Главная Обратная связь

Дисциплины:






Система шифрования Цезаря с ключевым словом



Особенностью системы шифрования Цезаря с ключевым словом является использование ключевого слова для смещения и изменения порядка символов в алфавите подстановки. Для этой системы ключ должен быть составным и включать некоторое число (например, k) и ключевое слово. Для числа k должно соблюдаться требование:

 

0 ≤ k < m – 1,

где m – количество букв в алфавите.

 

Рассмотрим пример шифрования сообщения «ПРИЛЕТАЮ ЗАВТРА» с использованием системы шифрования Цезаря с ключевым словом. Примем k = 5, а в качестве ключевого слова будем использовать слово «РАБОТА».

Первым этапом шифрования является запись ключевого слова в таблицу подстановок, начиная с буквы исходного алфавита с номером k. При этом, если в ключевом слове есть повторяющиеся буквы, в таблицу подстановок повторно встречающиеся буквы не записываются (рисунок 8).

 

 

Рисунок 8 - Шифрование Цезаря с ключевым словом: начальный этап

заполнения таблицы подстановок

 

Оставшиеся буквы алфавита подстановки записываются после ключевого слова в алфавитном порядке (рисунок 9).

 

 

Рисунок 9 - Шифрование Цезаря с ключевым словом: заполненная

таблица подстановок

 

Таким образом, в результате шифрования исходного сооб-щения «ПРИЛЕТАЮ ЗАВТРА» с использованием данной системы шифрования будет получен шифртекст «ЗИТДРКЫЩ ОЫЭКИЫ».

Шифр Плейфера использует матрицу 5х5 для латинского алфавита, для кириллического алфавита – 4х8, содержащую ключевое слово или фразу. Для создания матрицы и использования шифра достаточно запомнить ключевое слово и четыре простых правила. Чтобы составить ключевую матрицу, в первую очередь нужно заполнить пустые ячейки матрицы буквами ключевого слова (не записывая повторяющиеся символы), потом заполнить оставшиеся ячейки матрицы символами алфавита, не встречающимися в ключевом слове, по порядку (в английских текстах обычно опускается символ «Q», чтобы уменьшить алфавит, в других версиях «I» и «J» объединяются в одну ячейку). Ключевое слово может быть записано в верхней строке матрицы слева направо, либо по спирали из левого верхнего угла к центру. Ключевое слово, дополненное алфавитом, составляет матрицу 5х5 и является ключом шифра.

 

Для начала возьмем некоторое слово или фразу в качестве ключа, например ГЕНИАЛЬНОСТЬ

Из ключа удаляются все повторяющиеся буквы: ГЕНИАЛЬОСТ

Чертим таблицу 4х8

Вводим в таблицу 1 ключ, и заполняем остальные ячейки неиспользованными буквами, игнорируя Ё.

 

 

Таблица 1 - Начальный этап шифрования

 

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

 



Таблица готова, осталось только зашифровать то, что нам нужно, например

ЗА ЛЮБОЕ УДОВОЛЬСТВИЕ НАДО ПЛАТИТЬ ДОСТОЙНУЮ ЦЕНУ

Из фразы удаляются пробелы и заглавные буквы.

Фраза разбивается на блоки по 2 буквы (биграммы)

ЗА ЛЮ БО ЕУ ДО ВО ЛЬ СТ ВИ ЕН АД ОП ЛА ТИ ТЬ ДО СТ ОЙ НУ ЮЦ ЕН У

Последняя буква осталась без пары, добавляем к ней Х

ЗА ЛЮ БО ЕУ ДО ВО ЛЬ СТ ВИ ЕН АД ОП ЛА ТИ ТЬ ДО СТ ОЙ НУ ЮЦ ЕН УХ

1 Если два символа биграммы совпадают (или если остался один символ), добавляем после первого символа «Х», зашифровываем новую пару символов и продолжаем. В некоторых вариантах шифра Плейфера вместо «Х» используется «Q».

2 Если символы биграммы исходного текста встречаются в одной строке, то эти символы замещаются на символы, расположенные в ближайших столбцах справа от соответствующих символов. Если символ является последним в строке, то он заменяется на первый символ этой же строки.

3 Если символы биграммы исходного текста встречаются в одном столбце, то они преобразуются в символы того же столбца, находящиеся непосредственно под ними. Если символ является нижним в столбце, то он заменяется на первый символ этого же столбца.

4 Если символы биграммы исходного текста находятся в разных столбцах и разных строках, то они заменяются на символы, находящиеся в тех же строках, но соответствующие другим углам прямоугольника.

Для расшифровки необходимо использовать инверсию этих четырёх правил, откидывая символы «Х» (или «Q»), если они не несут смысла в исходном сообщении.

 

 

Рисунок 10 – Замена букв

З и А находятся в разных столбцах и строках. Заменяем их буквами из тех же строк, которые являются другими углами прямоугольника Д и Ь (рисунок 10).

ЗА ЛЮ БО ЕУ ДО ВО ЛЬ СТ ВИ ЕН АД ОП ЛА ТИ ТЬ ДО СТ ОЙ НУ ЮЦ ЕН УХ

ЛЮ, БО, ЕУ, ДО, ВО шифруются аналогичным образом.

Л и Ь находятся в одной строке и заменяются на правые от них буквы – Ь и О.

СТ шифруется аналогичным образом

В и И находятся в одном столбце и заменяются на буквы под ними Р и В.

В итоге мы получаем набор биграмм

ДЬ ЬЭ ЙН АМ ЙА ЙИ ЬО ТБ РВ НИ ДУ НЦ ЬЛ ВЕ ЗЕ ЙА ТБ ЙЦ АП ЯХ НИ ФЦ

Удалим пробелы

ДЬЬЭЙНАМЙАЙИЬОТБРВНИДУНЦЬЛВЕЗЕЙАТБЙЦАПЯХНИФЦ

Система Вижинера

Система Вижинера подобна такой системе шифрования Цезаря, у которой ключ подстановки меняется от буквы к букве. Этот шифр многоалфавитной замены описывается таблицей шифрования, называемой таблицей Вижинера (приложение А). Таблица Вижинера имеет два входа:

- верхнюю строку подчеркнутых символов, используемую для считывания очередной буквы исходного открытого текста;

- крайний левый столбец ключа.

Последовательность ключей получают из порядковых номеров в алфавите букв ключевого слова, начиная с 0.

При шифровании исходного сообщения его выписывают в строку, а под ним записывают ключевое слово или фразу. Если ключ оказался короче сообщения, то его циклически повторяют. В процессе шифрования находят в верхней строке таблицы очередную букву исходного текста и в левом столбце очередное значение ключа. Очередная буква шифр текста находится на пересечении столбца, определяемого шифруемой буквой, и строки, определяемой числовым значением ключа (рисунок 12).

Рассмотрим пример шифрования сообщения «ПРИЛЕТАЮ ДЕСЯТОГО». Ключевое слово – «РАБОТА» (рисунок 11).

 

 

Рисунок 11 – Шифрование с использованием системы Вижинера

Рисунок 12 – Таблица Вижинера для русского алфавита





sdamzavas.net - 2020 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...