Главная | Обратная связь

Моно- и многоалфавитные подстановки.

Моноалфавитные подстановки – это наиболее простой вид преобразований, заключающийся в замене символов исходного текста на другие (того же алфавита) по более или менее сложному правилу. В случае моноалфавитных подстановок каждый символ исходного текста преобразуется в символ шифрованного текста по одному и тому же закону. При многоалфавитной подстановке закон преобразования меняется от символа к символу. Для обеспечения высокой криптостойкости требуется использование больших ключей. К этому классу относится так называемая криптосистема с одноразовым ключом, обладающая абсолютной теоретической стойкостью, но, к сожалению, неудобная для практического применения.

В качестве примера рассмотрим кодирование сообщений методом простой подстановки. Для реализации этого метода возьмем однозначное соответствие букв русского алфавита,

представленное кодировочной таблицей 1.

Таблица 1.

Исходный текст: К Р И П Т О Г Р А Ф И Я

Шифр текст Ф О Ц П М Р Ь О Я К Ц А

Наиболее простым и эффективным методом взлома всех шифров, основанных на методе простой подстановки, является метод статистического анализа. В любом языке существуют определенные вероятности появления того или иного символа в тексте, на основе анализа совокупности шифр текстов возможен эффективный взлом данных систем. Тем не менее, данный

метод кодирования широко используется для представления символов различных национальных алфавитов двоичными значениями.

Для снижения возможностей статистического анализа шифр текста используется многоалфавитные криптографические системы. Примером может служить метод подстановки с использованием ключевой фразы. Суть данного метода кодирования заключается в возможности использования нескольких вариантов замены исходного символа.

Например в качестве ключевой фразы можно использовать текст: вкотором встречаются все буквы русского алфавита и, кроме того, запятая, точка, дефис, пробел, восклицательный и вопросительный знаки. ИМЕННО ТАКИЕ ФРАЗЫ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ ДЛЯ ШИФРОВКИ И ДЕШИФРОВКИ СООБЩЕНИЙ. Профессионалы называют эти фразы ключевыми.

Шифровальщик заменяет каждый символ текста на номер этого символа в ключевой фразе. Получившийся набор передается шифровальщику, который с помощью ключевой фразы дешифрует сообщение.

Перестановки.

Также несложный метод криптографического преобразования, заключающийся в перестановки символов открытого текста по заданному алгоритму. Шифры перестановок в настоящее время не используются в чистом виде, а как правило в сочетании с другими методами, так как их криптостойкость недостаточна.

Гаммиpование.

Этот метод заключается в наложении на исходный текст некоторой псевдослучайной последовательности, генерируемой на основе ключа. Представляет собой преобразование исходного текста, при котором символы исходного текста складываются (по модулю, равному мощности алфавита) с символами псевдослучайной последо­вательности, вырабатываемой по некоторому правилу. Собственно говоря, гаммирование нельзя целиком выделить в отдельный класс криптографических преобразований, так как эта псевдослучайная последовательность может вырабатываться, например, с помощью блочного шифра. В случае, если последовательность является истинно случайной (например, снятой с физического датчика) и каждый ее фрагмент используется только один раз, мы получаем криптосистему с одноразовым ключом.

Блочные шифры.

Представляют собой последовательность (с возможным повторением и чередованием) основных методов преобразования, применяемую к блоку (части) шифруемого текста. Блочные шифры на практике встречаются чаще, чем "чистые" преобразования того или иного класса в силу их более высокой кpиптостойкости. Российский и Американский стандарты шифрования основаны именно на этом классе шифров.