Зертханалық жұмыс № 6 Плейфейер шифрі.
Негізгі теориялық қосымшалар
Плейфейер шифрі.
Көпәріпті шифрлеу әдісіне негізделген ең таңымал шифрлерінің бірі – Плейфейер (Playfair) шифрі. Мұнда ашық текст биграммалары шифрленген текстің берілген биграммаларына ауыстырылатын өздік бірліктер ретінде қаралады.
Плейфейер алгоритмі қандай да бір кілттік сөз негізіінде жасалған 5*5 өлшемді әріптер матрицасын қолдануға негізделген. Матрица кілттік сөзде қолданылған әріптерді оңнан солға және үстінен астына жылжыту арқылы жасалады. Содаң сон алфавиттің қалған әріптері табиғи тәртіппен матрицаның қалған жолдары мен бағандарына орналастырылады. Төменде monarchy (монархия) кілттік сөзі үшін матрица мысалы көрсетілген
M
|
O
|
N
|
A
|
R
|
C
|
H
|
Y
|
B
|
D
|
E
|
F
|
G
|
I/J
|
K
|
L
|
P
|
Q
|
S
|
T
|
Ашық текст келесі ережелерге сәйкес 2 әріп бойынша шифрленеді.
Егер ашық тексттің қайталанатын әріптері шифрлеу үшін бір жұпты құрса, онда бұл әріптер арасына арнайы қоюшы-әріп орналастырылады, мысалы Х. Balloon сөзі ba lx lo on түріне келтіріледі.
Егер ашық текстінің әріптері матрицаның бір жолына түсе берсе, онда олардың әрбіреуі матрицаның ақырғы жолынның элементін ауыстыру үшін сол жолдың бірінші элементі қолданылады деген шартпен сол жолдағы оң жағындағы әріппен ауыстырылады. Жоғарыда құрылған матрицаға сәйкес AR - RM ретінде шифрленеді.
Егер ашық текстінің әріптері матрицаның бір бағанына түсе берсе, онда олардың әрбіреуі матрицаның ең төменгі элементін ауыстыру үшін сол жолдың ең үстінгі элементі алыады деген шартпен астында тұрған әріппен ауыстырлады. Жоғарыдағы мысалда MU – CM ретінде шифрленеді.
Егер көрсетілген шарттардың біреуі де орындалмаса, онда ашық текст жұбының әр әрпі ашық текстің екінші әрпі орналасқан жол мен бағанның қиылысындағы әріппен ауыстырылады. Мысалы, HS - BP ретінде, ал ЕА – IM ретінде (немесе JM, шифрлеушінің қалауы бойынша) шифрленеді.
Плейфейер шифрі қарапаым көпалфавитті шифрлерден гөрі сенімдірек. Бір жағынан әріптер тек 26, ал биграммалар – 2626 = 676, сондықтан жеке әріптерді идентификациялаумен салыстырғанда биграммаларды идентификациялау қиынырақ. Басқа жағынан, жеке әріптердің пайда болудың салыстырмалы жиілігі биграммалардың пайда болу жиілігімен салыстырғанда кең диапазонда өзгеріп отырады, сондықтан биграммаларды қолдану жиілігінің анализі әріптерді қолдану жиілігінің анализінен гөрі қиынырақ болады. Осы себептерден Плейфейер шифрі бұзу мүмкін емес. Ол бірінші дүниежүзілік соғыс кезінде Британдық армияның шифрлеу стандарты қызметін атқарды және екінші дүниежүзілік соғыс кезінде АҚШ әскері мен кеңестік әскерлерде қолданылды.
Өткендегі үлкен репутациясына қарамастан Плейфейер шифрін ашу салыстырмалы оңай, өйткені оның көмегімен шифрленген текст ашық текстінің статикалық сипаттамаларын сақтап қалады. Бұл шифрді бұзу үшін бірнеше жүз әріптен тұратын шифрленген текстінің болуы жеткілікті.
Бақылау сұрақтары:
Бұл әдісте кілтке қандай шектеулер бар?
Матрица қалай жасалады?
Ашық текст қалай шифрленеді?
Дешифрлеу кезінде хабарлама қалай қайта құрылады?
Шифрлеу алгоритмі.
Дешифрлеу алгоритмі.
Әдістің анализі.
