Алфавитное сложение (шифр Хасегава)

Поточные криптографические методы

Открытые сообщения шифруются от начала до конца сообщения с заменой символа открытого текста символом шифротекста в потоке. В поточных системах сохраняется стат. структура исходника, т.е. символ исходника остается на своей позиции и заменяется символом шифротекста.

Шифр Цезаря

Сообщение S = ДЕНЬ ПРОГРАММИСТА

Дан алфавит:

а) Шифрование: C = f (S,k), например k = +3

Д = 5 5+3=8 Þ З

Е= 6 6+3=9 Þ И

. . .

С = ЗИРЯ?ТУСЖУГППЛФХГ

Примечание: Если сумма символа и ключа превышает длину алфавита, то сумма уменьшается на длину алфавита ( )

б) Дешифрование: S = f (C,k)

З = 8 8-3=5 Þ Д

И = 9 9-3=6 Þ Е

. . . S = ДЕНЬ ПРОГРАММИСТА

Примечание: Если при вычитании из номера символа ключа получается отрицательное число или нуль, то необходимо добавить длину алфавита.

в) Криптостойкость. Замена простая – один символ исходника заменяется одним символом шифротекста. Ключевое пространство для данного алфавита от -35 до +35 (-35 £ k £ +35).

Вывод: криптостойкость слабая.

Квадрат Полибия

Весь алфавит укладывается в квадрат. (Данный квадрат 6х6)

а) Шифрование: C = f (S,КП) = 1516 3255 6334

3533 1435 1131

. . .

б) Дешифрование: S = f (C,КП) Производить действия в обратном порядке.

в) Криптостойкость. Сложная замена:

- один символ исходника заменяется двумя символами шифротекста;

- шифротекст в цифровой форме (алфавит шифротекста в данной ситуации 6 символов – цифр).

Недостаток – нет ключа шифрования.

Вывод: криптостойкость – слабая.

Условные обозначения:

– алфавит сообщения;

S – сообщение, - открытое сообщение;

– шифротекст;

– ключ шифрования;

– функция шифрования, где f – криптопреобразование;

– дешифрование.

2.1.3. Шифр «Модульная арифметика»

(квадрат Полибия с ключом)

а) Шифрование

Ключ – слово, содержащее уникальные символы (неповторимые), которые размещаются в начале квадрата, например:

или

S = ЯХТА_АРХИМЕД

С = 1146 1314 6314 С = 6244 4224 6324

1546 3236 2524 1144 2235 1231

б) Дешифрование

S = ЯХТА_АРХИМЕД

в) Криптографическая стойкость:

- есть ключ. Длина ключа равна ;

- количество ключей – ключевое пространство (все возможные комбинации: если , то k = n! + (n-1)!+…+2!);

- можно использовать шифроблокнот для выбора ключа (две книги – одинаковые и одного издания).

Алфавитное сложение (шифр Хасегава)

Алфавитное сложение – сложная замена.

Алфавит на листе 4

а) Шифрование

Примечание 1: Если при шифровании S превышает длину алфавита, то она уменьшается на длину алфавита.

б) Дешифрование

S = К Р И П Т О С Т О Й К О С Т Ь

5-21= -16 доб.33 =17 4-19= -15 доб.33 =18 15-19= -4 доб.33 =29

Примечание 2: Если при дешифровании разность отрицательная или нулевая, то к разности необходимо добавить длину алфавита.

В нашем случае: Д = 5 вычитаем Ф = 21 равняется -16, добавляем длину алфавита 33 и получаем 17 – символ Р.

в) Криптографическая стойкость:

- длина ключа сообщения;

- количество ключей (ключевое пространство) значительно больше, чем в шифре «Модульная арифметика» за счет возможности повторения символов ключа;

- неоднозначность замены символа исходника символами шифротекста.

Однозначная замена:

Шифрование: Дешифрование:

Многозначная замена:

Шифрование: Дешифрование:

Примечание. Можно использовать шифроблокнот для выбора и передачи ключа. Шифроблокнот – две одинаковые книги, в которых на определенной странице выбирается кортеж первых символов строк, последних или 2-х, 3-х, по диагонали или любые другие. Этот кортеж и является ключом. Решается проблема передачи секретного ключа.