Шифр по информатике: Кабинет Информатики — Шифр гласных букв

Кабинет Информатики — Шифр гласных букв

Шифр гласных букв

(буквы — цифры)

 Не представляет никаких трудностей шифрование сообщений с помощью шифра гласных букв.

 При использовании данного шифра гласные буквы в алфавите нумеруются цифрами от 1 до 9. При этом, например, в русском алфавите буква «А» обозначается цифрой 1, буква «Е» — цифрой 2, буква «И» — цифрой 3 и так далее. Затем каждой согласной букве присваивается свой номер, который определяется её положением относительно ближайшей к ней с левой стороны в алфавите гласной буквы.

 Так, например, буква «Б» — первая согласная буква, расположенная справа от буквы «А» имеющей номер 1. Поэтому букве «Б» присваивается число 11. Буква «Д» — четвёртая справа от буквы «А», её обозначают числом 14. Буква «Н» — пятая справа от гласной буквы «И», обозначенной числом 3. Поэтому букве «Н» должно соответствовать число 35. В соответствии с этим правилом выбираются числа, которыми будут заменены остальные буквы алфавита.

 Для быстрого создания шифрованных сообщений с помощью шифра гласных букв можно составить вот такую шифровальную таблицу:

 Теперь достаточно в открытом тексте заменить буквы на соответствующие числа, записываемые через точку, и шифровка готова.

 В качестве примера попробуем с помощью приведенной выше таблицы зашифровать открытый текст «СЕКРЕТ». Сначала необходимо заменить букву «С» на соответствующее ей число 43, затем букву «Е» — на число 2, букву «К» — на число 32 и так до конца текста. В результате зашифрованное сообщение будет выглядеть вот так:  43. 2. 32. 42. 2. 44

 Или без пробелов: 43.2.32.42.2.44

 Расшифровка такой криптограммы при использовании заранее составленной таблицы также не будет долгой и затруднительной.
 

Шифр многоалфавитной замены — Информатика, информационные технологии

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

Криптографическая защита информации

Цель работы

1.1.Ознакомиться с основными методами криптографической защиты информации.

1.2.Получить практические навыки создания ПО по криптографическим преобразованиям информации.

Общие теоретические сведения

По мере развития и усложнения средств, методов и форм автоматизации процессов обработки информации повышается зависимость общества от степени безопасности используемых им информационных технологий, которая определяется степенью защищенности и устойчивости как компьютерных систем в целом, так и отдельных программ.

Для обеспечения защиты информации в настоящее время не существует какого-то одного технического приема или средства, однако общим в решении многих проблем безопасности является использование криптографии и криптоподобньгх преобразований информации.

Криптография — обеспечивает сокрытие смысла сообщения с помощью шифрования и открытия его расшифрованием, которые выполняются по специальным алгоритмам с помощью ключей.

Ключ — конкретное секретное состояние некоторых параметров алгоритма криптографического преобразования данных, обеспечивающее выбор только одного варианта из всех возможных для данного алгоритма

Криптоанализ — занимается вскрытием шифра без знания ключа (проверка устойчивости шифра).

Кодирование — (не относится к криптографии) — система условных обозначений, применяемых при передаче информации. Применяется для увеличения качества передачи информации, сжатия информации и для уменьшения стоимости хранения и передачи.

Криптографические преобразования имеют цель обеспечить недоступность информации для лиц. не имеющих ключа, и поддержание с требуемой надежностью обнаружения несанкционированных искажений.

Большинство средств зашиты информации базируется на использовании криптографических шифров и процедур шифрования-расшифрования. В соответствии со стандартом ГОСТ 28147-89 под шифром понимают совокупность обратимых преобразований множества открытых данных на множество зашифрованных данных, задаваемых ключом и алгоритмом преобразования.

В криптографии используются следующие основные алгоритмы шифрования:

• алгоритм замены (подстановки) — символы шифруемого текста заменяются символами того же или другого алфавита в соответствии с заранее обусловленной схемой замены;

• алгоритм перестановки — символы шифруемого текста переставляются по определенному правилу в пределах некоторого блока этого текста;

• гаммирование — символы шифруемого текста складываются с символами некоторой случайной последовательности;

• аналитическое преобразование — преобразование шифруемого текста по некоторому аналитическому правилу (формуле).

Процессы шифрования и расшифрования осуществляются в рамках некоторой криптосистемы Для симметричной криптосистемы характерно применение одного и того же ключа как при шифровании, так и при расшифровании сообщений. В асимметричных криптосистемах для зашифрования данных используется один (общедоступный) ключ, а для расшифрования — другой (секретный) ключ.

