Механизм дешифрования

ключ	небо	небо	небо	небо	не
зашифрованный текст	эрфф	оеву	фуро	этпю	юо
расшифрованный текст	служ	бабе	зопа	снос	ти
исходный текст	служба безопасности

Один из недостатков шифрования по таблице Вижинера — это нена­дежность шифрования при небольшой длине ключа и сложность фор­мирования длинных ключей. Так как в ключе не допускается повторение букв (в противном случае шифрование будет неоднозначным), а сам ключ должен легко запоминаться, последовательность букв, не имеющих определенного смысла, запомнить трудно.

С целью повышения надежности шифрования текста предлагается усовершенствованный вариант таблицы Вижинера, который заклю­чается в следующем:

• во всех (кроме первой) строках таблицы буквы алфавита распола­гаются в произвольном порядке;

• выбирается десять (не считая первой) строк, пронумерованных на­туральными числами от 0 до 9;

• в качестве ключа используются величины, выраженные бесконеч­ным рядом чисел (например, основание натуральных логарифмов е = 2,7182818285..., число π = 3,14159...).

Шифрование и расшифрование осуществляются в той же последова­тельности, что и в случае простой таблицы Вижинера.

Метод Цезаря. Самым древним и самым простым из известных подстановочных шифров является шифр, использовавшийся Юлием Цезарем. В шифре Цезаря каждая буква алфавита заменяется буквой, которая находится на три позиции дальше в этом же алфавите. Проще всего увидеть это на примере.

Открытый текст: безопасность информации

Шифрованный текст: дикстгфрсфхя лрчсупгщлл

Обратите внимание на то, что алфавит считается "циклическим", поэтому после А идет Я.

Открытый текст: а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я

Шифрованный текст: г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я а б в

Пусть ключ k = 3 и кодируемой фразой будет «безопасность информации». Будем использовать русские буквы со стандартным следованием букв в алфавите. Результаты шифрования указанной фразы показаны в табл.2.9.

Таблица 2.9

Механизм шифрования методом Цезаря

№1

б

е

з

о

п

а

с

н

о

с

т

ь

и

н

ф

о

р

м

а

ц

и

и

№2

№3

№4

№5

д

и

к

с

т

г

ф

р

с

ф

х

я

л

р

ч

с

у

п

г

щ

л

л

Пояснения к таблице:

1-я строка – фраза для шифрования;

2-я строка – номера букв фразы для шифрования в русском алфавите;

3-я строка – номера букв фразы для шифрования, увеличенные на 3;

4-я строка – результат «деления по модулю 33» чисел 3-й строки;

5-я строка – зашифрованная фраза.

Если каждой букве назначить числовой эквивалент (а = 01, б = 02, в = 03 и т.д., символ пробел равен значению 00), то алгоритм можно выразить следующими формулами. Каждая буква открытого текста p заменяется буквой шифрованного текста С:

C = E(p) = (p + 3)mod 32.

В общем случае сдвиг может быть любым, поэтому обобщенный алгоритм Це­заря записывается формулой

C = E(p) = (p + k)mod 32, где k принимает значения в диапазоне от 1 до 32. Алгоритм дешифрования так­же прост:

p = D(C) = (C-k)mod 32.

Если известно, что определенный текст был шифрован с помощью шифра Це­заря, то с помощью простого перебора всех вариантов раскрыть шифр очень про­сто — для этого достаточно проверить 32 возможных варианта ключей.

Применение метода последовательного перебора всех возможных вариантов оправдано следующими тремя важными характеристиками данного шифра.

1. Известны алгоритмы шифрования и дешифрования.

2. Необходимо перебрать всего 32 варианта.

3. Язык открытого текста известен и легко узнаваем.

В большинстве случаев, когда речь идет о защите сетей, можно предполагать, что алгоритм известен. Единственное, что делает криптоанализ на основе метода последовательного перебора практически бесполезным — это применение алго­ритма, для которого требуется перебрать слишком много ключей. Например, ал­горитм DES, использующий 56-битовые ключи, требует при последовательном переборе рассмотреть пространство из 2⁵⁶, или более чем 7× 10¹⁶ ключей.

Третья характеристика также важна. Если язык, на котором написан откры­тый текст, неизвестен, то расшифрованный текст можно не распознать. Более того, исходный текст может состоять из сокращений или быть каким-либо обра­зом сжат — это также затрудняет распознавание.