шифри заміни
Осі і площини тіла людини - Тіло людини складається з певних топографічних частин і ділянок, в яких розташовані органи, м'язи, судини, нерви і т.д.
Диференціальні рівняння другого порядку (модель ринку з прогнозованими цінами) - У простих моделях ринку попит і пропозиція зазвичай вважають залежними тільки від поточної ціни на товар.
Основні поняття. Класифікація шифрів.
Спочатку криптографія вивчала методи шифрування інформації - оборотного перетворення відкритого (вихідного) тексту на основі секретного алгоритму і / або ключа в шифрований текст (шифротекст). Традиційна криптографія утворює розділ симетричних криптосистем, в яких зашифрування і розшифрування проводиться з використанням одного і того ж секретного ключа. Крім цього розділу сучасна криптографія включає в себе асиметричні криптосистеми, системи електронного цифрового підпису (ЕЦП), хеш-функції, управління ключами, отримання прихованої інформації, квантову криптографію.
Криптографія - одна з найстаріших наук, її історія налічує кілька тисяч років.
Відкритий (вихідний) текст - дані (не обов'язково текстові), що передаються без використання криптографії.
Шіфротекст, зашифровані (закритий) текст - дані, отримані після застосування криптосистеми (зазвичай - з деяким зазначеним ключем).
Ключ - параметр шифру, що визначає вибір конкретного перетворення даного тексту. В сучасних шифрах криптографічний стійкість шифру цілком визначається таємністю ключа (Принцип Керкгоффса).
Шифр, криптосистема - сімейство оборотних перетворень відкритого тексту в шифрований.
Шифрування - процес нормального застосування криптографічного перетворення відкритого тексту на основі алгоритму і ключа, в результаті якого виникає шифрований текст.
Розшифрування - процес нормального застосування криптографічного перетворення шифрованого тексту у відкритий.
Криптоаналіз - наука, що вивчає математичні методи порушення конфіденційності та цілісності інформації.
Криптоаналітика - людина, що створює і застосовує методи криптоаналізу.
Криптографічний атака - спроба криптоаналитика викликати відхилення в атакується захищеної системи обміну інформацією. Успішну криптографічний атаку називають злом або розтин.
Дешифрування (дешифрування) - процес вилучення відкритого тексту без знання криптографічного ключа на основі відомого шифрованого. Термін дешифрування зазвичай застосовують по відношенню до процесу криптоаналізу.
Криптографічний стійкість - здатність криптографічного алгоритму протистояти криптоанализу.
криптографія, стеганографія, алфавіт, текст, шифр, ключ, шифрування, дешифрування, криптоаналіз, криптостойкость, імітостойкость, кріптоатака, правило Керкгоффса,
В якості первинного ознаки, за яким здійснюється класифікація шифрів, використовується тип перетворення, яке здійснюється із відкритим текстом при шифруванні. Якщо фрагменти відкритого тексту (окремі літери або групи букв) замінюються деякими їх еквівалентами в зашифрованому тексту, то відповідний шифр відноситься до класу шифрів заміни. Якщо букви відкритого тексту при шифруванні міняються місцями один з одним, то ми маємо справу з шифром перестановки. З метою підвищення надеджності шифрування шифрований текст, отриманий застосуванням деякого шифру, може бути ще раз зашифровано за допомогою іншого шифру. Такі композиції різнихшифрів призводять до третього класу шифрів, які зазвичай називають композиційними шифрами.
Шифри заміни. Шифр Цезаря, афінний шифр. Блокові шифри простої заміни. Шифр Плейфера. Багатоалфавітних шифри заміни. Дискові багатоалфавітних шифри заміни.