Симметричные криптосистемы

Шифры перестановки

В шифрах средних веков часто использовались таблицы, с помощью которых выполнялись простые процедуры шифрования, основанные на перестановке букв в сообщении. Ключом в данном случае является размеры таблицы. Например, сообщение Неясное становится еще более непонятным записывается в таблицу из 5 строк и 7 столбцов по столбцам.

Для получения шифрованного сообщения текст считывается по строкам и группируется по 5 букв:

НОНСБ НЯЕЕО ЯОЕТЯ СВЕЛП НСТИЩ ЕОЫНА ТЕЕНМ

Несколько большей стойкостью к раскрытию обладает метод одиночной перестановки по ключу. Он отличается от предыдущего тем, что столбцы таблицы переставляются по ключевому слову, фразе или набору чисел длиной в строку таблицы. Используя в качестве ключа слово ЛУНАТИК, получим следующую таблицу:

До перестановки После перестановки

В верхней строке левой таблицы записан ключ, а номера под буквами ключа определены в соответствии с естественным порядком соответствующих букв ключа в алфавите. Если в ключе встретились бы одинаковые буквы, они бы нумеровались слева направо Получается шифровка: СНЯНН БОЯЕТ ЕООЕЕ ПНЯВЛ СЩОЫС ИЕТЕН МНТЕА. Для обеспечения дополнительной скрытности можно повторно шифровать сообщение, которое уже было зашифровано. Для этого размер второй таблицы подбирают так, чтобы длины ее строк и столбцов отличались от длин строк и столбцов первой таблицы. Лучше всего, если они будут взаимно простыми.

Шифры простой замены

Система шифрования Цезаря — частный случай шифра простой замены. Метод основан на замене каждой буквы сообщения на другую букву того же алфавита, путем смещения от исходной буквы на К букв.

Известная фраза Юлия Цезаря VENI VINI VICI — пришел, увидел, победил зашифрованная с помощью данного метода, преобразуется в SBKF SFAF SFZF (при смещении на 4 символа).

Шифры сложной замены

Шифр Гронсфельдасостоит в модификации шифра Цезаря числовым ключом. Для этого под буквами сообщения записывают цифры числового ключа. Если ключ короче сообщения, то его запись циклически повторяют. Шифротекст получают примерно также, как в шифре Цезаря, но отсчитывают не третью букву по алфавиту (как в шифре Цезаря), а ту, которая смещена по алфавиту на соответствующую цифру ключа.

Пусть в качестве ключа используется группа из тpex цифр 314, тогда

Шифр многоалфавитной замены

Для шифрования каждого символа исходного сообщения применяется свой шифр простой замены (свой алфавит).

Каждая строка в этой таблице соответствует одному шифру замены аналогично шифру Цезаря для алфавита, дополненного пробелом. При шифровании сообщения его выписывают в строку, а под ним ключ. Если ключ оказался короче сообщения, то его циклически повторяют. Шифротекст получают, находя символ в колонке таблицы по букве текста и строке, соответствующей букве ключа. Например, используя ключ АГАВА, из сообщения ПРИЕЗЖАЮ ШЕСТОГО получаем следующую шифровку:

Шифр Виженера представляет собой аналогичную многоалфавитную систему шифрования,в которой В первую строку квадрата заносится перестановка из букв алфавита. Во второй строке та же перестановка циклически сдвигается на одну позицию влево, в третьей — на две и т.д. Таким образом, квадрат состоит из N перестановок.

Гаммирование

Процесс зашифрования заключается в генерации гаммы шифра и наложении этой гаммы на исходный открытый текст. Перед шифрованием открытые

данные разбиваются на блоки Т(0) , одинаковой длины (по 64 бита). Гамма шифра вырабатывается в виде последовательности блоков Г(ш) , аналогичной длины (Т(ш) =Г(ш) +Т(0) , где + -побитовое сложение, i=1-m).

Процесс расшифрования сводится к повторной генерации шифра текста и наложение этой гаммы на зашифрованные данные Т(0) =Г(ш) +Т(ш) .

Статьи к прочтению:

Многоалфавитный шифр

Похожие статьи:

• Алгоритмы замены(подстановки)

  Введение То, что информация имеет ценность, люди осознали очень давно — недаром переписка сильных мира сего издавна была объектом пристального внимания…

• Взлом полиалфавитных шифров

  Проще всего взломать полиалфавитный шифр, зная его период, то есть число используемых моноалфавитных шифров. Тогда, выбрав буквы, соответствующие каждому…

Шаг 3: Используя алфавит, мы начинаем шифровать слово с интервалом на 3 влево, так буква И станет буквой Ж и т.д.

