Криптографічні методи. Шифр Цезаря. Шифр Віженера. Алгоритм DES, страница 4

1.Ключове слово — SMILES. Розшифрувавши наступну криптограму:

TMALSTEVIGTJGEQUQGNMYQWNQVIWWTKGUEGYVBDJ JSECYJQXFIATKLAGMYSRNIQXXKR,

ви довідаєтеся важливий військовий секрет.

2.Ключове слово — FLAME. Зашифруйте наступну фразу:

THE WAY THAT ORGANISMS GET THEIR FOOD IS CALLED NUTRITION.

3.Ключове слово — TABLE. Зашифруйте наступну фразу:

FOOD PROVIDES THE BUILDING MATERIALS FOR GROWTH AND REPAIR.

4.Ключове слово — BUTTON. Зашифруйте наступну фразу:

   PLANTS USE THE ENERGY IN SUNLIGHT TO MAKE       

    THEIR OWN FOOD.

5.Ключове слово — PHOTO. Зашифруйте наступну фразу:

A LIQUIDS IS A SUBSTANCE THAT MOVES MORE FREELY THAN A SOLID, BUT NOT AS FREELY AS A GAS.

6.Ключове слово — BABY. Зашифруйте наступну фразу:

SEPARATING THE DIFFERENT PARTS OF A COMPOUND USING ELECTRICITY IS CALLED ELECTROLYSIS.

7.Ключове слово — INDEX. Зашифруйте наступну фразу:

THE ITALIAN SCIENTIST LUIGI GALVANI SPENT MUCH OF HIS LIFE STUDYING ELECTRICITY.

8.Ключове слово — ANIMAL. Зашифруйте наступну фразу:

  GALVANI CARRIED OUT EXPERIMENTS WITH  

   ELECTRIC CHARGES.

9.Ключове слово — LEGEND. Зашифруйте наступну фразу:

REFRACTION IS A PROPERTY OF ALL TYPES OF ENERGY THAT TRAVEL IN WAVES, INCLUDING LIGHT.

10.Ключове слово — COMPUTER. Зашифруйте наступну фразу:

REFRACTION OCCURS BECAUSE LIGHT TRAVELS AT DIFFERENT SPEEDS IN DIFFERENT MATERIALS.

11.Ключове слово — FILE. Зашифруйте наступну фразу:

WE CAN SEE THE RELATIONSHIP BETWEEN TWO OR MORE INFORMATION BY USING GRAPHS.

12.Ключове слово — DISK. Зашифруйте наступну фразу:

THE BRANCH OF MATHEMATICS CONCERNED WITH COLLECTION AND INTERPRETING THE DATA IS CALLED STATISTICS.

13.Ключове слово —HEART. Зашифруйте наступну фразу:

IN THE BRANCH OF MATHEMATICS CALLED ALGEBRA, LETTERS ARE USED TO STAND FOR UNKNOWN AMOUNTS.

14.Ключове слово — PROGRESS. Зашифруйте наступну фразу:

LIKE GRAPHS, CHARTS DISPLAY NUMERICAL INFORMATION IN A WAY THAT IS EASY TO UNDERSTAND.

15.Ключове слово — PRESENT. Зашифруйте наступну фразу:

A MOLECULE IS GROUP OF ATOMS JOINED TOGETHER BY CHEMICAL BONDS.

3. АЛГОРИТМ  DES

При багаторазовому чергуванні простих перестановок і підстановок можна одержати дуже стійкий шифр із гарним розсіюванням і перемішуванням. Одним із кращих прикладів такого алгоритму є DES. Він був уперше представлений фірмою IBM у 1974 р. Алгоритм DES – це симетричний блоковий алгоритм шифрування, з довжиною ключа 64 біта, з яких ефективно використовуються 56 битів. По суті, DES є підстановкою в гігантському алфавіті, що містить 264 символів (порядку 79 квадрильйонів комбінацій).

Алгоритм базується на тім, що добуток слабких криптографічних перетворень може являти собою досить  сильне криптографічне перетворення. Одними з  таких перетворень є т.зв. S-P перетворення. Де S – підстановка, що являє собою деяку нелінійну “ функцію, що шифрує,”, P - функція, що виконує “мікширування” битів.

ШИФРУВАННЯ

На вхід алгоритму подається 64-бітовий блок, що надалі розглядається як два 32-бітових слова (L0 , R0), над яким виконується початкове перетворення, що являє собою перестановку битів вхідного блоку. Власне шифрування блоку робиться шляхом 16-кратного повтору наступних операцій:


Ln     = Rn-1

Rn-1 = Ln-1 XOR f(Rn-1 , Kn)                                                                            (1.1)

де  Kn – n-й розширений ключ. Алгоритм розширення ключа зображений на малюнку 1.2. Обчислення функції f, що реалізує  перетворення вхідного блоку, зображено на малюнку 1.1.

Малюнок 1- Обчислення функції f в алгоритмі DES.

S-P перетворення вхідного блоку