МИСЗКИ книга (1085503), страница 18
Текст из файла (страница 18)
< >диозначные функции более просты как для использования, так и для взлома. Следовательно, по типу функции шифрования, шифры замсны можно раэделнть на однозначные н многозначные замены иофаны). В однозначньп шифрах замены ый мент ст ыюго текста может быть представлен в зашифрованном вцле одним шифротекстом, определяемым, в общем случае, из содермимого фрагмента, его положения в тексте и ключа. В многозначных шифрах еств ет хотя бы о н ~ р~ б рл Г чем одним шифротекстом. При этом также учитывается содерлание фрагмента, его положение и ключ. Одним из важных параметров шифрования является алфант шифрования.
По мощности алфавита шифры замены делятся на поточные и блочные шифры. 107 108 Если исходный текст перед шифрованием разбивается на блоки, состоящие из нескольких знаков, и шифруется по блокам, то такой шифр называется блочным. Если каждьгй знак сообщения шифруется отдельно, то шифр назьпиегся поточным. По количеству используемых алфавитов шифры делятся иа одноалфавитные и многоалгравитные.
Еще один параметр классификации шифров замены— значность алфавита. Шифры называются равнозначными„если все знаки алфавита шнфруются од~иаковым количеством знаков. Разнозначными — если знаки алфавита шифруются разным количеством знаков. Рассмотрим подробнее основные варианты шифров заме- 1. Поточные ши ы п истой замены Наибольшее распространение получили поточные шифры простой замены, в которых алфавиты открытого текста и шифротекста совпадают. Ключом такого шифра является таблица л, верхняя строка которой представляет собой есгественную последовательность букв алфавита, а нижнш — систематически перемешанную нли случайную последовательность букв нз этого же алфавита.
Помимо такого явного задания (в виде двустрочной записи) ключ может быть задан некоторой формулой. Для этого буквы алфавнза удобно замешпь их порядковыми номерами, так, например, для латинского алфавита а и О, Ь ж 1, ... х =- 25. Таким образом, шифр Цезаря может быть представлен следующей формулой: у = Ег(х) =(х, +)г,...,х, + 8).
В упомянутых в историческом экскурсе записках Гая Светония й было равно 3. Для расшифрования используется следующая формула: х = Щ у) =(у, +(26 — й),...,у, +(26-й)). Где 26 — количество букв в используемом алфзвите. Аффинный шифр выглядит несколько сложнее: у=Е,(х)=(а х,+)),...,а х,+,0); х=11,(у)=((у,+(26-р)) а ',...,(у,+(26 — р)) а '). Пример. Зашифруем слово СКУРТОСЖАРНУ с помощью аффинного шифра, полагая й = (3,5).
Данный ключ определяет следующую подстановку: ! 0 1 2 3 4 5 б 7 8 9 10 11 12 5 8 11 14 17 20 23 О 3 6 9 12 15 ! 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 18 21 24 1 4 7 10 13 16 19 22 25 2 Если декодировать числа в буквы получим: ! А В С 11 Е Р О Н 1 1 К Ь М Р 1 Ь О К 1) Х А 0 О 1 М Р Слову Сйг'РТООКАРНУ соответствует числовая последовательность х = (2,17,24,15,19, 14,9,17,0,15,7,24). Зашифровать открытый текст можно двумя способамн. Во-первых, можно воспользоваться полученной подстановкой, заменяя каждую букву слова (найденную в верхней сгроке) ее образом в нижней строке: ЬЕХУКЧХЕР г'АУ,.
Во-вторых — вычислить значение функции шифрования (1ь(х), исходя из ее определения: У= Еь(х) = (3.2 + 5, 3 17 + 5, 3.24 + 5, 3 15 + 5, 3 19 +5,3 14 + 5,3.9 +5,3 17+ 5, 3.0 + 5,315+ 5,3.7 + 5,324 + 5) = (11,4,25,24,10,21,23,4,5,24,0,25). В буквенном эквиваленте У совпадает с полученным ранее шифрованным текстом. Это были примеры шифров равнозначной замены. Рассмотрим шифр разнозначной замены.
Нумерация букв алфавита произведена по столбцам (сверху вниз), при этом восемь самых частых букв (А,Е,1,Х,О„К,Я,Т) занумерованы числами от 0 до 7, а остальные — двузначными числами от 80 до 99. Такую таблицу легко запомнить. Рабощть же удобнее с эквивалентной таблицей: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 При шифровании открытый текст записывается со знаком пробела между словами.