M T L E X A K F Q Y N B R O W C J H D P U I S G V

Лабораторная работа 3. Шифрование текстовой информации. Цель работы: исследование простейших методов криптографической зашиты информации. Краткие сведения из теории. Шифры простой замены Система шифрования

Подробнее

Тема: Шифрование данных. Цели урока:

Тема: Шифрование данных Цели урока: Образовательные -закрепить умение шифрования и дешифрования данных с помощью шифров Цезаря и Виженера — повторить правила разгадывания ребусов Воспитательные: -воспитание

Подробнее

Задание 1. Шифрование методами замены

Задание 1 Шифрование методами замены В криптографии рассматриваются четыре типа подстановки (замены): моноалфавитная, полиалфавитная, гомофоническая и полиграммная. Далее всюду в примерах использовано

Подробнее

Основные методы защиты информации;

1. Перечень индикаторов компетенций, предусмотренных рабочей программой учебной дисциплины Б3.В.ОД.1 Информационная безопасность В результате освоения учебной дисциплины Б3.Б.1. Информационная безопасность

Подробнее

Лекция 5. Алгоритм ГОСТ 28147

1 Лекция 5. Алгоритм ГОСТ 28147 Алгоритм ГОСТ 28147 является Российским стандартом для алгоритмов симметричного шифрования. ГОСТ 28147 разработан в 1989 году, является блочным алгоритмом шифрования, длина

Подробнее

Система шифрования Вижинера

Озеров В В 911 гр Введение. В двадцатых годах прошлого века для автоматизации процесса шифрования были изобретены различные механические шифровальные устройства. Большинство из них — американская машина

Подробнее

Лекция 4. Режимы работы блочных шифров

Лекция 4. Режимы работы блочных шифров 1 Электронная кодовая книга… 1 2 Сцепление блоков шифра… 2 3 Обратная связь по шифртексту… 4 4 Обратная связь по выходу… 5 Любые алгоритмы блочного симметричного

Подробнее

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Владимирский государственный университет имени

Подробнее

ЗАЩИТА КОМПЬЮТЕРНОЙ ИНФОРМАЦИИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ «МИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВЫСШИЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ» ЗАЩИТА КОМПЬЮТЕРНОЙ ИНФОРМАЦИИ ЗАЩИТА КОМПЬЮТЕРНОЙ ИНФОРМАЦИИ ЛАБОРАТОРНЫЙ

Подробнее

«Олимпиада по информатике»

Министерство образования и науки Российской Федерации Российский совет олимпиад школьников Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий механики и оптики «Олимпиада по информатике»

Подробнее

Основы шифрования данных

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ВОЛЖСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (филиал) ВОЛГОГРАД- СКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА КАФЕДРА «ИНФОРМАТИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОГРАММИРОВАНИЯ» Основы шифрования

Подробнее

КРИПТОГРАФИЧЕСКИЕ АЛГОРИТМЫ

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тихоокеанский государственный университет» КРИПТОГРАФИЧЕСКИЕ АЛГОРИТМЫ Методические

Подробнее

1. Шифр Цезаря 30 очков

Группа начинающих 1. Шифр Цезаря 30 очков Шифром Цезаря или шифром со сдвигом называется следующая система шифрования: 1. Фиксируется шаг сдвига N (1 N < размер алфавита). 2. В шифруемом тексте каждая

Подробнее

Кодирование текстовой информации

Кодирование текстовой информации Содержание Вопросы для повторения Двоичное кодирование текстовой информации в компьютере Кодовая таблица Код ASCII Принцип последовательного кодирования алфавита Различные

Подробнее

Информация и ее кодирование. Вариант 1

Информация и ее кодирование Вариант 1 А1. Считая, что каждый символ кодируется 16-ю битами, оцените информационный объем следующей фразы в кодировке Unicode: Римские цифры пример непозиционной системы

Подробнее

КОДИРОВАНИЕ И РАСШИФРОВКА СООБЩЕНИЙ

РАЗБОР ЗАДАНИЯ 5 для ЕГЭ. Кодирование информации 5-я тема характеризуется, как задания базового уровня сложности, время выполнения примерно 2 минуты Кодирование это представление информации в форме, удобной

Подробнее

Основы программирования

Основы программирования Выбор варианта задания Номер варианта задания соответствует порядковому номеру студента в группе. Если порядковый номер больше, чем количество вариантов, нумерацию считать циклической.

