Защита информации в ПЭВМ Шифр Плэйфера

  123456

  316524

  Тогда открытый текст преобразуется в  закодированный так: первый символ становится вторым, второй - пятым и так далее 

MICROC	OMPUTE	R - открытый  текст
CMCOIR	POETMU	R - закодированный  текст

 

  В случае перестановки переставляются не буквы алфавита, а буквы в сообщении  открытого текста. Распределение  частот отдельных символов оказывается  в шифрованном тексте таким же, что и в открытом тексте, однако распределения более высоких порядков оказываются перемешанными, что улучшает криптостойкость данного шифра по сравнению с простой подстановкой.

Шифр  Вижинера

  Шифр, задаваемый формулой

  уi = хi + ki(mod g),

  где ki - i-я буква ключа, в качестве которого используется слово или фраза, называется шифром Вижинера. Воспользуемся таблицей кодирования букв русского алфавита: 

Буква	А	Б	В	Г	Д	Е	Ж	3	И	И	К	Л
Код	01	02	03	04	05	06	07	08	09	10	11	12
Буква	М	Н	О	П	Р	С	Т	У	Ф	X	Ц	Ч
Код	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24

 

Буква	Ш	Щ	Ъ	Ы	Ь	Э	Ю	Я	(пробел)
Код	25	26	27	28	29	30	31	32	33

 

  Пусть имеется открытый текст "ЗАМЕНА" и подстановка шифра Вижинера задана таблицей:

3	А	М	Е	Н	А
К	Л	Ю	Ч	К	Л

 

  По  формуле шифра Вижинера находим:

  Y1= 8 + ll (mod33) = 19 Þ T;

  Y2= l + 12 (mod33) = 13 Þ M;

  Y3= 13 + 31 (mod 33) = 11 Þ К;

  Y4= 6 + 24 (mod 33) = 30 Þ Ю;

  Y5= 14 + 11 (mod 33) = 25 Þ Ш;

  Y6 = 1 + 12 (mod 33) = 13 Þ М. 

  Шифротекст: "ТМКЭШМ". 

  Шифры Бофора используют формулы:

        yi = ki - xi(mod g) и

        yi = Xi - ki(mod g).

  Гомофоническая  замена одному символу открытого  текста ставит в соответствие несколько  символов шифротекста. Этот метод применяется  для искажения статистических свойств  текста.

Шифрование  с помощью датчика  случайных чисел (ПСЧ)

  Это довольно распространенный криптографический  метод, принцип которого заключается в генерации гаммы шифра с помощью датчика ПСЧ и наложении полученной гаммы на открытые данные обратимым образом (например, при использовании логической операции "исключающее ПЛИ").

  Процесс расшифрования данных сводится к  повторной генерации гаммы шифра  при известном ключе и наложению  такой гаммы на зашифрованные данные. Полученный зашифрованный текст достаточно труден для раскрытия в том случае, когда гамма шифра не содержит повторяющихся битовых последовательностей. Фактически если период гаммы превышает длину всего зашифрованного текста и неизвестна никакая часть исходного текста, то шифр можно раскрыть только прямым перебором (подбором ключа). 

  На  основе теории групп разработано несколько типов датчиков ПСЧ. Наиболее доступны и эффективны конгруэнтные генераторы ПСЧ. Например, линейный конгруэнтный датчик ПСЧ вырабатывает последовательности псевдослучайных чисел T(i), описываемые соотношением

  T(i+l) = [AT(i) + C]mod M,

  Где А и С - константы; Т(0) - исходная величина, выбранная в качестве порождающего числа.

  Такой датчик ПСЧ генерирует псевдослучайные  числа с определенным периодом повторения, зависящим от выбранных значений А и С. Значение М обычно устанавливается равным 25, где b - длинна слова ЭВМ в битах.

  Одноключевая  модель использует для шифрования и  дешифрования один и тот же секретный  ключ, который должен быть неизвестен криптоаналитику противника. Поэтому такая система называется одноключевой криптосистемой с секретными ключами. Проблема распространения этих секретных ключей является одной из главных трудностей при практическом использовании такой криптосистемы. Для распространения секретных ключей требуются защитные каналы связи. Стоимость и сложность распространения этих ключей оказываются очень большими. 

