Виженера алгоритм: Шифр Виженера — Программирование на C, C# и Java
Шифр Виженера. Разбор алгоритма на Python / Хабр
Недавно захотелось вспомнить свое «шпионское» детство и хотя бы базово изучить разные методы шифрования. И первым выбор пал на шифр Виженера. Сам по себе он не является чрезвычайно сложным, но достаточно долго считался криптоустойчивым. Века эдак с XV и к самому XIX, пока некто Казиски полностью не взломал шифр.
Однако ограничим цитирование Википедии только описанием самого алгоритма.
Метод является усовершенствованным шифром Цезаря, где буквы смещались на определенную позицию.
Шифр Виженера состоит из последовательности нескольких шифров Цезаря с различными значениями сдвига.
Допустим у нас есть некий алфавит, где каждой букве соответствуют цифры:
Тогда если буквы a-z соответствуют числам 0-25, то шифрование Виженера можно записать в виде формулы:
Расшифровка:
По сути нам больше ничего и не нужно кроме двух этих формул и мы можем приступить к реализации.
Тут хочу сказать, что я постарался реализовать алгоритм не проще и изящнее, а наиболее понятно и развернуто.
Собственно приступим-с.
Закодируем слова ‘Hello world’ с хитрым ключом ‘key’.
Сначала необходимо создать словарь символов, которые будут участвовать в шифровании:
def form_dict():
d = {}
iter = 0
for i in range(0,127):
d[iter] = chr(i)
iter = iter +1
return d
Дальше необходимо сопоставить буквы в нашем слове с буквами в словаре и присвоить им соответствующие числовые индексы
def encode_val(word):
list_code = []
lent = len(word)
d = form_dict()
for w in range(lent):
for value in d:
if word[w] == d[value]:
list_code.append(value)
return list_code
И так мы закодировали наше слово и ключ и получили 2 списка индексов:
Value= [72, 101, 108, 108, 111, 32, 119, 111, 114, 108, 100]
Key = [107, 101, 121]
Дальше мы сопоставляем индексы ключа с индексами нашего слова функцией full_encode():
def comparator(value, key):
len_key = len(key)
dic = {}
iter = 0
full = 0
for i in value:
dic[full] = [i,key[iter]]
full = full + 1
iter = iter +1
if (iter >= len_key):
iter = 0
return dic
def full_encode(value, key):
dic = comparator(value, key)
print 'Compare full encode', dic
lis = []
d = form_dict()
for v in dic:
go = (dic[v][0]+dic[v][1]) % len(d)
lis.append(go)
return lis
def decode_val(list_in):
list_code = []
lent = len(list_in)
d = form_dict()
for i in range(lent):
for value in d:
if list_in[i] == value:
list_code.append(d[value])
return list_code
Получаем наш индексы шифра и переводим их в строку функцией decode_val():
{0: [72, 107], 1: [101, 101], 2: [108, 121], 3: [108, 107], 4: [111, 101], 5: [32, 121], 6: [119, 107], 7: [111, 101], 8: [114, 121], 9: [108, 107], 10: [100, 101]}
Индексы: [52, 75, 102, 88, 85, 26, 99, 85, 108, 88, 74]
Получаем закодированное суперсекретное послание: 4KfXUcUlXJ
Раскодировать же все это можно с помощью функции full_decode(), первым аргументом которой есть список числовых индексов шифра, а вторым — список индексов ключа:
def full_decode(value, key):
dic = comparator(value, key)
print 'Deshifre=', dic
d = form_dict()
lis =[]
for v in dic:
go = (dic[v][0]-dic[v][1]+len(d)) % len(d)
lis.append(go)
return lis
Все так же получаем индексы шифра и переводим их в строку уже знакомой функцией decode_val():
[72, 101, 108, 108, 111, 32, 119, 111, 114, 108, 100]
И вуаля! Наше зашифрованное слово: Hello world
Ну и главный вызов
if __name__ == "__main__":
word = 'Hello world'
key = 'key'
print 'Слово: '+ word
print 'Ключ: '+ key
key_encoded = encode_val(key)
value_encoded = encode_val(word)
print 'Value= ',value_encoded
print 'Key= ', key_encoded
shifre = full_encode(value_encoded, key_encoded)
print 'Шифр=', ''.join(decode_val(shifre))
decoded = full_decode(shifre, key_encoded)
print 'Decode list=', decoded
decode_word_list = decode_val(decoded)
print 'Word=',''.join(decode_word_list)
В статье постарался все описать так чтобы было максимально понятно даже для самого начинающего в Python. Хотя данный алгоритм шифрования больше не является на 100% надежным, однако он хорошо подойдет для тех кто стал на путь изучения более серьезных вещей, например того же RSA.
Ссылки и код:
Описание шифра Виженера на Википедии
Исходный код на Python
Шифр Вижинера и его разгадка / Хабр
Сразу скажу, что этот топик интересен только с точки зрения истории криптографии, описываемый шифр малопригоден для защиты информации в современном мире. Но, тем не менее, алгоритмы, описываемые в топике, могут пригодится на специализированных олимпиадах.
Блезом Вижинером в 17 веке был предложен довольно интересный метод шифрования. Ключом шифра служит специальная фраза. Эта фраза, многократно повторяясь, пишется над шифруемым текстом. Каждая буква секретного сообщения получается сдвигом каждой буквы исходного текста на определённое число, задаваемое буквой ключевой фразы (Буква А не даёт сдвига, буква Б — сдвиг на одну позицию, В — на две и т.д.).
Например попробуем зашифровать слово «СЕКРЕТ», пользуясь ключевой фразой «АБВ». Буква С не сдвигается, первая буква Е сдвигается на одну позицию, превращаясь в Ж, буква К сдвигается на две позиции, превращаясь в М. Продолжая шифровать сообщение, мы в итоге получим «СЖМРЖФ».
На протяжении трёх веков этот шифр считался практически не взламываемым. Первые попытки взлома этого шифра были предприняты в 19 веке. Все эти попытки были основаны на определении длины ключевой фразы. Если нам известна её длина, то весь зашифрованый текст мы можем разбить на фрагменты, каждый из которых кодируется одним и тем же сдвигом. В нашем примере буквы С, Р кодируются с нулевым сдвигом, Е, Е кодируются со сдвигом в единицу, К, Т кодируются со сдвигом 2. Если текст достаточно длинный, мы можем применить частотный анализ и тем самым, раскрыть исходное сообщение. Получается, что разгадка этого шифра сводится к поиску длины ключевой фразы.
Сейчас мы рассмотрим два метода нахождения этой длины. Первый метод был предложен Фридрихом Касицким. Основа метода Касицкого — поиск биграмм. В случае, когда в шифруемом сообщении одна и та же биграмма повторяется на расстоянии, кратном длине ключевой фразы, она встретитс на тех же позициях и в зашифрованном тексте. Найдя это расстояния и, получив все его делители, мы получим набор чисел-кандидатов на длину ключевой фразы.
Попробуем расшифровать методом Касицкого следующий текст: «ОАИТАБНПХЮПМЪАЭМАЗЧАФРЮЯЦМАТВУШКГЮНШИЪДООЯВТЫХЧЪТЫЖПЫТЕЭНХЕАПНХДРСЕЗЬУНЯЗ». Зашифрованный текст содержит три повторяющихся биграммы МА (позиции 16 и 26), ТЫ (позиции 44 и 49) и НХ (позиции 57 и 62). Биграмма МА повторяется на расстоянии в 10 позиций, биграммы ТЫ и НХ на расстоянии в 5 позиций. Скорее всего позиции длина ключевой последовательности равна 5. Рассматриваемый метод требует некоторого везения, т.к. в тексте могут возникать «случайные» биграммы. Их вероятность много ниже, чем у «регулярных», но в небольших текстах они могут значительно усложнить расшифровку.
