Анализ стойкости шифра замены

Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение

Высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций

им. проф. М. А. Бонч-Бруевича»

_____________________________________________________________________________

Кафедра защищенных систем связи

Дисциплина «Основы криптографии»

Лабораторная работа №1

Анализ стойкости шифра замены

Выполнил: ст.гр. ИКТЗ-33

Кобзев С.А.

Проверил: Д.т.н., проф. Яковлев В.А.

Санкт-Петербург

Цель работы:

Проведение криптографического анализа шифра замены на основе исследования статистических характеристик криптограммы.

Задание:

1.Запустить программу CHANCE. Открыть вкладку«Тестирование». В большом окне появится криптограмма, которую Вам необходимо расшифровать.

2.Расшифрование основывается на анализе статистики символов криптограммы и сравнения этой статистики со статистикой букв русского языка.

3.Методика расшифрования. Криптограмма разделяется на слова, для этого необходимо определить символ в криптограмме, который соответствует символу пробела. Этот символ имеет наибольшую вероятность. Аналогично производится замена 3-4 самых вероятных букв. После этого нужно внимательно исследовать криптограмму и провести соответствующие замены, анализируя предлоги, окончания и суффиксы слов.

4.Замену проводить по очереди с помощью Таблицы замены в нижнем правом окне. После этого нажать большую кнопку «Замена» под криптограммой. Все проводимые замены записывать в тетради.

5.После расшифровки криптограммы нужно внимательно прочитать весть текст и приступить к тестированию. Для этого открыть вкладку Тестирование и нажать Закончить расшифрование. Ответить на все вопросы.

6.Выписать предложение в расшифрованной криптограмме, соответствующее номеру Вашего рабочего места.

7.Повторить п.1-6 и расшифровать новую криптограмму. (Если Вам выпадет тот же текст, то запустить программу еще раз пока не появится текст отличный от уже расшифрованных).

Ход работы:

1.На первом шаге мы заменяем символы, которые чаще других встречаются в криптограмме на символы, имеющие наибольшую вероятность появления в тексте по статистике.

Когда замена произведена, мы повторяем эту операцию для других пар символов, обеспечивая соответствие по вероятности их использования в тексте.

2.На втором шаге замена осуществляется с помощью подбора символов, при составлении отдельных слов. Дальнейшие замены продолжаются до полного расшифрования текста.

Рис.1 Криптограмма №1

Рис.2 Расшифрованный текст №1

Для того, чтобы расшифровать криптограмму нам понабилось провести ряд замен символов в соответствии с вышеописанными шагами.

Ключ к криптограмме №1:

Криптограмма:	А	Б	В	Г	Д	Е	Ж	З	И
Текст:	М	Ь	И	Е	Ш	Ъ	Г	Щ	З

Криптограмма:	Й	К	Л	М	Н	О	П	Р	С
Текст:	О	С	_	Ы	Д	Э	Я	Ф	К

Криптограмма:	Т	У	Ф	Х	Ц	Ч	Ш	Щ	Ъ
Текст:	Ю	Ж	У	Н	Р	Л	Б	Й	Ч

Криптограмма:	Ы	Ь	Э	Ю	Я	_
Текст:	Х	Т	П	Ц	А	В

В соответствии с номером рабочего места (№6) выписываем предложение из расшифрованного текста:

«ГОНКОНГ_БЫЛ_ЗЕМЛЕЙ_ОБЕТОВАННОЙ,_ОБЕЩАВШЕЙ_БЕЗОПАСНОСТЬ_И_ПРОЦВЕТАНИЕ»

Результаты тестирования:

Рис.13

Рис.14

Рис.15

Рис.16

Рис.17

Рис.18

По аналогии с криптограммой №1 мы расшифруем криптограммы №2, №3, №4.

Криптограмма 2:

Рис.19 Криптограмма №2

Рис. 20 Расшифрованный текст №2

Ключ к криптограмме №2:

Криптограмма:	А	Б	В	Г	Д	Е	Ж	З	И
Текст:	Ы	Щ	Й	Ф	И	У	Ъ	С	М

Криптограмма:	Й	К	Л	М	Н	О	П	Р	С
Текст:	_	Т	Ж	Л	Я	Ч	Н	Х	Ш

Криптограмма:	Т	У	Ф	Х	Ц	Ч	Ш	Щ	Ъ
Текст:	Д	З	Ц	Г	Ь	П	Ю	О	Б

Криптограмма:	Ы	Ь	Э	Ю	Я	_
Текст:	А	В	Е	Р	Э	К

В соответствии с номером рабочего места (№6) выписываем предложение из расшифрованного текста:

«ПОДРОБНЕЕ_ФОРМАТ_ИМЕНИ_ГРУППЫ_ОПИСАН_ЗДЕСЬ.»

Рис.21

Криптограмма 3:

Рис.22 Криптограмма №3

Рис.23 Расшифрованный текст №3

Ключ к криптограмме №3:

Криптограмма:	А	Б	В	Г	Д	Е	Ж	З	И
Текст:	Ж	Й	А	Щ	С	Э	О	Б	Ь

Криптограмма:	Й	К	Л	М	Н	О	П	Р	С
Текст:	Х	_	Н	Ш	И	Ю	Ч	Т	Л

Криптограмма:	Т	У	Ф	Х	Ц	Ч	Ш	Щ	Ъ
Текст:	К	М	Р	Ц	Г	Ъ	Е	П	Ы

Криптограмма:	Ы	Ь	Э	Ю	Я	_
Текст:	В	Ф	У	Д	З	Я

В соответствии с номером рабочего места (№6) выписываем предложение из расшифрованного текста:

«ОН_СОСТАВЛЕН_ИЗ_НЕСКОЛЬКИХ_СЕГМЕНТОВ,_ЗА_СОСТАВЛЕНИЕ_КОТОРЫХ_ОТВЕЧАЮТ_КООРДИНАТОРЫ_МЕНЕЕ_КРУПНЫХ_ЕДИНИЦ_СЕТИ.»

Рис.24

Криптограмма 4:

Рис.25 Криптограмма №4

Рис.26 Расшифрованный текст №4

Из-за того, что в программе всего 3 текста, в 4 заданиях часть из них повторяется, но с разными ключами

Ключ к криптограмме №4:

Криптограмма:	А	Б	В	Г	Д	Е	Ж	З	И
Текст:	Р	П	Ж	Щ	О	Ы	Ц	Ч	Ш

Криптограмма:	Й	К	Л	М	Н	О	П	Р	С
Текст:	К	Э	И	Г	Е	З	Т	Х	Б

Криптограмма:	Т	У	Ф	Х	Ц	Ч	Ш	Щ	Ъ
Текст:	В	Ю	Я	Ь	Ъ	А	Й	Н	Д

Криптограмма:	Ы	Ь	Э	Ю	Я	_
Текст:	У	М	С	Л	_	Ф

В соответствии с номером рабочего места (№6) выписываем предложение из расшифрованного текста:

Рис.27

Рис.28

Вывод: В данной лабораторной работе мы расшифровали сообщения, которые были зашифрованы методом простой замены. Данный метод является криптографически нестойким, поскольку для его дешифрования достаточно знания статистики использования определенной группы символов( в данном случае алфавита русского языка). Поэтому метод простой замены не может быть использован в качестве надежного алгоритма для шифрования.