Подробнее

Задача A. Треугольник из спичек

Задача A. Треугольник из спичек У Пети есть n спичек. Петя задумался, а может ли он сложить из них невырожденный треугольник, использовав все спички, причем ломать спички нельзя. Помогите Пете выяснить

Подробнее

Цифровая подпись Содержание:

Цифровая подпись Содержание: Сетевой семинар по информатике. Тема 6 П.1 Введение…2 П.2 Сущность метода…2 П.3. Математические основы…5 Задачи для самостоятельного решения:…7 Список рекомендуемой

Подробнее

Криптография: вчера, сегодня, завтра

Криптография: вчера, сегодня, завтра Содержание 1. Древний Рим: шифр Цезаря 2. Шифры простой замены 3. Частотный метод дешифровки, частотный анализ 4. «Пляшущие человечки» 5. Теоретико-числовые результаты

Подробнее

Кодирование информации

Оглавление Краткие теоретические сведения… 2 Кодовый алфавит и кодовое слово… 2 Префиксные коды… 3 Равномерные коды… 5 Примеры решения заданий… 5 Пример 1 задания с кратким ответом… 5 Пример

Подробнее

Задача A. Проверка ПСП

Задача A. Проверка ПСП check.in check.out Дана строка, состоящая из круглых, квадратных и фигурных скобок. Нужно проверить, является ли она правильной скобочной последовательностью. Во входном файле записана

Подробнее

ЛЕКЦИЯ 5 КРИПТОГРАФИЯ С ОТКРЫТЫМ КЛЮЧОМ

ЛЕКЦИЯ 5 КРИПТОГРАФИЯ С ОТКРЫТЫМ КЛЮЧОМ Продемонстрируем, как изложенные выше факты из теории чисел используются в современной криптографии с открытым ключом. Кстати, заметим, что фактически новый подход

Подробнее

Шифры перестановки и замены. Урок 4.

Конспект урока по информатике на тему: Шифры перестановки и замены. Урок 4.

Цель:

1. Ввести понятие информационного шума.

2. Познакомить учеников с некоторыми приемами шифрования.

3. Обеспечить поиск закономерностей в собранной информации.

Используемый материал учебника: задания 16—20.

Ход урока

Задание 16

На рисунке показано, как проходит урок математики в одной школе.

1. Обведи источники информации, которая мешает детям слушать учителя и решать задачу.

2. Какие источники информационного шума есть у тебя дома, когда ты делаешь домашнее задание?

3. Ты собираешься выполнять домашнее задание. Как сделать так, чтобы информационного шума было меньше?

a. Дети обводят на рисунке все, что мешает заниматься математикой (например: книгу со сказками, огромные банты, отвлекающие от дела сидящих за их хозяйками мальчиков), обмениваются мнениями, знакомятся с понятием «информационный шум».

b. источники информационного шума: включенные радио, телевизор или магнитофон, брат или сестра, пришедшие поговорить, лишние предметы на столе, домашние животные, громко разговаривающие родители или гости и т.д.

c. Меры по уменьшению информационного шума: выключить радио, телевизор, магнитофон, убрать лишние предметы со стола, попросить брата или сестру подойти позднее и т.д.

Задание 17

С незапамятных времён была информация, которую люди хотели скрыть. Для этого её кодировали, то есть записывали в соответствии с определёнными правилами. Набор таких правил называют шифром или кодом.

Полководец Лисандр из Древней Греции придумал шифр, который называется «Сциталь». Сциталь – это деревянная палочка определённой толщины.

Вместо палочки можно использовать шестигранный карандаш.

1. Намотай на карандаш полоску бумаги и запиши слово «информация» так как показано на рисунке. Размотай бумагу и увидишь на ней зашифрованное слово. Чтобы расшифровать сообщение, нужно взять такой же карандаш, намотать на него полоску с шифровкой и прочитать текст.

2. Напиши записку своему товарищу. Зашифруй её шифром «Сциталь». Попроси товарища прочесть записку.

3. Шифр Лисандра называют шифром перестановки. Объясни почему.

Я рассказываю об истории появления первого шифра (можно прочитать начальный текст).

a. Я демонстрирую работу с шифром «Сциталь» с помощью шестигранного карандаша, обращая внимание детей на то, что буквы поменялись местами.

b. Самостоятельное шифрование и расшифровка у многих учеников может не получиться. Я помогаю всем, у кого возникли трудности.

c. Шифр «Сциталь» является шифром перестановки, потому что основан на перестановке букв.

Задание 18

Древнеримский император Юлий Цезарь придумал способ кодирования информации, который так и называется «шифр Цезаря». Каждая буква текста заменяется третьей после неё буквой алфавита. Алфавит считается записанным по кругу, то есть после последней буквы алфавита следует его первая буква

1. Шифр Цезаря называют шифром замены. Объясни, почему.