Прежде чем окончательно расшифровать текст, мы рассмотрим ещё один метод определения длины ключа, предложенный Фридманом. Суть метода в циклическом сдвиге сообщения. Полученные таким образом сообщения записываются под оригинальным шифротекстом и подсчитывается число совпавших букв в верхней и нижней строке. На основе этих чисел вычисляется т.н. индекс совпадений, равный отношению количества совпадений к полной длине сообщения. Для русских текстов индекс совпадений равен примерно 6%, но для случайных текстов этот индекс равен 1/32, т.е. приблизительно 3%. На этом факте и основан метод Фридмана. Текст записывается со сдвигом в 1,2,3 и т.д. позиций и для каждого сдвига вычисляется индекс совпадений. Циклический сдвигая наше сообщение получаем:
Сдвиг Совпадений Индекс
2 0 0.000
3 5 0.068
4 2 0.027
5 8 0.110 (!)
6 1 0.014
7 1 0.014
8 2 0.027
При сдвиге 5 индекс резко возрастает, следовательно длина ключевого слова скорее всего равна 5. Понять почему индекс резко возрастает довольно просто. В случае, когда все символы сдвигаются на одну и ту же позицию, индекс совпадения такой же, как и у исходного текста. В случае, когда мы вычисляем индекс для шифра Вижинера мы во всех случаях (кроме того, где длина сдвига равна длине ключа) сравниваем фактически случайный текст.
Определив длину ключа мы можем, воспользовавшись таблицей частоты букв, выяснить, что зашифровано было известное детское стихотворение:
Наша Таня громко плачет:
Уронила в речку мячик.
Таня, Танечка, не плачь,
Не утонет в речке мяч!
В качестве пароля была взята фамилия автора «Барто».
Надеюсь, в этой заметке вы нашли для себя что-то новое. И, надеюсь, полученные знания вы используете исключительно во благо.
Защита ячеек шифром Виженера
Парольная защита листов в Microsoft Excel давно стала притчей во языцех. В том плане, что ее, по-сути, нет. С регулярностью примерно раз в месяц я получаю вопросы по почте на тему «как мне защитить мои данные на листе Excel от просмотра/изменения?» и каждый раз не знаю что ответить. Можно, конечно, дать ссылочку на статью с подробным описанием всех способов защиты ячеек и листов в Excel, но такая защита остановит только начинающего. В сети можно найти кучу платных и бесплатных программ для взлома такой защиты тупым перебором за считанные минуты.
В какой-то момент мне это надоело и я стал искать способы более надежной защиты данных в Excel собственными силами. Самым простым и удобным оказался шифр Виженера.
Принцип шифра Виженера
Одним из самых древних и простых в реализации является шифр Цезаря, который использовал его для тайной переписки. Суть его в том, что каждая буква исходного шифруемого сообщения сдвигается в алфавите на заданное количество символов. Так, например, если сдвиг равен 3, то буква А превратится в Г, буква Б — в Д и так далее:
Символы в конце алфавита (Э, Ю, Я), соответственно, будут превращаться его начало (А, Б, В).
Реализовать такой шифр просто, но стойкость его невелика — найти нужное число сдвига и дешифровать сообщение можно даже прямым перебором за 20-30 итераций, что займет даже у человека не больше часа, а у современного компьютера доли секунды. Поэтому еще в 15 веке был впервые придуман, а потом в 16 веке французским дипломатом Блезом Виженером официально представлен более совершенный метод на основе шифра Цезаря, получивший впоследствии название «шифр Виженера». Его принцип в том, что каждая буква в исходном шифруемом тексте сдвигается по алфавиту не на фиксированное, а переменное количество символов. Величина сдвига каждой буквы задается ключом (паролем) — секретным словом или фразой, которая используется для шифрования и расшифровки.
Допустим, мы хотим зашифровать фразу «КЛАД ЗАРЫТ В САДУ» используя слово ЗИМА в качестве ключа. Запишем это слово подряд несколько раз под исходной фразой:
Для удобства шифрования используем так называемый «квадрат Виженера» — таблицу, где в каждой строке алфавит сдвигается на одну позицию вправо:
Если взять строку с первой буквой ключа (З) и столбец с первой буквой исходного текста (К), то на их пересечении увидим букву «Т» — это и будет первая буква нашего зашифрованного сообщения. Затем процедура повторяется для всех остальных пар букв ключа и исходного сообщения по очереди и в результате мы получаем зашифрованный вариант нашей исходной фразы:
Заметьте, что одна и та же буква (например А) в исходном сообщений превратилась в разные буквы на выходе (Н, Й и Б), т.к. сдвиг при шифровании для них был разный. Именно поэтому вскрыть шифр Виженера простыми способами невозможно — вплоть до 19 века он считался невзламываемым и успешно использовался военными, дипломатами и шпионами многих стран, частности — конфедератами во время Гражданской войны в США.
Реализация формулами по квадрату Виженера
Если использовать готовый квадрат Виженера как в примере выше, то реализовать шифрование можно одной формулой с помощью функций ИНДЕКС (INDEX) и ПОИСКПОЗ (MATCH), как это было описано в статье про двумерный поиск в таблице. Выглядеть это может примерно так:
Логика этой формулы следующая:
- Первая функция ПОИСКПОЗ (подсвечена зеленым) ищет первую букву ключа (З) в зеленом столбце (B9:B40) и выдает порядковый номер ячейки, где она ее нашла, т.е. номер строки в квадрате Виженера по которому идет шифрование.
- Вторая функция ПОИСКПОЗ (подсвечена розовым) аналогичным образом ищет первую букву исходного сообщения (К) в красной строке и выдает порядковый номер столбца.
- Функция ИНДЕКС выдает содержимое ячейки из квадрата (C9:Ah50) с пересечения строки и столбца с найденными номерами.
Реализация формулами по кодам символов
Легко сообразить, что в реальной жизни в документах могут использоваться не только буквы русского языка, но и латиница, цифры, знаки препинания и т.д. Делать квадрат Виженера с участием всех этих символов — та еще эпопея, но есть другой, гораздо более простой способ.
Внутри компьютера и операционной системы каждый символ имеет свой числовой код от 0 до 255 (его еще называют ASCII-кодом). Microsoft Excel имеет в своем стандартном наборе две функции, которые умеют с ними работать:
- Функция КОДСИМВ (CODE) — выдает числовой код символа, указанного в качестве аргумента. Например КОДСИМВ(«Ж») выдаст 198.
- Функция СИМВОЛ (CHAR) — выдает символ, соответствующий указанному в аргументе коду, т.е. наоборот СИМВОЛ(198) даст нам букву Ж.
Для применения шифра Виженера запишем наш исходный текст и ключ друг под другом как раньше и выведем коды каждой буквы с помощью функции КОДСИМВ:
Теперь сложим коды символов ключа и исходного текста, добавив функцию ОСТАТ (MOD), чтобы при превышении максимально допустимого количества символов (256) остаться в пределах 0-255:
Теперь осталось использовать функцию СИМВОЛ, чтобы вывести символы по полученным кодам и сформировать зашифрованное сообщение:
Само-собой, можно было бы обойтись и без дополнительных строк, уложив все функции в одну формулу для компактности:
Расшифровка производится совершенно аналогично, только знак «плюс» в формуле меняется на «минус»:
Для шпионских игр шифрование такими спецсимволами, конечно, не очень удобно — так и представляю себе глаза радистки Кэт при попытке передать третий и пятый символы нашей шифровки 🙂 Но нам их, отстреливаясь из именного ТТ во время погони, на бумажке не писать, так что для наших целей — сойдет.
