Первый этап:
1. Встречались ли вы с криптографией в реальной жизни? Если да, то где именно, приведите примеры.
Ответ: Да, встречались. Примером криптографии в реальной жизни может стать приложение Telegram.
2. Когда появилась криптография в России? Схожи ли пути её развития с западной?
Ответ: Первые профессиональные криптографы на Руси появились при Иване Грозном (1530-1584). До Первой мировой войны Россия, наряду с Францией, являлась лидером в области крипто-анализа на государственном уровне. Англия, США, Германия и менее влиятельные государства — вообще не имели государственной дешифровальной службы, а Австро-Венгрия читала, в основном, переписку соседних государств. При этом если во Франции и Австро-Венгрии дешифровальная служба была военной, то в России — гражданской.
Ссылки по теме:
Сайты для создания инфографики:
|
Второй этап:
1. К вам в руки попала странная записка:
Расшифруйте её содержимое, при этом обратите внимание, что записка на русском языке (алфавит: абвгдеёжзийклмнопрстуфхцчшщъыьэюя).
Ответ введите сюда'
2. Придумайте свой ключ и с помощью него зашифруйте следующие фразы:
пароход уплыл далеко
блокнот лежит сверху
продукт исчез совсем
3. Какие ещё бывают шифры замены? Кратко опишите эти шифры, по любым двум из них создайте свои зашифровки.
ШИФР АТБАШ
Один из наиболее простых способов шифрования. Первая буква алфавита заменяется на последнюю, вторая – на предпоследнюю и т.д.
Пример: « SCIENCE » = HXRVMXV.
ШИФР ФРЕНСИСА БЭКОНА
Один из наиболее простых методов шифрования. Для шифрования используется алфавит шифра Бэкона: каждая буква слова заменяется группой из пяти букв «А» или «B» (двоичный код).
КНИЖНЫЙ ШИФР
В таком шифре ключом является некая книга, имеющаяся и у отправителя и у получателя. В шифре обозначается страница книги и строка, первое слово которой и является разгадкой. Дешифровка невозможна, если книги у отправителя и корреспондента разных годов издания и выпуска. Книги обязательно должны быть идентичными.
ШИФР ЛЕСТЕРА ХИЛЛА
В таком шифре каждой букве соответствует число (A = 0, B =1 и т.д.). Блок из n-букв рассматривается как n-мерный вектор и умножается на (n х n) матрицу по mod 26. Матрица и является ключом шифра. Для возможности расшифровки она должна быть обратима в Z26n.
ШИФР ГРОНСФЕЛЬДА
Зашифруем слово “THALAMUS”, используя в качестве ключа число 4123. Вписываем цифры числового ключа по порядку под каждой буквой слова. Цифра под буквой будет указывать на количество позиций, на которые нужно сдвинуть буквы. К примеру вместо Т получится Х и т.д.
T H A L A M U S
4 1 2 3 4 1 2 3
T U V W X Y Z
0 1 2 3 4
В итоге: THALAMUS = XICOENWV
СВОИ ЗАШИФРОВКИ:
1. ШИФР ГРОНСФЕЛЬДА
КЛЮЧ: 5963
Нцъсзщёчнуё - ёхиъльнчннт чтуъфд фчйгьс орщчцпеяол.
ФРАЗА: Инфографика - графический способ подачи информации.
2. ШИФР АТБАШ
Цскрьоякцфя - ьоякцзънфух нпрнрю прыязу ускротяиуу.
ФРАЗА: Инфографика - графический способ подачи информации.
|
Третий этап:
1. Создайте свою решетку и зашифруйте любой текст в предложении с помощью примера.
Зашифруем текст в простом предложении:
Затем наложим решетку:
При наложении решетки получаем текст:
Сообщение:наша великая страна
2. К какому типу относится данный вид шифрования? Найдите другие шифры этого типа,кратко опишите их на странице своей команды, по любым двум из них создайте свои шифры.
Решетка Кардано относится к типу перестановочных шифров, при котором для получения шифрограммы буквы исходного сообщения меняют местами. При этом, решетка Кардано является шифром одинарной перестановки.
Другие шифры этого типа:
1)Магические квадраты.
