Шифры сложной замены. Шифр Виженера (Практическая работа № 2)

Практическая работа №2

по дисциплине "Криптология"

на тему:

"Шифры сложной замены. Шифр Виженера"

Цель:

Выработать у студента умения и навыки шифрования информации с помощью шифра Виженера.

Задание.

1. Ознакомиться с алгоритмом работы шифра Виженера

2. Выполнить программную реализацию шифрования данных с помощью шифра Виженера, согласно своему варианту.

3. Протестировать работу программы.

4. Оформить отчёт.

Результат выполнения практической работы должен включать:

1.  Отчёт о выполненной практической работе в печатном  виде

2.  Работоспособную программную реализацию поставленной задачи на любом языке программирования(exe-файл)+исходный код программы

Отчёт о выполненной практической работе должен включать:

1.  Титульный лист с указанием номера и темы практической работы

2.  Постановку задачи

3.  Исходные данные, которые были применены для выполнения поставленной задачи.

4.  Скриншоты работы программы

5.  Исходный текст программы

6.  Результаты работы программы

7.  Выводы

С помощью таблицы Виженера

Программа должна выполнят следующее:

1. Построить таблицу Виженера для заданного алфавита A1 (таблица 1.1) согласно вашему варианту (алфавит строится строго в той последовательности, в какой он указан в столбце A1)
2. Производить зашифрование данных длиной не менее 10 символов с ключом, длиной не менее 3 символов и заданным алфавитом A1 с помощью шифра Виженера(используя таблицу Виженера, построенную на 1 шаг).

3.  Производить расшифрование данных зашифрованных с помощью шифра Виженера (используя таблицу Виженера, построенную на 1 шаге).

4.  На вход программы должны поступать ключ и исходное сообщение

5.  На выходе программа должна выводить:

а.  алфавит,

б.  таблицу Виженера,

в.  при зашифровании – таблицу с результатами формата Таблицы 2,

г.  при расшифровании – таблицу с результатами формата Таблицы 3

С помощью формулы

Программа должна выполнят следующее:

1. Производить зашифрование данных  длиной не менее 10 символов с ключом ,длиной не менее 3 символов и заданным алфавитом A1(алфавит строится строго в той последовательности, какой он указан в столбце A1)с помощью шифра Виженера ( используя формулу).
2. Производить расшифрование данных зашифрованных с помощью шифра Виженера, (используя формулу)

3.  На вход программы поступает ключ и исходное сообщение

6.  На выходе программа должна выводить:

а.  алфавит в виде Таблицы формата 1.3,

б.  при зашифровании таблицу с результатами формата Таблицы 4,

в.  при расшифровании таблицу с результатами формата Таблицы 5

Теоретический материал

Система шифрования Виженера

Система Виженера подобна такой системе шифрования Цезаря, у которой ключ подстановки меняется от буквы к букве. Этот шифр  представляет собой шифр многоалфавитной замены. Шифрование с помощью шифра Виженера можно проводить двумя способами:с помощью формулы и с помощью таблицы(квадрата) Виженера. На Таблицах.7, 8,9 показаны таблицы Виженера для английского, русского и украинского алфавитов соответственно.

Шифрование с помощью формулы

Для зашифрования шифром Виженера с помощью формулы выполняются следующие действия:

1. Символы исходного алфавита перенумеровываются (например для английского алфавита  a->0, b->1, c->2 и т.д.)
2. Исходное сообщение выписывают в строку
3. Под каждым символом исходного сообщения записывают соответствующий ему номер   ( полученный на шаге 1.)
4. Далее в следующей строке под каждым номером записывают символы ключевого слова (или фразы).
5. Если длина ключа оказалась короче длины сообщения, то ключ циклически повторяют до тех пор, пока не будет достигнут конец сообщения
6. Далее под каждым символом ключа записывают соответствующий ему номер
7. Далее используя формулу 
                                                                                                            (1)
   где - i-символ зашифрованного сообщения
          - i-символ открытого сообщения
          - i-символ ключа
           - мощность алфавита
   для каждого символа исходного сообщения и соответствующего ему символа ключа вычисляют индекс зашифрованного  символа
8. Используя соответствие, полученное на шаге 1, каждый индекс заменяется на  соответствующую буква алфавита и в результате получается зашифрованное сообщение.

Например.

Пусть дано Английский алфавит, M=”TRANSLATE”, K=”PUSH”

1)  Перенумеруем английский алфавит следующим образом:
                                                   Таблица 1.