Найбільш відомими і часто використовуваними шифрами є шифри заміни. Вони характеризуються тим, що окремі частини повідомлення (літери, слова) замінюються на будь-які інші символи. При цьому, заміна здійснюється так, щоб потім по шифрованому повідомленням можна було однозначно відновити передане повідомлення. Нехай, наприклад, зашифрована повідомлення російською мовою і при цьому заміні підлягає кожна буква повідомлення. Формально в цьому випадку шифр заміни можна описати таким чином. Для кожної літери # 945; вихідного алфавіту будується деякий безліч символів М # 945; так, що безлічі М # 945; і М # 946; попарно не перетинаються при # 945; ≠ # 946 ;, тобто будь-які два різних безлічі не містять однакових елементів. Безліч М # 945; називається безліччю шифр-позначень для літери # 945 ;. Таблиця є ключем шифру заміни. Знаючи її можна осушествіть як зашифрование, так і розшифрування. При зашифрованими кожна буква # 945; відкритого повідомлення замінюється будь-яким символом з безлічі М # 945 ;. Якщо в електронному листі кілька букв # 945 ;, то кожна з них замінюється на будь-який символ з М # 945 ;. За рахунок цього за допомогою одного ключа можна отримати різні варіанти зашифрованого повідомлення для одного і того ж відкритого повідомлення. Наприклад якщо ключем є таблиця
Так як безлічі шифр-повідомлень попарно не перетинаються, то по кожному символу шифрованого повідомлення можна однозначно визначити до якого безлічі він належить, і, отже, яку букву відкритого повідомлення він замінює.
Часто М # 945; складається з одного елемента. Наприклад, в романі Ж. Верна «Подорож до центру Землі» в руки професора Ліденброк потрапляє пергамент з рукописом з знаків рунічного листи. Кожне безліч М # 945; складається з одного елемента. Елемент кожного безлічі вибирається з набору символів виду
Однозначно відновити відкрите повідомлення, так як при правильному виборі ключа вийде «осмислений» текст. В інших випадках зазвичай виходить «нечитаний» текст.
Іншим прикладом шифру заміни може служити лозунговий шифр. Тут запам'ятовування ключової послідовності засноване на гаслі - легко запам'ятовується слові. Виберемо слово-гасло і заповнимо другий рядок таблиці за таким правилом: спочатку записуємо слово-гасло, а потім виписуємо в алфавітному порядку букви алфавіту, які не ввійшли в слово-гасло. В даному випадку число варіантів ключа істотно більше числа букв алфавіту.
Розглянуті шифри мають одну слабкість. Якщо у відкритому повідомленні часто зустрічається будь-яка буква, то в зашифрованому повідомленні часто зустрічатиметься відповідний їй символ або буква. Тому при розтині шифру заміни зазвичай намагаються найбільш часто зустрічається символам шифрованого повідомлення поставити у відповідність букви відкритого повідомлення з найбільшою передбачуваною частотою появи. Якщо шифрування повідомлення досить велике, то цей шлях приводить до успіху, навіть якщо ви не знаєте ключа.
Крім частоти появи літер, можуть бути використані інші обставини, які допомагають розкрити повідомлення. Наприклад, може бути відома розбивка на слова, або розставлені розділові знаки. Розглядаючи невелика кількість можливих варіантів заміни прийменників і спілок, можна спробувати визначити частину ключа. Також може бути істотно, які голосні йди приголосні можуть бути подвоєними: «нн», «її» та інші.
Як ми переконалися, завдання розтину простий однобуквеним заміни не є надто складною. Основна слабкість такого шифру полягає в тому, що надмірність відкритого тексту, яка проникає в шифртекст, робить дуже рельєфною діаграму повторюваності знаків. Це спонукало свого часу криптографов усунення цієї слабкості за рахунок збільшення числа шіфрвелічін. Інтуїтивно зрозуміло, що чим більша різниця між числом шіфрвелічін і числом букв алфавіту, тим більш рівномірною повинна стати діаграма повторюваності знаків шифртекста. Першим природним кроком в цьому напрямку стало збільшення значности шіфрвелічін, тобто використання блокових шифрів простої заміни.
Найпростіший блоковий шифр оперує з біграмнимі шіфрвелічінамі. Розглянемо один з перших подібних шифрів - шифр Плейфера, який знайшов широке застосування на початку століття.