Макросы для шифрования-дешифрования
Ну, а теперь самое интересное. Чтобы применить шифр Виженера в реальной жизни лучше будет воспользоваться простым макросом, который проводит все описанные в предыдущем пункте операции с каждой ячейкой текущего листа автоматически. Откройте редактор Visual Basic с помощью сочетания клавиш Alt+F11 или кнопкой Visual Basic на вкладке Разработчик (Developer). Вставьте новый модуль с помощью команды меню Insert — Module и скопируйте туда текст наших макросов:
'Шифрование текущего листа
Sub Encrypt()
Dim Pass$, Key$
Pass = InputBox("Введите ключ для шифрования:")
Key = WorksheetFunction.Rept(Pass, 100)
For Each cell In ActiveSheet.UsedRange
Out = ""
Txt = cell.Formula
For i = 1 To Len(Txt)
Out = Out & Chr((Asc(Mid(Txt, i, 1)) + Asc(Mid(Key, i, 1))) Mod 256)
Next i
cell.Value = Out
Next cell
End Sub
'Дешифрация текущего листа
Sub Decrypt()
Dim Pass$, Key$
Pass = InputBox("Введите ключ для расшифровки:")
Key = WorksheetFunction.Rept(Pass, 100)
For Each cell In ActiveSheet.UsedRange
Out = ""
Txt = cell.Value
For i = 1 To Len(Txt)
Out = Out & Chr((Asc(Mid(Txt, i, 1)) - Asc(Mid(Key, i, 1)) + 256) Mod 256)
Next i
cell.Formula = Out
Next cell
End Sub
Первый макрос запрашивает у пользователя ключ и шифрует все ячейки текущего листа. Второй макрос производит обратную операцию дешифрования. Запустить получившиеся макросы можно с помощью сочетания клавиш Alt+F8 или кнопки Макросы (Macros) на вкладке Разработчик (Developer). Выглядеть все это может примерно так:
Важные нюансы
- ВНИМАНИЕ! Если вы внимательно прочитали статью, то должны четко понимать — не существует легкого способа узнать или подобрать ключ! Есть несколько методик взлома шифра Виженера, но все они весьма сложны для неспециалиста и не дают 100% гарантии. Если вы забудете ключ — потеряете данные навсегда с большой вероятностью. Если что — я вас предупредил.
- При шифровании не нарушаются формулы, ссылки и форматирование — после дешифрации все отлично работает.
- Если при дешифрации вы неправильно введете ключ, то получите бессмысленную «кашу» из спецсимволов вместо своего текста (т.к. сдвиг кодов будет неправильным). Тогда придется откатиться на шаг назад повторным шифрованием с тем же паролем и потом снова попробовать расшифровать документ еще раз (на этот раз используя правильный ключ).
Ссылки по теме
Криптоанализ шифра Виженера / Хабр
Прежде всего предположим, что противник уверен в том, что шифрованный текст был получен либо с помощью моноалфавитной подстановки, либо с помо¬щью шифра Виженера. Чтобы выяснить, какой именно из этих двух методов был использован, можно провести простой тест. Если использовалась моноалфа¬витная подстановка, статистические показатели шифрованного текста не будут отличаться от соответствующих показателей языка, на котором написан откры¬тый текст. Если для анализа имеется лишь одно сообщение, точного совпадения статистиче¬ских показателей можно и не получить. Но если статистика достаточно точно повторяет статистику обычного открытого текста, можно предположить, что использовалась моноалфавитная подстановка.
Если же, наоборот, все указывает на то, что был применен шифр Виженера, то, как мы увидим несколько позже, успех дальнейшего анализа текста зависит от того, удастся ли определить длину ключевого слова. Решение этой задачи ос¬новано на следующей особенности данного шифра: если начальные символы двух одинаковых последовательностей открытого текста находятся друг от друга на расстоянии, кратном длине ключа, эти последовательности будут представлены одинаковыми последовательностями и в шифрованном тексте. Например, пусть в открытом тексте имеются две одинаковые последовательности символов (слово или их сочетание), тогда если они будут зашифрованы при с использованием одного и того же фрагмента ключа, мы получим одинаковые последовательности символов шифротекста. Аналитик, имеющий в своем распоряжении только шифрованный текст, обнаружит повторяющуюся последовательность символов со смещением в К (кратное длине ключа) символов.
Дальнейший анализ базируется на другой особенности данного шифра. Если ключевое слово имеет длину N, то шифр, по сути, состоит из N моноалфавитных подстановочных шифров. Например, при использовании ключевого слова deceptive буквы, находящиеся на 1-й, 10-й, 19-й и т.д. позициях, шифруются одним и тем же моноалфавитным шифром. Это дает возможность использования известных характеристик частотных распределений букв открытого текста для взлома каждого моноалфавитного шифра по отдельности.
Периодичности в ключевой строке можно избежать, используя для ключевой строки непериодическую последовательность той же длины, что и само сообще¬ние. Виженер предложил подход, получивший название системы с автоматиче¬ским выбором ключа, когда последовательность ключевой строки получается в результате конкатенации ключевого слова с самим открытым текстом. Для рас¬сматриваемого примера мы получим следующее.
ключ: deceptivewearediscoveredsav
открытый текст: wearediscoveredsaveyourself
шифрованный текст: ZICVTWQNGKZEIIGASXSTSLVVWLA
Однако и эта схема оказывается уязвимой. Поскольку и в ключевой строке, и в открытом тексте значения частоты распределения букв будут одинаковы, статистические методы можно применить и в данном случае. Тогда, например, символ а шифрованный при помощи символа ключа b, будет встречаться с частотой равной произведению частот этих символов. Именно такие закономерности позволяют добиться успеха при анализе шифрованного текста.
Лучшей защитой от подобных методов криптоанализа является выбор ключевого слова, по длине равного длине открытого текста, но отличающегося от открытого текста по статистическим показателям. Такая система была предложена инженером компании AT&T Гилбертом Вернамом (Gilbert Vernam) в 1918 г. Его система оперирует не буквами, а двоичными числами. Кратко ее можно выразить формулой:
Таким образом, шифрованный текст генерируется путем побитового выполне¬ния операции XOR для открытого текста и ключа. Благодаря свойствам этой операции для расшифровки достаточно выполнить подобную операцию:
Сутью этой технологии является способ выбора ключа. Вернам предложил использовать закольцованную ленту, что означает циклическое повторение клю¬чевого слова, так что его система на самом деле предполагала работу хоть и с очень длинным, но все же повторяющимся ключом. Несмотря на то что такая схема в силу очень большой длины ключа значительно усложняет задачу криптоанализа, схему, тем не менее, можно взломать, имея в распоряжении достаточно длинный фрагмент шифрованного текста, известные или вероятно известные фрагменты открытого текста либо и то, и другое сразу.
Офицер армейского корпуса связи Джозеф Моборн (Joseph Mauborgne) предложил такие улучшения схемы шифрования Вернама, которые сделали эту схему исключительно надежной. Моборн предложил отказаться от повторений, а случайным образом генерировать ключ, по длине равный длине сообщения. Такая схема, получившая название ленты однократного использования (или схемы с одноразовым блокнотом), взлому не поддается. В результате ее применения на выходе получается случайная последовательность, не имеющая статистической взаимосвязи с открытом текстом. Поскольку в этом случае шифрованный текст не дает никакой информации об открытом тексте, нет способа и взломать код.
Сложность практического применения этого метода заключается в том, что и отправитель, и получатель должны располагать одним и тем же случайным ключом и иметь возможность защитить его от посторонних. Поэтому, несмотря на все преимущества шифра Вернама перед другими шифрами, на практике к нему прибегают редко.
