1. Главная
  2. Информатика
  3. Произвести шифрование текста, используя таблицу Вижинера.

Произвести шифрование текста, используя таблицу Вижинера.

АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Кафедра автоматической электросвязи

ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ В ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ

Методические указания к выполнению лабораторных работ

(для студентов всех обучения

специальности 050719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации)

АЛМАТЫ 2009

СОСТАВИТЕЛИ: А.С. Байкенов, Е.А. Шкрыгунова/ Защита информации в телекоммуникационных системах 050719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации (для студентов всех форм обучения). — Алматы: АИЭС, 2009 -52 с.

Методические указания содержат общие положения по выполнению лабораторных работ. Исходные данные к выполнению заданий выдаются преподавателем в электронном виде. Приводится рекомендуемая литература.

Введение

Целью лабораторных работ является ознакомление студентов с основными принципами построения и практического использования систем защиты информации в телекоммуникационных системах. Лабораторные работы направлены на формирование у студентов систематизированного представления о принципах, методах и средствах реализации защиты данных.

Лабораторные работы посвящены изучению систем шифрования с закрытым ключом на базе алгоритмов Вижинера, Цезаря. Изучению ассиметричных систем шифрование посвящена работа системы с «открытым ключом» RSA. Часть работ посвещена освоению технологииPretty Good Privacy (PGP), которая базируется на шифровании с «открытым ключом». В этих работах изучаются вопросы создания ЭЦП – электронной цифровой подписи, создание ключей в системе PGP, передача открытых ключей системы PGP, передача защищенных и подписанных сообщений с помощью системы PGP, хранение файлов на жестком диске с помощью системы PGP.

Заключительные работы посвящены изучению работы межсетевых экранов или брандма́уэров (Firewall) на примере Agnitum Outpost Firewall Pro версии 4.0 или выше. Для этого брандауэр устанавливается в сети между физической и виртуальной машиной.

Лабораторная работа №1. Симметричное шифрование – дешифрование. Шифрование текста с использованием таблицы Вижинера.

1.1 Цель работы: изучение системы шифрования с использованием таблицы Вижинера, получение навыков симметричного шифрования и дешифрования.

1.2 Предварительная подготовка

1.2.1 Необходимо изучить и освоить теоретический материал по симметричным системам шифрования.

1.2.2 Изучить принцип шифрования текста с использованием таблицы Вижинера.

1.3 Рабочее задание

Произвести шифрование текста, используя таблицу Вижинера.

Т а б л и ц а 1.1

 
i,j А Г Ж К Н Р У Ц Щ Э
Б Д З Л О С Ф Ч Ъ Ю
В Е И М П Т Х Ш Ы Я

1.3.2 Расшифровать зашифрованный текст.

1.4 Методические указания по выполнению работы

1.4.1 Необходимо произвести шифрование текста, используя таблицу Вижинера.

Для решения задачи составим таблицу, которая представляет собой квадратную матрицу с числом элементов К, где К – число символов в алфавите (К=32). В первой строке матрицы записываем буквы в порядке очередности их в алфавите, во второй – та же последовательность, но со сдвигом влево на одну позицию, в третьей – со сдвигом влево на две позиции и т. д. Освободившиеся места справа заполняются вытесненными влево буквами, записываемыми в естественной последовательности, как показано на рисунке 1.1.

А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я
Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А
В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б
Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В
Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В Г
Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В Г Д
Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В Г Д Е
З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В Г Д Е Ж
И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В Г Д Е Ж З
Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В Г Д Е Ж З И
К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В Г Д Е Ж З И Й
Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В Г Д Е Ж З И Й К
М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л
Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М
О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н
П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О
Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П
С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р
Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С
У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т
Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У
Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф
Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х
Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц
Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч
Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш
Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ
Ы Ь Э Ю Я А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ
Ь Э Ю Я А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы
Э Ю Я А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь
Ю Я А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э
Я А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю

Рисунок 1.1 – Таблица шифрования Вижинера.

Для шифрования текста устанавливается ключ, выбранный согласно варианту, и представляющий собой некоторое слово или набор букв. Далее из полной матрицы выбирается подматрица шифрования. Она включает первую строку и строки матрицы, начальными буквами которых являются последовательно буквы ключа. На рисунке 1.2 представлена подматрица, составленная по ключу У Ф Х Щ Ъ Ы .

А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я
У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т
Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У
Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф
Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш
Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ
Ы Ь Э Ю Я А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ

Рисунок 1.2 – Ключ шифрования.

Процесс шифрования включает следующую последовательность действий (см. рисунок.1.3):

а) под каждой буквой шифруемого текста записываются буквы ключа, причем ключ повторяется требуемое число раз;

б) каждая буква шифруемого текста заменяется на букву, расположенную на пересечении столбца, начинающегося с буквы текста, и строки, начинающейся с буквы ключа.

У Ф Х Щ Ъ Ы

Шифруемый текст З А Щ И Т А И Н Ф О Р М А Ц И И
Ключ У Ф Х Щ Ъ Ы У Ф Х Щ Ъ Ы У Ф Х Щ
Текст после замены Ъ Ф О Б М Ы Ы Б И З К З У К Э Б
Зашифрованный текст ЪФОБ МЫЫБ ИЗКЗ УКЭЛ

Рисунок 1.3. Механизм шифрования заменой

Как видно на рисунке 1.3, зашифрованный текст делится на группы по четыре буквы в каждой.

1.4.2 Для расшифровывания зашифрованного текста необходимо знать ключ. Расшифровывание текста выполняется в следующей последовательности (см.рисунок 1..4):

а) над буквами зашифрованного текста сверху последовательно записываются буквы ключа;

б) в строке подматрицы таблицы Вижинера, начинающейся с буквы ключа, отыскивается буква зашифрованного текста; буква первой строки, находящаяся в соответствующем столбце, будет буквой расшифрованного текста;

в) полученный текст группируется в слова по смыслу.

Ключ У Ф Х Щ Ъ Ы У Ф Х Щ Ъ Ы У Ф Х Щ
Зашифрованный текст Ъ Ф О Б М Ы Ы Б И З К З У К Э Б
Расшифрованный текст З А Щ И Т А И Н Ф О Р М А Ц И И
Исходный текст ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ

Рисунок 1.4 – Механизм расшифрования.

1.5 Контрольные вопросы

1.5.1 Что такое симметричная система шифрования? В чем ее отличие от асимметричной системы?

1.5.2 Расскажите принцип шифрования с помощью таблицы Вижинера.

1.5.3 В какой последовательности осуществляется процесс расшиф-рования текста?

Наши рекомендации

Используя данные, приведенные в таблице, произвести факторный анализ себестоимости единицы продукции. Сделать выводы.

VII. Напишите 10 предложений о распорядке дня Майкла, используя следующую таблицу.

Составьте как можно больше предложений, используя подстановочную таблицу

Упр. 206. Переведите предложения на русский язык, используя таблицу

Как произвести драматизацию текста?

Произвести обработку результатов измерений по обнаружению грубых погрешностей, используя статистический критерий Романовского

Используя знания материала о пищеварении, заполните таблицу

Создать таблицу, используя табуляцию

Задания для практических занятий. Используя данные таблицы, необходимо произвести группировку средств предприятия по их составу и функциональной роли

Создание отчета сводной таблицы, используя таблицу данных.