной теории 77. С помощью этих знаковых образований языка теории возникает возможность более точно и глубоко судить о соответствующей изучаемой предметной области. Кроме того тот или иной вид теории определяется предметом и задачами исследования глубиной раскрытия сущности предметов и др. Также имеют место попытки поиска идеальной схемы...
24375. Основания науки: нормы и идеалы науки, роль философских идей и принципов в обосновании научного знания (законы и категории) 116.5 KB
  Среди идеалов и норм можно выделить два взаимосвязанных блока: а собственно познавательные установки которые регулируют процесс воспроизведения в различных формах научного знания; б социальные нормативы фиксируют роль науки и ее ценность для общественной жизни на определенном этапе исторического развития. Существует еще и такое мнение что в период нормального эволюционного периода развития науки возможно бессознательное использование многих научных идеалов и норм. Закон единства и борьбы противоположностей является ядром диалектики...
24376. Понятие научной картины мира. Ее исторические формы. Функции научной картины мира (как онтология, форма систематизации знаний, исследовательская программа) 119.5 KB
  Функции научной картины мира как онтология форма систематизации знаний исследовательская программа По Радугину стр. 93 Становление понятия научной картины мира Вопрос о существовании научной картины мира и ее месте и роли в структуре научного знания впервые был поставлен и в определенной степени разработан выдающимися ученымиестествоиспытателями М.Планк в рамках обсуждения проблемы онтологических оснований научного знания поставил вопрос о существовании научной картины мира.
24377. Понятие метода. Классификация методов – эмпирические и теоретические методы познания 66 KB
  Классификация методов эмпирические и теоретические методы познания По Радугину стр. Как стороны единого процесса познания чувственное и логическое характеризуют любое познание непосредственное отношение субъекта к объекту особенности индивидуальной познавательной деятельности. Оно относится к научному познанию и связано с анализом методов и форм познания на различных уровнях научного исследования характеризуют типы исследований. Задача теоретического уровня познания состоит в познании сущности явлений их законов.