Шифр Виженера — Карта знаний
- Шифр Виженера (фр. Chiffre de Vigenère) — метод полиалфавитного шифрования буквенного текста с использованием ключевого слова.Этот метод является простой формой многоалфавитной замены. Шифр Виженера изобретался многократно. Впервые этот метод описал Джовани Баттиста Беллазо (итал. Giovan Battista Bellaso) в книге La cifra del. Sig. Giovan Battista Bellasо в 1553 году, однако в XIX веке получил имя Блеза Виженера, французского дипломата. Метод прост для понимания и реализации, он является недоступным для простых методов криптоанализа.Хотя шифр легко понять и реализовать, на протяжении трех столетий он сопротивлялся всем попыткам его сломать; чем и заработал название le chiffre indéchiffrable (с французского ‘неразгаданный шифр’). Многие люди пытались реализовать схемы шифрования, которые по сути являлись шифрами Виженера.
Источник: Википедия
Связанные понятия
Шифр подстано́вки — это метод шифрования, в котором элементы исходного открытого текста заменяются зашифрованным текстом в соответствии с некоторым правилом. Элементами текста могут быть отдельные символы (самый распространённый случай), пары букв, тройки букв, комбинирование этих случаев и так далее.
Шифр Цезаря, также известный как шифр сдвига, код Цезаря или сдвиг Цезаря — один из самых простых и наиболее широко известных методов шифрования.
Книжный шифр — вид шифра, в котором каждый элемент открытого текста (каждая буква или слово) заменяется на указатель (например, номер страницы, строки и столбца) аналогичного элемента в дополнительном тексте-ключе.
Шифр нигилистов — это метод шифрования, используемый движением российских нигилистов для борьбы против царского режима в 1880-х годах.Оригинальный алгоритм был, скорее, базовым шифром, но потом появились модификации, которые обеспечивают лучшую безопасность. Одним из шифров, принадлежащих Нигилистической семье шифров, является шифр ВИК.
Шифр четырёх квадратов — метод ручного симметрического шифрования, который представляет собой модифицированный вариант шифра Плейфера. Этот метод обеспечивает более высокий уровень безопасности защищённых данных. Шифр был изобретён известным французским криптографом Феликсом Деластелем в 1902 году.
Метод Каси́ски (Метод Кази́ского) — метод криптоанализа полиалфавитных шифров, таких как шифр Виженера. Основан на факте того, что повторяющиеся части открытого текста, зашифрованные одним и тем же ключевым словом, приводят к идентичным сегментам шифрованного текста. Разработан независимо криптоаналитиками Фридрихом Касиски и Чарльзом Бэббиджем.
«Трактат о шифрах» (1466 г.) — одна из первых в Европе книг, посвящённая криптоанализу, написана Леоном Баттиста Альберти — итальянским учёным, гуманистом, писателем, одним из зачинателей новой европейской архитектуры и ведущим теоретиком искусства эпохи Возрождения. Своей работой он внёс существенный вклад в развитие криптографии, предложив идею многоалфавитного шифра, и изобрёл устройство, реализующее шифр многоалфавитной замены, получившее название «диск Альберти».
Атака на основе открытых текстов (англ. Known-plaintext attack) — вид криптоанализа, при котором в шифротексте присутствуют стандартные отрывки, смысл которых заранее известен аналитику. Во время Второй мировой войны английские криптоаналитики называли такие отрывки «подсказками» (англ. crib — подсказка, шпаргалка).
Шифр Бэкона (или «двухлитерный шифр») — метод сокрытия секретного сообщения, придуманный Фрэнсисом Бэконом в начале XVII века. Он разрабатывал шифры, которые бы позволяли передавать секретные сообщения в обычных текстах так, чтобы никто не знал об этих сообщениях. Шифр базируется на двоичном кодировании алфавита символами «A» и «B», которым можно сопоставить «0» и «1». Затем секретное послание «прячется» в открытом тексте, с помощью одного из способов сокрытия сообщений.
Криптоана́лиз (от др.-греч. κρυπτός «скрытый» + «анализ») — наука о методах дешифровки зашифрованной информации без предназначенного для этого ключа, а также сам процесс такой дешифровки.
Шифр с автоключом (также известный как шифр автоклава) — шифр, который включает сообщение (открытый текст) в ключ. Ключ генерируется из сообщения в автоматическом режиме, иногда путем выбора определенных букв из текста или, чаще всего, путем добавления короткого первичного ключа в начало сообщения.
Атака на основе подобранного ключа (англ. Chosen-key attack ) — один из способов криптоаналитического вскрытия, в котором ведётся наблюдение за работой алгоритма шифрования, использующего несколько секретных ключей. Криптоаналитик изначально обладает лишь информацией о некотором математическом соотношении, связывающим между собой ключи.
Индекс совпадений — один из методов криптоанализа шифра Виженера. Описание было опубликовано Уильямом Фридманом в 1920 году.
Атака на основе адаптивно подобранного открытого текста — вид атаки в криптоанализе, предполагающий, что криптоаналитик может несколько раз выбирать открытый текст и получать соответствующий ему шифртекст прямо во время атаки. Цель криптоаналитика — получить возможность извлекать информацию из перехваченных шифртекстов этой системы, а в идеале подобрать ключ, сопоставляя открытый текст и полученный шифртекст.
Перебор по словарю (англ. dictionary attack) — атака на систему защиты, использующая метод полного перебора (англ. brute-force) предполагаемых паролей, используемых для аутентификации, осуществляемого путём последовательного пересмотра всех слов (паролей в чистом виде или их зашифрованных образов) определённого вида и длины из словаря с целью последующего взлома системы и получения доступа к секретной информации.
Криптологическая бомба (польск. Bomba kryptologiczna) — аппарат, предложенный польским криптологом Марианом Реевским и разработанный в 1938 году совместно с двумя его коллегами-математиками Ежим Рожицким и Генрихом Зыгальским для систематической расшифровки сообщений, зашифрованных немцами при помощи Энигмы. Предпосылкой к созданию машины стала ненадёжная процедура удвоения ключа, использовавшаяся немцами, позволившая определить дневные настройки Энигмы.
Симметри́чные криптосисте́мы (также симметричное шифрование, симметричные шифры) (англ. symmetric-key algorithm) — способ шифрования, в котором для шифрования и расшифровывания применяется один и тот же криптографический ключ. До изобретения схемы асимметричного шифрования единственным существовавшим способом являлось симметричное шифрование. Ключ алгоритма должен сохраняться в тайне обеими сторонами, осуществляться меры по защите доступа к каналу, на всем пути следования криптограммы, или сторонами…
Сдвиговая атака (англ. slide attack) – криптографическая атака, являющаяся, в общем случае, атакой на основе подобранного открытого текста, позволяющая проводить криптоанализ блоковых многораундовых шифров независимо от количества используемых раундов. Предложена Алексом Бирюковым и Дэвидом Вагнером в 1999 году.
В криптоанализе методом встречи посередине или атакой «встречи посередине» (англ. meet-in-the-middle attack) называется класс атак на криптографические алгоритмы, асимптотически уменьшающих время полного перебора за счет принципа «разделяй и властвуй», а также увеличения объема требуемой памяти. Впервые данный метод был предложен Уитфилдом Диффи и Мартином Хеллманом в 1977 году.
Потребность разработки полиалфавитных шифров возникла в 850 году после работы Аль-Кинди «Трактат о дешифровке криптографических сообщений». Совместно с методами криптографии появились и методы криптоанализа. Оба направления изучают одни и те же объекты, но с разных сторон.
Частотный анализ, частотный криптоанализ — один из методов криптоанализа, основывающийся на предположении о существовании нетривиального статистического распределения отдельных символов и их последовательностей как в открытом тексте, так и в шифротексте, которое, с точностью до замены символов, будет сохраняться в процессе шифрования и дешифрования.