Точка, встретившаяся в тексте, считается отдельным словом. После этого производится замена шифровеличин на шнфрообозначения согласно таблице, при этом цифровые данные не изменяются. Попытаться зашифровать и расшифровать слово СКУРТОСЖАРНУ можно самостоятельно. Криптоанализ поточного шифра простой замены. Сначала рассмотрим простейший случай — однобуквенной замены.
Любой метод вскрытия шифра простой однобуквеиной замены основан на том обстокгельстве, что с точностью до пере- обозначений частотные характеристики шифротекста н открытого текста одинаковы. При этом используются априорные частотные характеристики предполагаемого открытого текста, полу- 110 чаемые с учетом «характера переписки». Такие характеристики являются более «рельефными» для литературных текстов и менее «рельефными» для формализованных электронных текстов.
Чем менее рельефно распределение знаков текста, тем сложнее задача вскрытия шифра простой замены. Для открытых текстов с «почти равномерным» распределением знаков эта задача становится практически не решаемой. Это следует учитывать и не питать иллюзий о простоте вскрытия шифра простой замены. Методы «рандомизации» нли «сжатня» открытых текстов, например, с использованием компьютерных архиваторов значительно услояоппот задачу вскрытия шифра простой замены. Рельефность диаграммы текста тесно связана с такой его важной теоретико-информационной характеристикой, как избыточносп .
Мы рассмотрим решение задачи вскрытия шифра простой замены лишь прн условии, что предполагаемые открытые тексты — это литературные тексты с «приличной» избыточностью. Кроме того, мы будем считать, что при дешифрованин мы располагаем достаточно большим числом знаков шифротекста, чтобы опираться не на «фокусы», использованные, например, в пзвестных произведениях Эдгара По и Артура Конан Дойля, а в большей степени на «статистику». Обычно выделяют следующие этапы алгоритма криптоанализа: 1. Подсчет частот встречаемости шифрообозначений, а чакже некоторых их сочетаний, например биграмм и триграмм подряд идущих знаков и сравнение с соответствующими характеристиками открытого текста. 2. Выявление шифрообозначений, заменяющих гласные и согласные буквы. 3.
Выдвижение гипотез о значениях шифроабозначений и их проверка. 4. Восстановление истинного значения шнфрообозначепий. Если длина текста достаточно велика, то найденные на зтвле 1 частоты окажутся близкими к априорным значениям частот знаков (соответственно — биграмм или тритрамм). Проведенная на этом этапе работа служит основанием для выдвиже- 111 ния гипотез о том, какие буквы соответствуют данным шифрообозначениям.
При этом учитывается, что каждая буква имеет группу предпочтительных связей, которые составляют ее наиболее характерную особенность. Как правило, такие гипотезы подтверждаются не полностью. Хорошим критерием при этом является «читаемость» восстанавливаемого открытого текста. Выделение шифрообозначеиий, отвечающих гласным и согласным, основано на характерных свойствах этих букв. Если шифрообозначение часто встречается, равномерно располагается по шифротексту, в отдельных местах чередуется через 1, 2 нли 3 знака, сочетается со средними и редкими (по частоте) шифрообозначениями, то это дает основания полагать, по такое шифрообозначенне скрывает гласную букву.
Удвоение гласных в открытом тексге происходит реже, чем согласных. Если некоторое шифрообозначение признано гласной, то буква, часто сочетающаяся с ней, скорее всего согласная. В открытом тексте чрезвычайно редко встречаются три и более подряд идущие гласные. Четыре и более подряд идущие согласные также редки. Важно учитывать также процентное соотношение чисел гласных и согласных в открытом тексте.
При проверке гипотез о значениях шифрообозиаченнй полезен поиск в шифротексте слов с характерной структурой, которые часто встречаются в открытом тексте. Для русского языка — это, например слова: сколько, которое, что и т.
п. Для английского языка. — слова еге«у, ь>ьзб Ь~Й, Йе и т. и. 2'а>шс словз выделяются в шифротексте посредспюм интервалов между повторяющимися частыми буквами, характерными сочетаниями гласных и согласных. Если с помощью приведенных соображений произведено несколько идентификацией шифрообозиачений, то дальнейша» работа по вскрытию текста криптограммы не представляет особого труда. Задача дешифрования еще более упрощается, если известно, что использовался сдвиговый или аффиниый шифр.
Так, для аффиниого шифра достаточно идентифицировать лишь пару шифрообозначеиий с тем, чтобы полностью восстановить от крытый текст. 112 Рассмотрим особенности вскрытия равнозначных и разно>яачных шифров простой замены. Если шифр простой замены не является однобуквенным, и> при вскрытии криптограммы необходимо попытаться восстаяивигь множество шифровелнчин.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