 

ШИФР  ПЛЭЙФЕРА

Блок  схемы

  ПП SHIFR_PLEYFER

ПП  SHIFR_PLEYFER для определения координат символов матрицы Плэйфера.

SHIFR_PLEYFER(Alfavit, INDEX)

Список формальных параметров:

      Alfavit, INDEX 

Входные параметры:

      INDEX  - матрица символов Плэйфера, величина символьная.

Выходные параметры:

      Alfavit  - хранит координаты символов матрицы Плэйфера, величины целого типа. 

Алгоритм

                        Начало ПП SHIFR_PLEYFER  (Alfavit, INDEX)

Описание  массивов: Alfavit[255], INDEX[6, 6]

I = 1

     нет

I <= 6

J = 1

    нет

J <= 6

Alfavit[Ord(INDEX[I, J])].Strok = I

Alfavit[Ord(INDEX[I, J])].Stolb = J

J = J + 1 
 
 

I = I + 1

                                          Конец ПП SHIFR_PLEYFER

 

Обозначения

1.  Описание массивов Alfavit, INDEX

2 .. 5, 7, 8 Организация цикла заполнения массива Alfavit типа запись

6.  Определение строк и столбов для символов матрицы INDEX 

 

  ПФ SHIFR_TXT

ПФ  SHIFR_TXT производит шифрование строки <Str> открытого текста.

SHIFR_TXT(Str, Alfavit, INDEX) 

 

Список формальных параметров:

      Str, Alfavit, INDEX 

Входные параметры:

      Str  - строка открытого текста, величина строка.

      Alfavit  - хранит координаты символов матрицы Плэйфера, величины целого типа.

      INDEX  - матрица символов Плэйфера, величина символьная.

Выходные параметры:

      SHIFR_TXT - принимает значение зашифрованной строки, величины строка. 
 
 
 
 

Обозначения

1. Описание массивов Alfavit, INDEX.

2 .. 7 В открытом тексте вставляется “-”между одинаковыми символами.

8 .. 9 Добавление “-” в конец открытого текста, в случае нечет. кол-ва символов в строке <Str>.

10 .. 13 Организация по парного перебора символов строки открытого текста.

14 .. 15 Пара символов находится в одной строке матрицы алфавита Плэйфкра.

16 .. 17 Пара символов находится в одном столбце матрицы алфавита Плэйфера.

18. Пара символов находится в разных строках и столбцах матрицы алфавита Плэйфера.

19. Присваивание ПФ SHIFR_TXT значения новой строки <New> 

Продолжение следует¼

 

Алгоритм 

    Начало ПФ SHIFR_TXT  (Str, Alfavit, INDEX)

Описание массивов: Alfavit[255], INDEX[6, 6]

New = “,   Dlina_str = Length(Str),   I = 1

       нет

I <= Dlina_str

да     нет

Str[I] = Str[I + 1]

New = ( New + Str[I] + ‘-’ )    New = ( New + Str[I] )

I = I + 1 
 
 

нет     

Odd(Length(Str)) = TRUE 

New = New + ‘-’

 
 

Str = “,   Dlina_new = Length(New)div 2,   I = 1

       нет

I <= Dlina_new 

                  SIM1 = New[2*I - 1], SIM2 = New[2*I]  SHIFR_TXT = Str

                              I = I + 1   Конец ПФ SHIFR_TXT

 

                                                            нет

ALFAVIT[Ord(SIM1)].STROK = ALFAVIT[Ord(SIM2)].STROK 

Str = Str + INDEX[(ALFAVIT[Ord(SIM1)].STROK), ((ALFAVIT[Ord(SIM1)].STOLB mod 6) + 1)]

+ INDEX[(ALFAVIT[Ord(SIM2)].STROK), ((ALFAVIT[Ord(SIM2)].STOLB mod 6) + 1)] 
 
 
 
 

                                                            нет

ALFAVIT[Ord(SIM1)].STOLB = ALFAVIT[Ord(SIM2)].STOLB