Алгоритм Кнута — Морриса — Пратта (КМП-алгоритм) — эффективный алгоритм, осуществляющий поиск подстроки в строке. Время работы алгоритма линейно зависит от объёма входных данных, то есть разработать асимптотически более эффективный алгоритм невозможно.
Шифротекст, шифртекст — результат операции шифрования. Часто также используется вместо термина «криптограмма», хотя последний подчёркивает сам факт передачи сообщения, а не шифрования.
Шифрование, сохраняющее формат (англ. format-preserving encryption, FPE) означает шифрование, в котором выходные данные (шифротекст) находятся в таком же формате, что и входные данные (открытый текст). Значение слова «формат» варьируется. Обычно подразумеваются только конечные множества, например…
Линейка Энея — оригинальный шифр замены, основанный на идее Энея. Один из первых действительно криптографических инструментов, используемый в передаче сообщений, которые представляли особую важность и не должны были быть прочитаны посторонними людьми.
В программировании, строковый тип (англ. string «нить, вереница») — тип данных, значениями которого является произвольная последовательность (строка) символов алфавита. Каждая переменная такого типа (строковая переменная) может быть представлена фиксированным количеством байтов либо иметь произвольную длину.
Атака на основе подобранного открытого текста (англ. Chosen-plaintext attack, CPA) — один из основных способов криптоаналитического вскрытия. Криптоаналитик обладает определённым числом открытых текстов и соответствующих шифротекстов, кроме того, он имеет возможность зашифровать несколько предварительно выбранных открытых текстов.
Бло́чный шифр — разновидность симметричного шифра, оперирующего группами бит фиксированной длины — блоками, характерный размер которых меняется в пределах 64‒256 бит. Если исходный текст (или его остаток) меньше размера блока, перед шифрованием его дополняют. Фактически, блочный шифр представляет собой подстановку на алфавите блоков, которая, как следствие, может быть моно- или полиалфавитной. Блочный шифр является важной компонентой многих криптографических протоколов и широко используется для защиты…
Код Хэ́мминга — вероятно, наиболее известный из первых самоконтролирующихся и самокорректирующихся кодов. Построен применительно к двоичной системе счисления. Позволяет исправлять одиночную ошибку (ошибка в одном бите) и находить двойную.
Криптосистема Блюма — Гольдвассер — одна из схем шифрования с открытым ключом, основанная на сложности факторизации больших целых чисел.
Регуля́рные выраже́ния (англ. regular expressions) — формальный язык поиска и осуществления манипуляций с подстроками в тексте, основанный на использовании метасимволов (символов-джокеров, англ. wildcard characters). Для поиска используется строка-образец (англ. pattern, по-русски её часто называют «шаблоном», «маской»), состоящая из символов и метасимволов и задающая правило поиска. Для манипуляций с текстом дополнительно задаётся строка замены, которая также может содержать в себе специальные символы…
«Ло́ренц» (нем. Lorenz-Chiffre, Schlüsselzusatz; Lorenz SZ 40 и SZ 42) — немецкая шифровальная машина, использовавшаяся во время Второй мировой войны для передачи информации по телетайпу. Была разработана компанией C. Lorenz AG в Берлине. Принцип работы машины был основан на поточном шифре Вернама.
Зендийская задача (англ. Zendian problem) — учебное задание для специалистов по анализу трафика и криптоанализу, разработанное сотрудником Агентства национальной безопасности Л. Калимахосом в рамках учебного курса CA-400, который Калимахос вёл начиная с 1950-х годов.
Абсолютно стойкий шифр — шифр, характеризующийся тем, что криптоаналитик принципиально не сможет извлечь статистическую информацию относительно выбираемых ключей из перехватываемого шифротекста.
Отрицаемое шифрование (англ. deniable encryption, также двусмы́сленное шифрова́ние) — способ криптографического преобразования, в котором зашифровываются совместно два или более различных сообщения на двух или более различных ключах. Этот метод обеспечивает возможность правдоподобного отрицания наличия одного или группы сообщений как таковых. Сам термин «двусмысленное шифрование» придуман Джулианом Ассанджем и Ральфом Вайманном в ходе работы над Rubberhose в 1997-2000 годах.
Подпись Лэмпорта (англ. Lamport signature) — это криптосистема цифровой подписи с открытым ключом. Может быть построена на любой односторонней функции. Была предложена в 1979 году и названа в честь её автора, американского учёного, Лесли Лэмпорта.
Алгори́тм (лат. algorithmi — от арабского имени математика Аль-Хорезми) — конечная совокупность точно заданных правил решения произвольного класса задач или набор инструкций, описывающих порядок действий исполнителя для решения некоторой задачи. В старой трактовке вместо слова «порядок» использовалось слово «последовательность», но по мере развития параллельности в работе компьютеров слово «последовательность» стали заменять более общим словом «порядок». Независимые инструкции могут выполняться…
Аффинный шифр — это частный случай более общего моноалфавитного шифра подстановки. К шифрам подстановки относятся также шифр Цезаря, ROT13 и Атбаш. Поскольку аффинный шифр легко дешифровать, он обладает слабыми криптографическими свойствами.
Цикло́метр — устройство, разработанное, вероятнее всего, в период с 1934 года по 1935 год польским криптологом Марианом Реевским — сотрудником польского Бюро шифров секции BS-4, которая занималась криптоанализом немецких систем шифрования. Данное устройство позволяло значительно облегчить расшифровку текста, зашифрованного немецкой портативной шифровальной машиной «Энигмой».
История криптографии насчитывает около 4 тысяч лет. В качестве основного критерия периодизации криптографии возможно использовать технологические характеристики используемых методов шифрования.
Шифрующее программное обеспечение — это программное обеспечение, основной задачей которого является шифрование и дешифрование данных, как правило, в виде файлов (или секторов), жестких дисков и сменных носителей (дискет, компакт-дисков, USB-флеш-накопителей), сообщений электронной почты или в виде пакетов, передаваемых через компьютерные сети.
Ранцевая криптосистема Меркла-Хеллмана, основанная на «задаче о рюкзаке», была разработана Ральфом Мерклем и Мартином Хеллманом в 1978 году. Это была одна из первых криптосистем с открытым ключом, но она оказалась криптографически нестойкой и, как следствие, не приобрела популярности.
«Пасьянс» унаследовал свою надёжность от неотъемлемой хаотичности положения карт при перетасовке колоды. Производя определённые манипуляции с простой колодой карт, человек, шифрующий сообщение может создать случайную последовательность символов, которые впоследствии объединяются с сообщением. Этот алгоритм может показаться достаточно ненадёжным, но по словам самого Шнайера «Пасьянс» может выдержать даже атаку самых сильных военных противников с огромным финансированием, мощными компьютерами и отличными…
Юнико́д (чаще всего) или Унико́д (англ. Unicode) — стандарт кодирования символов, включающий в себя знаки почти всех письменных языков мира. В настоящее время стандарт является доминирующим в Интернете.
Сеть Фе́йстеля, или конструкция Фейстеля (англ. Feistel network, Feistel cipher), — один из методов построения блочных шифров. Сеть состоит из ячеек, называемых ячейками Фейстеля. На вход каждой ячейки поступают данные и ключ. На выходе каждой ячейки получают изменённые данные и изменённый ключ. Все ячейки однотипны, и говорят, что сеть представляет собой определённую многократно повторяющуюся (итерированную) структуру. Ключ выбирается в зависимости от алгоритма шифрования/расшифрования и меняется…
Шифр Вижинера
Шифр Вижинера
Оглавление
Описание
Шифрование
Пример
Дешифрование
Шифр Виженера это метод шифрования буквенного текста с использованием ключевого слова.