Магическими квадратами называются квадратные таблицы со вписанными в их клетки последовательными натуральными числами начиная с 1, которые в сумме по каждому столбцу, каждой строке и каждой диагонали дают одно и то же число. Рассмотрим квадрат размером 4х4. В него вписываются числа от 1 до 16. Его магия состоит в том, что сумма чисел по строкам, столбцам и полным диагоналям равняется одному и тому же числу - 34. Шифрование по магическому квадрату производилось следующим образом. Например, требуется зашифровать фразу: «АБРАМОВДЯДИНА...». Буквы этой фразы вписываются последовательно в квадрат согласно записанным в них числам: позиция буквы в предложении соответствует порядковому числу. В пустые клетки ставится точка или любая буква. После этого шифрованный текст записывается в строку (считывание производится слева-направо сверху-вниз, построчно) – «.РБАМДИДЯОВНА..А».
2)Шифр «Перекресток».
Для перемешивания букв могут использоваться фигуры специального вида. Один из таких способов носит название «перекресток». В приведенном ниже примере рисуют крестообразные фигуры в количестве, достаточном, чтобы разместить в них все буквы сообщения. Открытый текст записывают вокруг этих фигур заранее оговоренным способом - в нашем случае по часовой стрелке. Буквы берутся построчно. Вначале берется оговоренное количество букв (N) из первой строки, затем удвоенное количество букв (2N) из второй и снова N букв из третьей строки.
3)Шифр простой одинарной перестановки.
Для шифрования и дешифрования используется таблица перестановок. Например, если для шифрования исходного сообщения «АБРАМОВ» использовать таблицу, то шифрограммой будет «РАВБОМА». Для использования на практике такой шифр не удобен, так как при больших значениях n приходится работать с длинными таблицами и для сообщений разной длины необходимо иметь свою таблицу перестановок.
Шифрограмма:
гтаяфкирпиро»
Сообщение:криптография
4)Шифр табличной маршрутной перестановки.
Наибольшее распространение получили маршрутные шифры перестановки, основанные на прямоугольниках (таблицах). Например, можно записать сообщение в прямоугольную таблицу по маршруту: по горизонтали, начиная с верхнего левого угла, поочередно слева направо. Сообщение будем списывать по маршруту: по вертикалям, начиная с верхнего правого угла, поочередно сверху вниз.
Криптограмма:
жюгяеилы.елесебон.шылммубь.ьммиегол.нуевтеьейентаиедтеми,рйнеитмщмнерртеениеыесссчебчмьх
Сообщение:
Чем меньше женщину мы любим,
Тем легче нравимся мы ей
И тем ее вернее губим
Средь обольстительных сетей.
|
Четвертый этап:
1. Где применяются такие шифры (приведите примеры из жизни, названия фирм и программ их использующих)?
Криптосистема RSA используется в самых различных продуктах, на различных платформах и во многих отраслях. В настоящее время криптосистема RSA встраивается во многие коммерческие продукты, число которых постоянно увеличивается. Также ее используют операционные системы Microsoft, Apple, Sun и Novell. В аппаратном исполнении RSA алгоритм применяется в защищенных телефонах, на сетевых платах Ethernet, на смарт-картах. Кроме того, алгоритм входит в состав всех основных протоколов для защищенных коммуникаций Internet, а также используется во многих учреждениях, например, в правительственных службах, в большинстве корпораций, в государственных лабораториях и университетах.
Алгоритм DES применяется в устаревших системах, однако поддерживает операции для эмиссии и обработки кредитных карт VISA, EuroPay. Улучшенная версия 3DES реализован во многих приложениях, ориентированных на работу с Интернетом. Индустрия электронных платежей использует 3DES. Microsoft OneNote, Microsoft Outlook 2007 используют 3DES для защиты данных системы и пользователей с помощью паролей.
2. Сравните два этих метода - плюсы и минусы, сфера применения, скорость шифрования/дешифрования, размерность и общий вывод.
Алгоритм RSA:
Плюсы:
1)Распределение открытых ключей не требует секретности.
2)В больших сетях число ключей значительно меньше, чем в симметричной криптосистеме.
Минусы:
1)Скорость работы алгоритмов с открытым ключом намного ниже, чем скорость работы симметричных алгоритмов.
