Лабораторно-практическая работа «Исследование процесса шифрования сообщения с помощью таблицы Виженера»
Цель обучения: Освоить технологию шифрования и дешифрования информации в среде Excel с использованием шифра Вижинера.
Теоретические сведения
Шифр Цезаря. Этот шифр реализует следующее преобразование текста: каждая буква исходного текста заменяются следующей после нее буквой в алфавите, который считается написанным по кругу.
Шифрование по таблице Вижинера. Система Вижинера подобна такой системе шифрования Цезаря, у которой ключ подстановки меняется от буквы к букве. Этот шифр многоалфавитной замены можно описать таблицей шифрования, называемой таблицей Вижинера. Таблица Вижинера используется для зашифрования и расшифрования. Таблица имеет два входа: - верхнюю строку подчеркнутых символов, используемую для считывания очередной буквы исходного открытого текста; - крайний левый столбец ключа. 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 букву шифротекста находят из таблицы, как пересечение столбца, определяемого буквой открытого текста, и строки, определяемой буквой ключа:
Пример шифрования фразы «Шифр Виженера»
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ИСХОДНЫЙ ТЕКСТ
|
А
|
Н
|
А
|
М
|
В
|
С
|
Е
|
Р
|
А
|
В
|
Н
|
О
|
|
|
|
КЛЮЧ
|
|
|
|
С
|
Н
|
Е
|
Г
|
С
|
Н
|
Е
|
Г
|
С
|
Н
|
Е
|
Г
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЗАШИФРОВАННЫЙ ТЕКСТ
|
Т
|
Ы
|
Ж
|
Р
|
Ф
|
Я
|
Л
|
Ф
|
Т
|
Р
|
У
|
Т
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для расшифровки выбираем 1 букву ключа в столбце слева и идем до пересечения с 1 буквой шифртекста. Буква в первой строке есть буква открытого текста. Другой способ шифрование методом Виженера имеет следующий принцип:
Алфавит: АБВ...ЕЁЖ...Я_
|
Открытый текст
|
М
|
Ы
|
_
|
З
|
А
|
_
|
Р
|
О
|
Д
|
И
|
Н
|
У
|
Применение ключа
|
Б
|
Е
|
Г
|
Б
|
Е
|
Г
|
Б
|
Е
|
Г
|
Б
|
Е
|
Г
|
Сдвиг
|
1
|
5
|
3
|
1
|
5
|
3
|
1
|
5
|
3
|
1
|
5
|
3
|
Шифрованный текст
|
Н
|
_
|
В
|
И
|
Е
|
В
|
С
|
У
|
Ж
|
Й
|
Т
|
Ц
|
Сначала текущий символ ключа - Б (сдвиг 1), потому М сдвигаем на 1 и получаем Н. Потом берём символ ключа Е (сдвиг 5) и применяем к Ы (символ номер 28, если А считать нулевым), (28 + 5) mod 34 = 33, то есть получаем пробел. Теперь на очереди символ ключа Г (сдвиг 3), шифруем пробел (номер 33): (33 + 3) mod 34 = 2, то есть это В, ибо А имеет номер 0. Далее опять переходим к началу ключа, то есть Б (сдвиг 1). Шифруем З, меняя на следующую букву (так как сдвиг = 1). В итоге получаем И. И так далее. Шифр Виженера тем сильнее, чем длиннее ключ, меньше в нём символов номер ноль, больше символов в алфавите. Если все символы ключа одинаковые, то это совсем слабый ключ, а шифр Виженера вырождается в шифр Цезаря
Практические задания
Задание 1. Реализация шифра Виженера в Excel. Внутри компьютера и операционной системы каждый символ имеет свой числовой код от 0 до 255 (ASCII-код). Microsoft Excel имеет в своем стандартном наборе две функции, которые умеют с ними работать: - Функция КОДСИМВ (CODE) - выдает числовой код символа, указанного в качестве аргумента. Например, КОДСИМВ("Ж") выдаст 198.
- Функция СИМВОЛ (CHAR) - выдает символ, соответствующий указанному в аргументе коду, т.е. наоборот СИМВОЛ(198) даст нам букву Ж. 1) Для применения шифра Виженера запишите исходный текст и ключ друг под другом. Используя функцию КОДСИМВ вычислите код каждого символа:
2) Сложите коды символов ключа и исходного текста, добавив функцию ОСТАТ (число; делитель), где число – сумма кодов символов, делитель – 256.
3) Используя функцию СИМВОЛ вывести символы по полученным кодам и сформировать зашифрованное сообщение.
4) Запишите все функции для уложив все функции компактности в одну формулу на новом листе, скопировав данные:
5) Выполните расшифровку аналогично шифрованию, только знак "плюс" в формуле меняется на "минус" – от числового кода шифр текста отнимаем числовой код ключа.
Индивидуальные варианты заданий
Зашифруйте текст, используя таблицу Виженера для русского алфавита, используя функции программы MS Excel
Номер варианта
|
Исходный текст
|
ключ
|
|
Защита информации
|
Бита
|
|
Криптографическая защита
|
Байт
|
|
Симметричное шифрование
|
Шифр
|
|
Метод Цезаря
|
Бит
|
|
Защита файлов
|
Сон
|
|
Антивирусная защита
|
Лето
|
|
Парольная защита
|
Бит
|
|
Информационная безопасность
|
Шаг
|
|
Безопасность сетей
|
Байт
|
|
Метод аутентификации
|
Шифр
|
|
Безопасность сети
|
Замок
|
|
Классификация угрозы
|
Жемчуг
|
|
Межсетевые экраны
|
Кредит
|
|
Управление ключами
|
Чёрный
|
|
Генерация ключей
|
Ворона
|
З адание 2. (выполните в тетради)
Дана кодовая таблица азбуки Морзе. Расшифруйте (декодируйте), что здесь написано (буквы отделены друг от друга пробелами)?
— — — — — — — — — — — — — — —
2) Закодируйте с помощью азбуки Морзе слова СТЕНОГРАФИЯ, ШИФРОВАНИЕ.
Задание 3. Используя в качестве ключа расположение букв на клавиатуре компьютера, закодируйте свое сообщение из не менее, чем трех слов.
Достарыңызбен бөлісу: |