Этот метод является простой формой многоалфавитной замены. Шифр Виженера изобретался многократно. Впервые этот метод описал Джованни-Баттиста Беллазо (Giovan Battista Bellaso) в книге La cifra del. Sig. Giovan Battista Bellasо в 1553 году , однако в 19 веке получил имя Блеза Виженера , швейцарского дипломата. Метод прост для понимания и реализации, он является недоступным для простых методов криптоанализа.
Шифровани
Квадрат Виженера или таблица Виженера, может быть использована для заширования и расшифрования.
В шифре Цезаря каждая буква алфавита сдвигается на несколько позиций; например в шифре Цезаря при сдвиге +3, A стало бы D, B стало бы E и так далее. Шифр Виженера состоит из последовательности нескольких шифров Цезаря с различными значениями сдвига. Для зашифрования может использоваться таблица алфавитов, называемая квадрат Виженера. Применительно к латинскому алфавиту таблица Виженера составляется из строк по 26 символов, причём каждая следующая строка сдвигается на несколько позиций. Таким образом, в таблице получается 26 различных шифров Цезаря. На разных этапах кодировки шифр Виженера использует различные алфавиты из этой таблицы. На каждом этапе шифрования используются различные алфавиты, выбираемые в зависимости от символа ключевого слова. Например, предположим, что исходный текст имеет вид:
ATTACKATDAWN
Человек, посылающий сообщение, записывает ключевое слово(«LEMON») циклически до тех пор, пока его длина не будет соответствовать длине исходного текста:
LEMONLEMONLE
Первый символ исходного текста A зашифрован последовательностью L, которая является первым символом ключа. Первый символ L шифрованного текста находится на пересечении строки L и столбца A в таблице Виженера. Точно так же для второго символа исходного текста используется второй символ ключа; т.е. второй символ шифрованного текста X получается на пересечении строки E и столбца T. Остальная часть исходного текста шифруется подобным способом.
Пример4>
Исходный текст: ATTACKATDAWN Ключ: LEMONLEMONLE Зашифрованный текст: LXFOPVEFRNHR
Дешифрования
Расшифрование производится следующим образом: находим в таблице Виженера строку, соответствующую первому символу ключевого слова; в данной строке находим первый символ зашифрованного текста. Столбец, в котором находится данный символ, соответствует первому символу исходного текста. Следующие символы зашифрованного текста расшифровываются подобным образом.
Из наблюдения за частотой совпадения следует:
Виды
программа пример
Шифр Виженера. Квадрат Виженера. Шифрование текста
Несмотря на то что шифр многократно перерабатывался, впервые его описал Джован Баттиста Беллазо в 1553 году. Впоследствии он получил имя французского дипломата Блеза Виженера. Данный вариант достаточно прост для реализации и понимания, поскольку он является наиболее доступным методом криптоанализа.
Описание метода
Шифр Вижнера включает последовательность нескольких шифров Цезаря. Для последнего характерен сдвиг на несколько строк. В целях шифрования можно использовать таблицу алфавитов, которая называется квадрат Виженера. В профессиональных кругах его именуют как tabula recta. Таблица Виженера состоит из нескольких строк по 26 символов. Каждая новая строка передвигается на определенное количество позиций. В итоге таблица содержит 26 различных шрифтов Цезаря. Каждый этап шифрования подразумевает использование различного алфавита, который выбирается в зависимости от символа ключевого слова.
Для того чтобы лучше понять суть данного метода, рассмотрим шифрование текста на примере слова ATTACKATDAWN. Лицо, которое посылает текст, записывает ключевое слово «LEMON» до того момента, пока оно не будет соответствовать длине переданного текста. Ключевое слово будет иметь вид LEMONLEMONLE. Первый символ заданного текста — А — зашифрован последовательностью L, являющейся первым символом ключа. Данный символ располагается на пересечении строки L и столбца A. Для следующего символа заданного текста применяется второй символ ключа. Поэтому второй символ закодированного текста будет иметь вид X. Он получился в результате пересечения строки E и столбца T. Другие части заданного текста шифруются аналогичным способом. В результате получается слово LXFOPVEFRNHR.
Процесс расшифрования
Расшифрование слова осуществляется с помощью таблицы Виженера. Необходимо найти строку, которая соответствует первому символу ключевого слова. Строка будет содержать первый символ зашифрованного текста.
Столбец, который содержит данный символ, будет соответствовать первому символу исходного текста. Последующие значения будут расшифровываться аналогичным образом.
Важные советы
Предоставляя зашифрованный текст, необходимо задать ключевое слово. Оно понадобится для того, чтобы расшифровать код с помощью русского шифра Виженера в том числе. Для того чтобы убедиться в правильности кодировки, лучше дважды проверить текст. Если текст будет неправильно закодирован, его невозможно правильно расшифровать.
При использовании квадрата Виженера с пробелами и пунктуацией процесс расшифровки значительно усложнится. Важно знать о том, что частое повторение кодового слова позволит легче расшифровать текст. Поэтому кодовая информация должна быть длинной.
Предупреждение к методу
Шифр Виженера, как и многие другие, не является надежным, поскольку его легко взломать. Если есть необходимость передать секретную информацию, не нужно прибегать к использованию данного метода. Для таких целей разработаны другие методы. Шифр Виженера является одним из самых старых и популярных методов шифрования.
В качестве ключа выступает специальная фраза. Она несколько раз повторяется и пишется над шифруемым текстом. В результате каждая буква посылаемого сообщения сдвигается относительно заданного текста на определенное число, которое задается буквой ключевой фразы. На протяжении нескольких веков данный метод устойчиво занимал позицию самого надежного метода шифрования. В 19 веке отмечены первые попытки взлома шифра Виженера, которые основывались на определении длины ключевой фразы. Если известна ее длина, то текст можно разбить на определенные фрагменты, которые кодируются одним и тем же сдвигом.
Дополнительные методы расшифровки
Раскрыть исходное сообщение можно с помощью метода частотного анализа, если заданный текст достаточно длинный. Разгадка шифра во многом сводится к поиску длины ключевой фразы. Существуют два основных метода, которые позволяют определить длину ключевой фразы. Первый метод раскодирования шифра Виженера разработал Фридрих Касицкий. В основе данного метода лежит поиск биграмм. Его суть заключается в том, что если в закодированном сообщении повторяется одна и та же биграмма на расстоянии, которое кратно длине ключевой фразы, то существует большая доля вероятности, что она встретится на тех же позициях в зашифрованном тексте. Если найти данное расстояние, получить его делители, можно получить набор определенных чисел. Именно они и будут составлять длину ключевой фразы. Однако данный метод требует некоторой доли везения. В большом закодированном тексте можно найти случайные биграммы, что значительно усложнит процесс расшифровки.
Второй метод по расшифровке текста предложил Фридман. Его суть заключается в циклическом сдвиге закодированного сообщения. Полученный текст записывается под оригинальным зашифрованным текстом и подсчитывается количество совпавших букв в нижней и верхней строке. Полученные числа позволяют вычислить так называемый индекс совпадений. Он определяется соотношением совпадений к общей длине сообщения. Индекс совпадения для русских текстов составляет примерно 6%. Однако для случайных текстов данный индекс составляет приблизительно 3 или 1/32. Метод Фридмана основывается на данном факте. Закодированный текст записывается со сдвигом в 1,2,3 и т.д. позиций. Затем для каждого сдвига необходимо вычислить индекс совпадений. Таким образом, необходимо произвести циклический сдвиг всего сообщения. При сдвигании индекса на определенное количество символов его длина может резко увеличиться. Это говорит о том, что длина ключевого слова может приравниваться к определенному числу. Если происходит ситуация, при которой все символы сдвигаются на одну и ту же позицию, индекс совпадения будет иметь такое же значение, как и исходный текст. Если вычисляется индекс для шифра Виженера, в любом случае происходит сравнение фактически случайного текста.
