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

71 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

71327. АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ 88 KB
  В начале нашей эры Герон Александрийский в работах «Пневматика» и «Механика» привел описание автоматов, которые он создал: пневматический автомат для открывания дверей храма и зажигания жертвенного огня; водяной орган; прибор для автоматического измерения длины дороги, напоминающий таксометр...
71328. Комплексная автоматизация технологических процессов 68.5 KB
  Оценивая занятость части или всех компонентов в реализации какого-либо явления например автоматизации всем объектом участком цехом. всеми компонентами какого-либо явления например автоматизации. Это означает что в реализации рассматриваемого явления например...
71329. ОСНОВЫ АВТОМАТИКИ. СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ 294.5 KB
  Автоматические системы применяемые при автоматизации производственных процессов в зависимости от характера и объема операций выполняемых ими можно разделить на системы автоматического контроля автоматического регулирования автоматического управления следящие...
71330. ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИКИ 886.5 KB
  Состав и конструкция сенсора определяются типом измеряемой величины и методом ее восприятия особенностями размещения датчика. Статическая характеристика датчика представляет собой зависимость изменения выходной величины от входной величины...
71331. Исполнительные элементы систем автоматики 856.5 KB
  В качестве исполнительных элементов в системах автоматики в основном применяют мощные электромагнитные реле магнитные пускатели контакторы электромагниты электромагнитные муфты электрические двигатели мембранные и поршневые гидравлические и пневматические двигатели.
71332. Общие сведения о микроэлектронике 183.5 KB
  Полупроводниковые ИМС полупроводниковый кристалл в толще которого выполняются все компоненты схемы: полупроводниковые приборы и полупроводниковые резисторы. Кристалл полупроводника помещают в герметизированный пластмассовый или стеклянный корпус имеющий выводы во внешнюю цепь.
71333. Становление полисной системы в Древней Греции 673.5 KB
  Время упадка переходный смутный хаотичный период между греческим классицизмом и могуществом Римской империи Нибур Период распространения эллинской культуры на Востоке и усвоения ее достижений народами Азии Дройзен Тарн Мейер Бенгтстон Политические и экономическое единство созданное...
71334. Історія України: Конспект лекцій 1000 KB
  Необхідність вивчення історії України у вищій школі випливає із актуальності і значимості досвіду минулих поколінь у нашому теперішньому і майбутньому житті, а також із громадянського обов’язку пошани і любові до своєї родини і Батьківщини.
71335. Избранные лекции по медицине катастроф: Учебное пособие 851.5 KB
  Включает: величину и характер возникших санитарных потерь; нуждаемость пораженных в различных видах медицинской помощи; условия проведения лечебно-эвакуационных мероприятий в зоне ЧС; санитарно-гигиеническую и санитарно-эпидемиологическую обстановку сложившуюся в результате ЧС...