2. Закончи шифрование слова «информация» шифром Цезаря. Заполни пропуски.

С помощью стрелок покажи правило замены букв.

a. Из текста задания, дети поймут, почему шифр Цезаря — это шифр замены: каждая буква заменяется другой буквой.

b. Рекомендуемая методика выполнения задания по завершении

шифрования слова информация:

1. Я обращаю внимание учеников, как с помощью стрелки на записи алфавита в учебнике показана замена буквы И на букву Л.

2. Дети по аналогии с помощью стрелок показывают, как заменены следующие три буквы слова. Затем в пустые клетки записывают пропущенные пять букв шифра.

3. Дети узнают почему буква Я заменяется буквой В. (Алфавит считается записанным по кругу, и поэтому В оказывается третьей после Я).

Ответ: ЛРчсУПгЩЛв

Задание 19

Кодирование текста.

1. Маша придумала алфавит. В нём столько же букв, сколько в русском алфавите. Она составила кодовую таблицу. Расшифруй сообщение, которое Маша отправила Мише.

2. Придумай свой шифр замены. Запиши в кодовую таблицу. Зашифруй короткое сообщение

a. ВКЛЮЧИ КОМПЬЮТЕР.

b. дети придумывают и используют свои шифры замены, работая в учебнике или за компьютером (в программе «кодирование текста»).

одну русскую букву можно заменить:

— другой русской буквой

— латинской (английской) буквой или буквой любого языка, известного ребенку

— числом, в котором количество цифр одинаково для всех заменяемых букв (например, каждая буква заменяется ее номером в алфавите, увеличенным на 10)

— геометрической фигурой

— рисунком. единственное требование: разным заменяемым буквам отвечают разные символы.

Если ребенок использует числа с разным количеством цифр, надо посмотреть, как он шифрует свое сообщение. Если между числами будут пробелы или, например, запятые, то можно считать, что все нормально. В противном случае хорошо бы показать ему и другим детям неоднозначность такого шифра. Например, если буква заменяется ее номером в алфавите, то можно предложить детям расшифровать запись 121. что это: аба, ау или ка? Можно подобрать и разные полные слова, шифруемые одинаково, такие как: абак (первое счетное устройство — см. дополнительные задания) и как, шифр обоих — 12112.

Замена одной буквы несколькими не рассматривается, так как по заданию во втором столбце ребенок должен писать свой алфавит, а не набор кодов в общем смысле.

Задание 20

Ученики получили задание написать рассказ о битве под Москвой в Великую Отечественную войну.

1. Где найти нужную информацию? Напиши название источников информации, которые выбрали ребята, и добавь свои.

2. Найди в тексте информацию о 28 панфиловцах и подчеркни её.

Осенью 1941 года немецкая армия пыталась взять Москву. Фашисты уже рассматривали её в бинокль. Но героизм бойцов и москвичей спас столицу.

Особенно прославилась дивизия генерала Панфилова. 16 ноября у разъезда Дубосеково 28 её бойцов четыре часа отбивали танковые атаки. Немцы потеряли 18 танков и не прошли.

В начале декабря наша армия перешла в наступление.

a. Источники информации о битве под Москвой, которые выбрали изображенные на рисунке учащиеся, — это книги и компьютер.

Другие источники: кинофильмы, статьи в газетах и журналах, теле и радиопередачи, музеи, панорамы, карты битвы, рассказы очевидцев (бабушек или прабабушек, дедушек или прадедушек, их друзей и знакомых, других родственников, ветеранов, приглашенных в школу, в клуб…) и т.д.

b. Ученики находят и подчеркивают в тексте абзац о подвиге 28-ми бойцов дивизии под командованием генерала Панфилова.

Тема №8403 Практическая работа по информатике Шифровка данных

Тема №8403

Практическая работа № 1. Шифровка данных.

Вариант 1.

Задание 1.

Шифр Цезаря. Этот шифр реализует следующее преобразование текста: каждая буква

исходного текста заменяется следующей после нее буквой в алфавите, который считается

написанным по кругу. Используя этот шифр, зашифруйте слова : Красна птица перьями,

а человек — знанием.

Задание 2.

Используя шифр Цезаря, декодируйте следующие фразы: ИОБОЙЁ – РПМПГЙОБ ФНЯ.

Задание 3.

Шифр Виженера. Это шифр представляет шифр Цезаря с переменной величиной сдвига.

Величину сдвига задают ключевым словом. Например, ключевое слово ВАЗА означает

следующую последовательность сдвигов букв исходного текста: 31913191 и т.д.

Используйте в качестве ключевого слова – слово ЛЕТО, закодируйте слова:

ИНФОРМАТИКА, ШКОЛА.