Проведение анализа частоты
Если результат процесса дешифровки оказался положительным, можно вписывать текст в столбцы. Столбцы формируются на базе исходного текста. Касицкий изобрел наиболее усовершенствованную форму текста. Однако средства данного метода невозможно применять в том случае, если решетка уходит от стандартной последовательности букв в алфавите. Поэтому данный метод позволяет узнать длину ключей лишь в частных случаях.
Python: Chiffre de vigenère
Voilà, c’est ma première source … Soyez donc un peu indulgents SVP 🙂
Программа
Ce, с графическим интерфейсом TKinter, допуском к шифрованию и дехиффрерующему тексту с шерстью шиффре де Виженер. Remarque: ceci est le VRAI algorithm, ce n’est pas celui qui insère des caractères spéciaux unprénsibles … (см. Recherche «Vigenere») Алгоритм: «Ars cryptographica» sur Google.
Ch’uis débutant, n’hésitez pas à faire des remarques 🙂
Источник / пример:
#! / usr / bin / питон
# - * - кодировка: cp1252 - * -
из Tkinter импорт *
импорт ре
строка импорта
def crypt ():
я = 0
str_crypted = ''
txt3.A-Z] ',' ', cle)
txt2.delete (1.0, КОНЕЦ)
txt2.insert (ВСТАВИТЬ, cle)
пока я <= len (str_tocrypt) -1:
если я <= len (cle) -1:
let_interm = cle [i]
decalage = ord (let_interm) -65
если ord (str_tocrypt [i]) + decalage> 90:
let_new = chr (ord (str_tocrypt [i]) + decalage-26)
еще:
let_new = chr (ord (str_tocrypt [i]) + декалейт)
str_crypted + = let_new
еще:
let_interm = cle [i- (i / len (cle)) * len (cle)]
decalage = ord (let_interm) -65
если ord (str_tocrypt [i]) + decalage> 90:
let_new = chr (ord (str_tocrypt [i]) + decalage-26)
еще:
let_new = chr (ord (str_tocrypt [i]) + декалейт)
str_crypted + = let_new
я = я + 1
txt3.A-Z] ',' ', cle)
txt2.delete (1.0, КОНЕЦ)
txt2.insert (ВСТАВИТЬ, cle)
пока я <= len (str_tocrypt) -1:
если я <= len (cle) -1:
let_interm = cle [i]
decalage = ord (let_interm) -65
если ord (str_tocrypt [i]) - декаляж <65:
let_new = chr (ord (str_tocrypt [i]) - декаляж + 26)
еще:
let_new = chr (ord (str_tocrypt [i]) - наклейка)
str_crypted + = let_new
еще:
let_interm = cle [i- (i / len (cle)) * len (cle)]
decalage = ord (let_interm) -65
если ord (str_tocrypt [i]) - декаляж <65:
let_new = chr (ord (str_tocrypt [i]) - декаляж + 26)
еще:
let_new = chr (ord (str_tocrypt [i]) - наклейка)
str_crypted + = let_new
я = я + 1
txt1.вставить (ВСТАВИТЬ, str_crypted)
fen = Tk ()
fen.title ('Cryptage / Décryptage VIGENERE By ElPutoamo')
Метка (fen, text = 'Texte à CRYPTER / DECRYPTER', fg = 'red'). Grid (row = 0)
txt1 = Текст (фен, высота = 10, ширина = 70)
txt1.grid (строка = 1)
Ярлык (fen, text = 'Clé de cryptage', fg = 'red'). Grid (row = 2)
bou1 = Кнопка (fen, text = 'Décrypter', command = uncrypt)
bou1.grid (row = 2, sticky = E)
txt2 = Текст (фен, высота = 3, ширина = 70)
txt2.grid (строка = 3)
bou2 = Кнопка (fen, text = 'Crypter', command = crypt)
bou2.сетка (ряд = 4, липкий = W)
Ярлык (fen, text = 'Texte CRYPTE / A DECRYPTER', fg = 'red'). Grid (row = 4)
txt3 = Текст (фен, высота = 10, ширина = 70)
txt3.grid (строка = 5)
fen.mainloop ()
Вывод:
1) Введите текст в шифровальщик / дешифровщик.
2) Entrer la clé de cryptage.
3) Нажмите на "Crypter / Décrypter".
Лучшие 10 алгоритмов, которые изменяют программу
Текущий мир, связанный с мониторингом и технологическим прогрессом. L’origine de ces succès et ces développements - это общий элемент изобретения и инноваций классических программ, направленных на развитие авангарда и манипуляции с текущими технологиями. Эти программы представляют собой кодирование и алгоритмы, используемые для разработки программных программ. Par conséquent, pour un program complete et réussi, без использования правильных и точных алгоритмов не обойтись.
Определение - Что означает алгоритм?
Алгоритм является методом, который используется для решения проблемы. Il est couramment utilisé pour le traitement de données, le calc et d’autres opérations informatiques et mathématiques Connexes.
Алгоритм используется для манипулятора, не связанного с различными манерами, для добавления нового элемента в донный элемент, для исследования особого элемента или трех элементов.
Алгоритм является набором подробных инструкций, обеспечивающих постоянный эффект при работе или решении проблемы.
Обсуждения 10 основных алгоритмов или классов алгоритмов, которые широко используются в программировании и разработке.
10 лучших алгоритмов, используемых в программировании
1. hachage
Актуальный элемент, связанный с обнаружением и определением данных, присваиваемых по частям и идентификаторам, для поиска тех, кто использует методы. Avec des rôles étendus dans la detection des erreurs, la gestion du cache, la cryptographie et la recherche efficace, la fonction de hachage mappe les clés Applicées aux valeurs avec une efficacité précise.
Функция используется для идентификации уникальных ансамблей и рассчитывает математические вычисления, которые позволяют создавать валы без столкновений. Нормализация, это приложение для маршрутов для хранения IP-адресов.
2. Алгоритмы исследования
Алгоритмы двойного исследования, которые не используются для выполнения эффективных исследований на воде, связанной с временной сложностью.
.
PPT - INF4420: Sécurité Informatique PowerPoint Presentation, скачать бесплатно
INF4420: Sécurité Informatique Cryptographie I
Aperçu du module - Cryptographie (3 sem.) l'information) • Chiffrement • Méthodes "classiques" • Cryptanalyse de base • Chiffrement symétrique • Chiffrement à clé publique • Криптографические методы Autres Primitives • Принципы приложений • Risques résiduels RÉFÉRENCES: • Stinson The Chapory and Practice.1,2,3,4. • Бишоп, «Компьютерная безопасность: искусство и наука», гл. 9,10,11,32.
