Лекция. Уитстон «Екілік квадрат» шифры. «Бұрылмалы торкөздер» шифрлары

· Уитстон «Екілік квадрат» шифры

· «Бұрылмалы торкөздер» шифрлары.

Уитстон «Екілік квадрат» шифры.1854 жылы ағылшын Чарльз Уитстон «Екілік квадрат» деп аталатын биграммалармен шифрлаудың жаңа әдісін жасады. Өз атауына бұл шифр полибиан квадраты секілді ие болды.

Уитстон шифры криптографияның дамуы тарихында жаңа кезеңді ашты. Бұл шифрдың Полибиан квадратынан айырмашылығы «Екілік квадрат» бірден екі кестені пайдаланады. Кестелер бірінің қасына бірі жол бойымен орналасады, ал шифрлау Плейфейр шифрларі секілді биграммалар бойынша жүргізіледі. «Екілік квадрат» шифры өте тиімді және ыңғайлы болды, екінші дүниежүзілік соғыс кезінде Германияда қолданылды.

Мысалы: орыс алфавиті әріптері кездейсоқ орналасқан екі кесте берілген болсын. Шифрлау алдында ағымдық хабарлама биграммаларға бөлінеді. Әрбір биграмма жеке шифрланады. Биграмманың алғашқы әріпін сол жақтағы кестеден, екінші әріпін оң жақтағы кестеден табамыз. Сонан соң, ойша осы әріптер бұрыштары болатын тіктөртбұрыш тұрғызамыз. Бұл тіктөртбұрыштың өзге екі бұрышы шифрмәтін биграммалары әріптерін береді.

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

Ағымдық хабарлама биграммасы ИЛ шифрланып жатқан болсын. И әріпі 1-баған, 2-жол сол жақтағы кестеде, Л әріпі 5-баған, 4-жол оң жақтағы кестеде орналасқан. Яғни, тіктөртбұрыш 2-ші және 4-ші жолдардағы, 1-ші және 5-ші бағандары арқылы тұрғызылған, сондықтан ОВ биграммасын аламыз.

Егер биграмманың екі әріпі де бір жолда жататын болса, онда шифрмәтін әріптері де дәл сол жолдан алынады.

Шифрмәтін биграммасының алғашқы әріпін хабарлама биграммасының екінші әріпі орналасқан бағанаға сәйкес келетін сол жақ кестеден алады. Екінші әріп хабарлама биграммасының алғашқы әріпі орналасқан бағанаға сәйкес оң жақ кесте бағанынан алынады. Сондықтан хабарлама биграммасы ТО шифрмәтін биграммасы ЖБ айналады. Осылайша хабарламаның биграммалары шифрланады.

Хабарлама: ПР ИЛ ЕТ АЮ _Ш ЕС ТО ГО

Шифрмәтін: ПЕ ОВ ЩН ФМ ЕШ РФ БЖ ДЦ

«Екілік квадрат» әдісімен шифрлау енуге тұрақты және қолдануда қарапайым шифрды береді. «Екілік квадрат» шифрмәтінін бұзу өте үлкен күш жұмсауды қажет етеді, мұның өзінде хабарлама ұзындығы кем дегенде отыз жолдан тұруы тиіс.

№ 1

ПР ИГ ЛА ШЕ НИ ЕН АБ АН КЕ Т.

ЕП ЖЬ ОФ _Ш ЖГ РУ ХФ ДУ _. МД

№ 2

ОД НО РА ЗО ВЫ ЕС ИС ТЕ МЫ ШИ ФР ОВ АН ИЯ

ХГ ТЬ ЧК ИД ЕХ РФ ЬЗ МЫ АВ РЭ ЕС .. ДУ ЖМ

«Бұрылмалы торкөздер» шифрлары. Бұрылмалы торкөздер деп аталатын шифрды пайдалану үшін торкөзді қағаздан 2mх2к торкөздерден тұратын трафарет дайындалады. Трафаретте m, к торкөздері оны таза параққа төрт түрлі әдіспен қойғанда оның барлық торкөздері жабылатындай етіп қиылған. Хабарлама әріптері трафарет қиындыларына орнатылған ретпен жазылады. Шифрлау процесін мысалмен қарастырайық. Кілт ретінде 10х6 торкөзі алынсын.

Сурет 1.

Келесі мәтін шифрланатын болса:

ШИФР РЕШЕТКА ЯВЛЯЕТСЯ ЧАСТНЫМ СЛУЧАЕМ ШИФРМАРШРУТНОЙ ПЕРЕСТАНОВКИ.

Торкөздерді параққа қойып алғашқы 15 әріпті жазамыз. Торкөзді 180 бұрамыз. Жаңа толтырылмаған торкөздер пайда болады, келесі 15 әріп жазылады. Сонан соң торкөзді кері жаққа бұрып, қалған мәтінді дәл осылайша шифрлаймыз. Хабарламаны қабылдаушыда дәл осындай торкөз бар бола, онда еш қиындықсыз ағымдық мәтінді оқи алады.

Сурет 2.

	Ш
И				Ф		Р	Р
	Е				Ш				Е
			Т				К
	А
		Я			В	Л			Я

Сурет 3.

Е	Ш		Т	С			Я
И				Ф		Р	Р	Ч
	Е	А			Ш	С			Е
Т				Н			К	Ы
	А	М	С		Л				У
		Я			В	Л		Ч	Я

Сурет 4.

Е	Ш	А	Т	С	Е	М	Я		Ш
И	И			Ф		Р	Р	Ч
	Е	А	Ф		Ш	С	Р		Е
Т	А		Т	Н	М		К	Ы	А
Р	А	М	С	Ш	Л	Р	У		У
	Т	Я			В	Л		Ч	Я

Сурет 5.

Е	Ш	А	Т	С	Е	М	Я	Н	Ш
И	И	О	Й	Ф	П	Р	Р	Ч	С
Р	Е	А	Ф	Е	Ш	С	Р	С	Е
Т	А	Т	Т	Н	М	А	К	Ы	А
Р	А	М	С	Ш	Л	Р	У	Н	У
О	Т	Я	В	К	В	Л	И	Ч	Я

Әдебиеттер:

1. Дүйсенов Н.Ж., Егенова Ә.М., Көшкінбаева М.Ж. Компьютерлік жүйелердегі ақпаратты қорғау.

2. Балапанов Е.Қ., Бөрібаев Б., Дәулетқұлов А.Б. Жаңа информациялық технологиялар: информатикадан 30 сабақ.-Алматы:ЖТИ,2003,-408 б.

3. Байжұманов М.Қ., Жапсарбаева Л.Қ. Информатика. Жоғары оқу орындардың студенттеріне арналған оқу құралы. –Астана: Еуразия ұлттық университеті, 2004, -224 б.