Задание 4.

Слова МСЦЮЭОЁЩ, ЮЧОЫЧЁ получены с помощью шифра Виженера с ключевым

словом ЛЕТО. Восстановите исходные слова.

Задание 5.

Используйте в качестве ключа: расположение букв на клавиатуре компьютера,

декодируйте сообщение:

Dvtcnt ntcyj, f dhjpm crexyj.

Задание 6.

Используйте в качестве ключа: расположение букв на клавиатуре компьютера,

закодируйте сообщение:

Лучше умный враг, чем глупый друг.

Задание 7.

Шифр «Перестановки». Кодирование осуществляется перестановкой букв в слове по

одному и тому же общему правилу. Восстановите слова и определите правило

перестановки:

РОПЕФТЬЛ , АКСРЕН

Задание 8.

Шифр Атбаш. Некоторые фрагменты библейских текстов зашифрованы с помощью

шифра, который назывался Атбаш. Правило шифрования состояло в замене i-й буквы

алфавита буквой с номером n – i + 1, где n — число букв в алфавите (значит, первая буква

заменяется последней, вторая – предпоследней и т.д.).

Закодируйте слова: Ступа, город, парк.

Задание 9.

Тарабарская грамота. Способ шифровки следующий: все согласные буквы русской

азбуки записываются в два ряда; одна половина букв вверху, другая половина — внизу,

причем в обратном порядке (одна буква под другой).

При зашифровки слов согласные взаимно заменялись, а остальные буквы и символы

оставались на своих местах без изменения.

Закодируйте фразы:

А) Намеки да попреки — семейные пороки.

Б) Где любовь и совет, там и горя нет.

Практическая работа № 1. Шифровка данных.

Вариант 2.

Задание 1.

Шифр Цезаря. Этот шифр реализует следующее преобразование текста: каждая буква

исходного текста заменяется следующей после нее буквой в алфавите, который считается

написанным по кругу. Используя этот шифр, зашифруйте слова : Мир освещается

солнцем, а человек — знанием.

Задание 2.

Используя шифр Цезаря, декодируйте следующие фразы: ИОБОЙЁ УСФЕПН

ЕПВЬГБЁУТА.

Задание 3.

Шифр Виженера. Это шифр представляет шифр Цезаря с переменной величиной сдвига.

Величину сдвига задают ключевым словом. Например, ключевое слово БЕДА означает

следующую последовательность сдвигов букв исходного текста: 26512561 и т.д.

Используйте в качестве ключевого слова – слово ВАЗА, закодируйте слова:

ИНФОРМАТИКА, ШКОЛА.

Задание 4.

Слова ЛОЭПУНИЧЛА, ЦУСМЛУИ получены с помощью шифра Виженера с ключевым

словом ВАЗА. Восстановите исходные слова.

Задание 5.

Используйте в качестве ключа: расположение букв на клавиатуре компьютера,

декодируйте сообщение:

Lj,hjt ,hfncndj, vbktt ,jufncndf.

Задание 6.

Используйте в качестве ключа: расположение букв на клавиатуре компьютера,

закодируйте сообщение:

Нет друга – ищи, а нашел – береги.

Задание 7.

Шифр «Перестановки». Кодирование осуществляется перестановкой букв в слове по

одному и тому же общему правилу. Восстановите слова и определите правило

перестановки:

ПСИНЛОЕТИЬЛ , ЕЧУИНБК

Задание 8.

Шифр Атбаш. Некоторые фрагменты библейских текстов зашифрованы с помощью

шифра, который назывался Атбаш. Правило шифрования состояло в замене i-й буквы

алфавита буквой с номером n – i + 1, где n — число букв в алфавите (значит, первая буква

заменяется последней, вторая – предпоследней и т.д.).

Закодируйте слова: Арка, парик, король.

Задание 9.

Тарабарская грамота. Способ шифровки следующий: все согласные буквы русской

азбуки записываются в два ряда; одна половина букв вверху, другая половина — внизу,

причем в обратном порядке (одна буква под другой).

При зашифровки слов согласные взаимно заменялись, а остальные буквы и символы

оставались на своих местах без изменения.

Закодируйте фразы:

А) Куда иголка, туда и нитка.

Б) При солнышке тепло, при матери добро.

Практическая работа № 1. Шифровка данных.

Вариант 3.

Задание 1.

Шифр Цезаря. Этот шифр реализует следующее преобразование текста: каждая буква

исходного текста заменяется следующей после нее буквой в алфавите, который считается

написанным по кругу. Используя этот шифр, зашифруйте слова: Знание и мудрость

украшают человека.

Задание 2.