2)Длина ключей значительно больше, чем в симметричных криптосистемах.
Сфера применения: используется для
1)Защиты программного обеспечения и в схемах цифровой подписи.
2)Открытой системы шифрования PGP и иных системах шифрования (к примеру, DarkCryptTC и формат xdc) в сочетании с симметричными алгоритмами.
Скорость шифрования/дешифрования:
RSA является относительно медленным алгоритмом, по причине чего он не так широко используется для непосредственного шифрования данных пользователя. Чаще всего этот метод используют для передачи в зашифрованном виде общих ключей для симметричного ключа шифрования, который, в свою очередь, может выполнять операции массового шифрования и дешифрования на гораздо более высокой скорости.
Размерность:
Размер ключа в алгоритме RSA связан с размером модуля n. Два числа p и q, произведением которых является модуль, должны иметь приблизительно одинаковую длину поскольку в этом случае найти сомножители (факторы) сложнее, чем в случае когда длина чисел значительно различается.
Алгоритм DES:
Плюсы:
1)Используется только один ключ длиной 56 битов.
2)Относительная простота алгоритма обеспечивает высокую скорость обработки информации.
Минусы:
1)Относительно слабая устойчивость против квалифицированных криптоаналитиков.
2)Наличие 48 возможно слабых ключей.
Сфера применения: используется для
1)Интерактивного шифрования при обмене данными между терминалом и главной ЭВМ.
2)Шифрования криптографического ключа в практике автоматизированного распространения ключей.
3)Шифрования файлов, почтовых отправлений, данных спутников и других практических задач.
4)Широко применяется для защиты финансовой информации.
Скорость шифрования/дешифрования:
В системах с открытым ключом, так же как и в блочных шифрах, необходим большой размер шифруемого блока, хотя, возможно, и не больший, чем в алгоритме DES, что препятствует, наряду с низкой скоростью шифрования, использованию алгоритмов с открытым ключом в потоковых шифрах. На сегодняшний день высокоэффективные системы с открытым ключом пока не найдены. Почти повсеместно принято ограничение использования криптосистем с открытым ключом - только для управления ключами и для цифровой подписи.
Размерность:
По стандарту (принят в 1977 году) размер блока DES равен 64 бита, то есть используя 8-ми битовую кодировку ASCII.В основном используется 16-ти битная кодировка Юникода (UTF-16), поэтому, чтобы сохранить длину блока равную 8-ми символам, увеличим размер блока DES до 128 бит.
Общий вывод:
Алгоритм RSA является медленным, но мощным алгоритмом шифрования и подходит для передачи небольшой, но важной информации, например, ключей для симметричных алгоритмов.
Алгоритм DES имеет высокую скорость шифрования, но может являться уязвимым. Поэтому его разумно использовать для передачи уже шифрованной информации, при условии, что ключи есть у обеих сторон.
3. Выберите любой из шифров перестановки и выполните шифрование.
1 пример: Алгоритм RSA
Текст:
Система DES - блочный шифр
Кодировать:
Результат шифрования (hex):
0626ef10f13d996c2665e59efb4bad1037d2364bab1a8b3fdc80ece16bbcf199
8185589f492fe29aac19dcfce74d941c2011d53ec9aeab27026f7da469de605c
Декодировать:
Результат расшифрования:
Система DES - блочный шифр
Ключи:
Размер ключей: 512 бит
Открытый ключ (hex): 2017
cdc1405bce6828231ed0b472808b1070d97c2519177f0849f3bb5f790e15dfe5
51755ebf59a2a202f16a12c6c13f0f8fd7b8618b8a538f89bed158cf51f6d0af
Закрытый ключ (hex):
3c2da98530798643bf5f8b6771f13a7dc71e683b4e83f908a820c56bc292e348
c8a6f6c48166bd387aff76749b0d9ee5f66c88caf43e679ab012c54c38992601
Время дешифрования: 20мс
2 пример:
Ключом к шифру двойной перестановки служит последовательность номеров столбцов и номеров строк исходной таблицы (51324 и 31524 соответственно).
  
4. Приняли участие в веб-квесте "Путешествие по стране криптографов" в формате 12 записок 21 января в 14:00 .
|
|
