Лабораторная работа №3-4 «Моноалфавитная подстановка»

Цель: Получить навыки расшифровки моноалфавитных шифров.

Теоретические знания:

По количеству используемых алфавитов шифры делятся на одноалфавитные и многоалфавитные.

При использовании шифров замены становится возможным использование многозначной функции Ek(x). Выбор значений многозначной функции представляет собой некоторую проблему, делающую их не слишком удобными для использования.

Однозначные функции более просты как для использования, так и для взлома.

Наибольшее распространение получили поточные шифры простой замены, в которых алфавиты открытого текста и шифротекста совпадают. Ключом такого шифра является таблица k, верхняя строка которой представляет собой естественную последовательность букв алфавита, а нижняя — систематически

перемешанную или случайную последовательность букв из этого же алфавита.

Ход работы:

Аффинный шифр выглядит несколько сложнее:

( ) (,..., ) 1 = = a × +b a × +b k l y E x x x;

x D ( y ) (( y ( )),..., ( y ( )) ) k l

1 1

1 = = + 26 - b × a- + 26 - b × a-.

Пример.

Зашифруем слово CRYPTOGRAPHY с помощью аффинного шифра, полагая k = (3, 5). Данный ключ определяет следующую подстановку:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

5 8 11 14 17 20 23 0 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 D Е F G Н I J K L М

F I L О R U X А D G J M Р

N 0 Р Q R S Т U V W X Y Z

S V Y В Е Н К N Q Т W Z C

Слову CRYPTOGRAPHY соответствует числовая после-

довательность х = (2, 17, 24, 15, 19, 14, 9, 17, 0, 15, 7, 24).

Зашифровать открытый текст можно двумя способами.

Во-первых, можно воспользоваться полученной подста-

новкой, заменяя каждую букву слова (найденную в верхней

строке) ее образом в нижней строке: LEZYKVXEFYAZ.

Во-вторых — вычислить значение функции шифрования

Ek(x), исходя из ее определения:

Y= Ek(x) = (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, 3·15+ 5, 3·7 + 5, 3·24 + 5) =

(11, 4, 25, 24, 10, 21, 23, 4, 5, 24, 0, 25).

В буквенном эквиваленте Y совпадает с полученным ра-

нее шифрованным текстом.

Для самостоятельной расшифровки аффинного шифра:

КЦМЦЕ_БЭ_ХЭСЫ_ОРСЯЦМ

Буквенное соответствие

Шифротекст «Э» и «Б» в открытом тексте соответственно: «О» и «П»