Используя шифр Цезаря, декодируйте следующие фразы: ИОБОЙЁ ЕЁМП ОБЗЙГОПЁ.

Задание 3.

Шифр Виженера. Это шифр представляет шифр Цезаря с переменной величиной сдвига.

Величину сдвига задают ключевым словом. Например, ключевое слово ВАЗА означает

следующую последовательность сдвигов букв исходного текста: 31913191 и т.д.

Используйте в качестве ключевого слова – слово ЗИМА, закодируйте слова:

ИНФОРМАТИКА, ШКОЛА.

Задание 4.

Слова ШЪЬДЩЙЪНИ, МЪНККОЮ получены с помощью шифра Виженера с ключевым

словом ЗИМА. Восстановите исходные слова.

Задание 5.

Используйте в качестве ключа: расположение букв на клавиатуре компьютера,

декодируйте сообщение:

Pyfrjvs[ vyjuj , f lheptq vfkj.

Задание 6.

Используйте в качестве ключа: расположение букв на клавиатуре компьютера,

закодируйте сообщение:

Сам погибай, а товарища выручай.

Задание 7.

Шифр «Перестановки». Кодирование осуществляется перестановкой букв в слове по

одному и тому же общему правилу. Восстановите слова и определите правило

перестановки:

ФНИМРОИТААК , НОМОТИР

Задание 8.

Шифр Атбаш. Некоторые фрагменты библейских текстов зашифрованы с помощью

шифра, который назывался Атбаш. Правило шифрования состояло в замене i-й буквы

алфавита буквой с номером n – i + 1, где n — число букв в алфавите (значит, первая буква

заменяется последней, вторая – предпоследней и т.д.).

Закодируйте слова: Школа, парта, молоко.

Задание 9.

Тарабарская грамота. Способ шифровки следующий: все согласные буквы русской

азбуки записываются в два ряда; одна половина букв вверху, другая половина — внизу,

причем в обратном порядке (одна буква под другой).

При зашифровки слов согласные взаимно заменялись, а остальные буквы и символы

оставались на своих местах без изменения.

Закодируйте фразы:

А) Птица в гнезде до осени, а дети в дому до возраста.

Б) Слава сына — отцу отрада.

Практическая работа № 1. Шифровка данных.

Вариант 4.

Задание 1.

Шифр Цезаря. Этот шифр реализует следующее преобразование текста: каждая буква

исходного текста заменяется следующей после нее буквой в алфавите, который считается

написанным по кругу. Используя этот шифр, зашифруйте слова : Гордись не знанием

верхушек, а знанием корней.

Задание 2.

Используя шифр Цезаря, декодируйте следующие фразы: ИОБОЙА ОБ РМЁШЙ ОЁ

ЕБГАУ.

Задание 3.

Шифр Виженера. Это шифр представляет шифр Цезаря с переменной величиной сдвига.

Величину сдвига задают ключевым словом. Например, ключевое слово ВАЗА означает

следующую последовательность сдвигов букв исходного текста: 31913191 и т.д.

Используйте в качестве ключевого слова – слово РОЗА, закодируйте слова:

ИНФОРМАТИКА, ШКОЛА.

Задание 4.

Слова ХАИКУФЩ, ЪБШПЭЭСУЦЫЕ получены с помощью шифра Виженера с

ключевым словом РОЗА. Восстановите исходные слова.

Задание 5.

Используйте в качестве ключа: расположение букв на клавиатуре компьютера,

декодируйте сообщение:

Ytdthysq lheu – jgfcysq dhfu.

Задание 6.

Используйте в качестве ключа: расположение букв на клавиатуре компьютера,

закодируйте сообщение:

Не в службу, а в дружбу.

Задание 7.

Шифр «Перестановки». Кодирование осуществляется перестановкой букв в слове по

одному и тому же общему правилу. Восстановите слова и определите правило

перестановки:

ИРПЕТНР , МОКЮЬПРЕТ

Задание 8.

Шифр Атбаш. Некоторые фрагменты библейских текстов зашифрованы с помощью

шифра, который назывался Атбаш. Правило шифрования состояло в замене i-й буквы

алфавита буквой с номером n – i + 1, где n — число букв в алфавите (значит, первая буква

заменяется последней, вторая – предпоследней и т.д.).

Закодируйте слова: Окно, музей, порог.

Задание 9.

Тарабарская грамота. Способ шифровки следующий: все согласные буквы русской

азбуки записываются в два ряда; одна половина букв вверху, другая половина — внизу,

причем в обратном порядке (одна буква под другой).

При зашифровки слов согласные взаимно заменялись, а остальные буквы и символы

оставались на своих местах без изменения.