Определение и номенклатура Historique Modèle de Shannon Источник информации Кодирование и сжатие Entropie и Redondance Chiffrement Chiffrement и codage Алгоритмы «классические» Cryptanalyse de base Force brute Reconnaissance Texte Texte Analyze et frétogram (aujourd'hui)
Un peu de grec classique… Kryptos = "caché", "secret" Graphos = écriture => Cryptographie => Cryptanalyse Logos = "savoir" => Cryptologie Stéganos = "couvert", " étanche "=> Stéganographie Un peu d'américain… Алиса Боб Ève (Чарли) Шифрование и дешифрование Un peu de français !!! Шиффрер и дешифратор Кодер и дешифратор Crypter и дешифратор (!) Ирен !!! (l'ingénieure) Un peu de math… Определения и терминология
Historique • Les Trois ères de la cryptographie • «Classique» • Jusqu'au masque jettable • «Moderne» • Crypto électro-mécanique et WWII • для… • Электронная и информационная криптовалюта - DES • «Золотая середина» • Публикация шифрования • Криптология и другие криптографические методы • Интернет и другие коммерческие средства
Модель Шеннона • Источник • Продукт символов «алфавит» (сигма) • Fonctionne «sur demande» (d'où le «бутон») • Кодирование • Изменение и преобразование символов источника в формате pouvant être transmis ou sauvegardé • Канал • Peut Introduction du bruit • Transmission peuvent Перехваченные • Декодирование • Позволяет восстановить исходный текст сообщения (последовательность символов источника) Исходный кодовый код Декодер Приемник Канал Алиса Боб Ирен
Источник информации • Алфавит • Ense mble discret fini = {1,…, M} • Условное обозначение taille de , | | = M • Contrôle • un "bouton" qui permet d'obtenir un Symbole à la fois • Principe de la boîte noire • Autre que le bouton et un nombre petit d'observations (символы), on ne peut rien savoir sur le contenu ou fonctionnement de la source (sauf peut-être Alice, mais pas Ève, Irène ou Bob).• Абстракция Pourquoi cette ?? • Permet de discuter de l'efficacité du codage (теория информации) • Permet d'analyser correctement la résistance à определенных угрозах • алгоритмы шифрования • Выбор пассов и фраз из прошлых
9000 dérivées • Source par bloc • • • • • • • • • • • extérieur • Noter que l'alphabet de Sbest maintenant b • Source par échantillonnage • don une ob S 1 chaque b symbols sortie de S dans • L'alphabet de S1 / b est le même que S, soit
Modélisation de la source • Interprétations • "Déterministe" • La boîte "connaît" à l'avance toute последовательность символов (потенциал infinie…) • Вероятностный • Выбор символов с мехом и измерением с вероятным распределением • Маркировка процесса или без памяти: • p_i = Prob (S => "i"), 1 "i, j") = pipj • Processus non-markovien • Вероятность различных символов, связанных с исходными символами…
Кодировка • Транслитрация • Транслит. de source vers un autre "алфавит" = {1,…, N}, • Функция кодирования • F: , • = F (), представляет комментарий к символу devra être transmis • Fonction de décodage • F-1: • '= F-1 (), • si ' ≠ , il n'y a eu une erreur de transfer / codage
Efficacité du codage - Сжатие • Сжатие • В определенных обстоятельствах на voudrait pouvoir coder en utilisant moins de bande passante, p.напр. tel que N
Entropie de Shannon • Определения • H (S) = i pi log2 1 / pi • Q: Комментарий есть-ce qu'on calcule pi si la source n'est pas Markovienne? • A: En utilisant les fréquences de Symboles, Calculés sur la chaîne infinie… • Свойства • = 0,1 • Prob (S = "0") = Prob (S = "1") = 1/2 => H ( S) = 1 бит (максимальное значение) • Вероятность (S = "1") = 1; Prob (S = "0") = 0 => H (S) = 0 бит (минимальный валентный) • арбитраж, | | = N • Минимальный Валер • H (S) = 0, quand Prob (S = ) = 1 pour un donné • Valeur maximale • H (S) = log Nbits, quand Prob (S = i) = Prob (S = j), i, j • Источник markovienne • Si S est markovien, alors • H (Sb) = b * H (S) • Sinon, en général • H (Sb) b * H (S)
Интерпретация энтропии одного источника • Интерпретация H (S) • 1er théorème dit que • chaque symbol émit par S peut être codé Individuallement avec en moyenne H (S) биты • Mais Си, на permet que le codage regroupe 2 lettres à la fois? Alors, par 1er théorème on peut coder chaque digramme (2 символа) avec H (S2) bit, soit H (S2) / 2 bit par symbol • Taux de Compression • Sans сжатие log N битов par. письменные буквы • H (Sb) / b биты на букву • Taux de compress =
Entropie du langage de la source • À cause des propriétés de H, plus best grand plus le taux de compress sera élevé, jusqu'à une suree limit • Определен энтропия HLdu langage associé à la source S (langage = ensemble de chaînes que S génère), который представляет «минимум» битов, являющихся символами, для sera nécessaire pour coder des chaînes de Symboles émises par S, memesi on permet de coder par blocs de plusieurs Symboles à la fois.
Исправление ошибок • Ошибка исправления кода • Введение кода ошибки в канале исправления tqProb (F-1 ( ') = ) 1, quand 'est le symbol reçu via le canal • L'efficacité du code correcteur d'erreur • Dépend du niveau de bruit Introduction par le canal • celui-ci peut être mesuré avec l'entropie de Shannon • Se mesure également en nombre de bit nécessaires par symbol de source, pour un code qui corrige "presque toutes les erreurs" • 2e Théorème de Shannon • Табличка для исправления ошибок и исправлений кода канала
Modèle de Shannon révisé ve ' Source Codeur Chiffr.Дешиф. Приемник Décodeur Боб Алиса Ирен
Модель Шеннона Révisé • ve • Peut intercepter ununément toous les mots de codes transmis sur le canal • Irène • Выбор алгоритма выбора и определения политического клика • Doit tenir en compte le codage • en considérant les caractéristiques de la source (DP, entropie, и т. Д.) • en influençant le choix de codage (возможно) de clés, компрессия / декомпрессия и т. д.) • Pourquoi: voir TP 1…
Algorithme de chiffrement - Concepts généraux • Alphabet • Entrée: • Sortie: en général , mais peut-être un autre алфавит • Fonction de chiffrement = Cliff • '= E (ke, ) = Ek1 () • Fonction de déchiffrement • Clé de déchiffrement = kd • = D (kd, ') = Dk2 () • Ne Corrige pas les erreurs donc, • En général = '
Algorithme de César Source text en caractères latin Codage lettres chiffres от 1 до 26 (20 для точного исторического анализа) Chiffrement xx + 3 mod 26 Clés déil Source Algorithme idem Chiffrement xx + k mod 26 Clés k {1,…, 26} Алгоритм замены Source Idem Codage aucun Chiffrement x (x) Clé (таблица замены) Algorithme afin Source et codage lettres en chiffre Chiffrement x ax + b mod 26 Clé (a, b) où a, b {1,…, 26} Алгоритмы "классические" моно-алфавиты
Algor ithme de Vigenère • Алгоритм де Виженера • Источник • Текст в латинских буквах • Кодаж • lettres chiffres de 1 à 26 • Clé • K = k1 k2… km, mot / фраза de longueur m • Chiffrement • xi (xi + ki mod m) mod 26 CECINESTPAUNEPIPE... СЕКСИСЕКСИСЕКСИСЕКСИС ... 3 5 3 9 14 5 19 20 16 1 21 14 5 16 9 16 5 ... 19 5 24 25 19 5 24 25 19 5 24 25 19 5 24 25 19 ... + 22 10 1 8 7 10 17 19 9 6 19 13 24 21 7 15 24 ... VJAHGJQSIFSMNUGOX ...
Базовый метод криптоанализа • Force brute • Taille de l'espace de clés • Критерий разведки или успеха • Patron ou формат разведывательный • Le texte «fait du sens» • Le texte «marche», e.г. mot de pas и т. д. • Анализируйте последовательность событий • Таблицу таблиц частот • Connaître les fréquences de la source • Codage connu • Rétro-ingénierie de l'algorithme de chiffrement: • Марш для алгоритмов подстановки для моно-алфавитов • Peut Marche les poly-alphabétiques, si fréquences connues • Облегчение • ENTROPIE !!!! • (главное внимание: энтропия источника vs. энтропия языка) • КОМПРЕССИБИЛЬНОСТЬ !!!
.