Тапсырмаларды орындау бойынша әдістемелік кеңестер:
Орыс тілді алфавит негізінде Плейфейер әдісін қолданғанда Ё (Е әрпімен ауыстырылады) және Й әрпі (И әрпімен ауыстырылады) алынып тасталады. Ъ және Ь әріптері бір әріп болып саналады. Әріптер матрицасы мына алфавитте құрылады:
АБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯ, 31 әріптен, 5 жолдан және 6 бағаннан тұрады. Мысалы, ПАРУСНИК кілттік сөз негізінде әріптер матрицасы келесідей болады:
П
|
А
|
Р
|
У
|
С
|
Н
|
И
|
К
|
Б
|
В
|
Г
|
Д
|
Е
|
Ж
|
З
|
Л
|
М
|
О
|
Т
|
Ф
|
Х
|
Ц
|
Ч
|
Ш
|
Щ
|
Ъ/Ь
|
Ы
|
Э
|
Ю
|
Я
|
|
|
|
|
|
|
5 кестеден өз нұсқанынызға сәйкес кілттік сөз бен симыодар тізбегін алыңыз. Плейфейер шифрін және кілттік сөзді пайдалана отырып, «КОД ПЛЕЙФЕЙЕРА ОСНОВАН НА ИСПОЛЬЗОВАНИИ МАТРИЦЫ БУКВ» сөйлемін кодтаңыз және сиволдар тізбегін декодтаңыз.
№
|
Тапсырма
|
1
|
Кілттік сӛз: ПОЛЕТ
Декодтайтын жол:
КЛКЕПЕШОБКЕРЭЛЧСКУЛЮЕТВМВКИММЮЗОТЖША
|
2
|
Кілттік сӛз: ФИЛЬМ
Декодтайтын жол:
НПВЪЗПЖИКЛБЦРПЪПЭИЯЩЛИЗПБКФАГПШУХЭЧЖРЫВЦТУНЧТЩЧНХНЩТНЯХКД
НЦВЗТЧИ
|
3
|
Кілттік сӛз: КАТЕР
Декодтайтын жол:
ЗЛНЖКГСЩЯЪАОЕСМЩЯСОЛКДБОУЩФРКЖФТАРТЮВИОАСЫЫРМРЕПМЩ
|
4
|
Кілттік сӛз: ПАРОЛЬ
Декодтайтын жол:
ЮОГНФПЛМКЮМВРМХИНЦШБЛГЖМУПЕАЮЖЧЗПДАМАЛНЪЖЕАДПУНЕЛСЪМЧП
МЪЗЧЪЭАЩЩНТЗЗУАД
|
5
|
Кілттік сӛз: КОЛЬЦА
Декодтайтын жол:
МИПГПДПМЖВТЩВИЕИЛРЩЧЗОЛИНЦЩХЖПЪРВЦТУОЖАЫВХУКЖЕВИ
|
6
|
Кілттік сӛз: КАМЕНЬ
Декодтайтын жол:
РСРФЪПЧСВЛНПНЪСШТОБСХЪИЪФОПГИМФАНЪУКГЩЛНВНКХЧЪДУНЛМАХКСЛИ
ЧТБЕУ
|
7
|
Кілттік сӛз: СОЛНЦЕ
Декодтайтын жол:
ЗОИЦОЫИТЗУСОШЖАЦФАВЗЗКЗЧНБЗЖУКПБЕЫТЗЪЗФЩ
|
8
|
Кілттік сӛз: ТОВАРИЩ
Декодтайтын жол:
МОЩЕЯВЧЪЛТАПЯВМОМРЗФИЫПТБКВИХБЦБЩШЪЧШЩИВТЧОАДХОПАБТИВАРМ
ЖИ
|
9
|
Кілттік сӛз: СВЯЗЬ
Декодтайтын жол:
ЛМЧШЮГХТЯПХООПКПЖМКЧВЦАОБФЖГКХПНЯВЖФЪЛЯНХОФЗТЪСЦПИЛФЛЪ
|
10
|
Кілттік сӛз: МАТЕРИЯ
Декодтайтын жол:
УЕНАЕЭМЧЗПФТКСЪИАРУЕПЕСЯЕХТИСЩГХМЖФЗЧБГЩКМЮАЕЪ
|
Достарыңызбен бөлісу: |