Закодируйте фразы:

А) Лучше хлеб есть с водой, чем жить со злою женой.

Б) Своя ноша не тянет, свой дым глаза не ест.

Практическая работа по информатике по теме: «Шифрование данных»

Просмотр содержимого документа

«Практическая работа по информатике по теме: «Шифрование данных»»

10 класс

Практическая работа № 1 «Шифрование данных»

Цель работы: знакомство с простейшими приемами шифрования и дешифрования текстовой информации.

Задание 1

Шифр Цезаря. Этот шифр реализует следующее преобразование текста: каждая буква исходного текста заменяется следующей после нее буквой в алфавите, который считается написанным по кругу.

Используя шифр Цезаря, зашифровать следующие фразы:

а) Делу время — потехе час

б) С Новым годом

в) Первое сентября

Задание 2

Используя шифр Цезаря, декодировать следующие фразы:

а) Лмбттоьк шбт

б) Вёмпё тпмочё рфтуьой

Задание 3

Шифр Виженера. Это шифр Цезаря с переменной величиной сдвига. Величину сдвига задают ключевым словом. Например, ключевое слово ВАЗА означает следующую последовательность сдвигов букв исходного текста: 3 1 9 1 3 1 9 1 и т.д. Используя в качестве ключевого слово ЗИМА, закодировать слова: АЛГОРИТМИЗАЦИЯ, КОМПЬЮТЕР, ИНТЕРНЕТ.

Задание 4

Слово ЁПЯЪЕБ получено с помощью шифра Виженера с ключевым словом БАНК. Восстановить исходное слово.

Задание 5

Используя в качестве ключа расположение букв на клавиатуре вашего компьютера, декодировать сообщение:

D ktce hjlbkfcm `kjxrf?

D ktce jyf hjckf?

Задание 6

Используя в качестве ключа расположение букв на клавиатуре вашего компьютера, закодировать сообщение:

Москва — столица России.

Задание 7

Шифр перестановки. Кодирование осуществляется перестановкой букв в слове по одному и тому же правилу. Восстановить слова и определить правило перестановки:

НИМАРЕЛ, ЛЕТОФЕН, НИЛКЙЕА, НОМОТИР, РАКДНАША.

Задание 8

Используя приведенный выше шифр перестановки, закодировать следующие слова: ГОРИЗОНТ, ТЕЛЕВИЗОР, МАГНИТОФОН.

Задание 9

Определить правило шифрования и расшифрования слова:

КЭРНОЦЛИТКЭЛУОНПИЕЖДАИФЯ

УКРОГРЕОШЛАЕКВИСЧТЕВМО

Задание 10*

Придумать свой ключ шифрования и закодировать с помощью него сообщение:

Бит — это минимальная единица измерения информации.

2

Информатика 8-9: Кодирование информации

Инфоурок

Задание для перевода 

Привет! Сегодня мы узнаем все о свойствах информации. Информация должна быть объективной, понятной, полезной, актуальной и полной. Мы также узнаем о трех информационных процессах — передача, хранение и обработка.

Задания с сайта «Информатика на 5»

1.29

«Шифр Цезаря». Этот шифр реализует следующее преобразование текста: каждая буква исходного текста заменяется третьей после нее буквой в алфавите, который считается написанным по кругу. Используя этот шифр, зашифруйте слова
ИНФОРМАЦИЯ, КОМПЬЮТЕР, ЧЕЛОВЕК.

1.30

Расшифруйте слово НУЛТХСЁУГЧЛВ, закодированное с помощью шифра Цезаря (см. задачу 1.29).

1.31

«Шифр Виженера». Это шифр представляет шифр Цезаря с переменной величиной сдвига. Величину сдвига задают ключевым словом. Например, ключевое слово ВАЗА означает следующую последовательность сдвигов букв исходного текста: 31913191 и т.д.
Так слово ДИМА будет закодированьо словом ЖЙХБ
Используя в качестве ключевого слово ВАГОН, закодируйте слова:
 АЛГОРИТМ, ПРАВИЛА, ИНФОРМАЦИЯ.

 АЛГОРИТМ — ГМЖЪЭЛУР

Из учебника Фиошина:

Тест. Передача и кодирование информации.

Упражнение. Кодирование информации.

Цезарь Шифр ​​| 101 Вычислительная техника

В криптографии шифр Цезаря, также известный как шифр сдвига, является одним из простейших и наиболее широко известных методов шифрования. Это тип шифра подстановки, в котором каждая буква в открытом тексте заменяется буквой на фиксированное количество позиций в алфавите. Например, при сдвиге влево 3, D будет заменено на A, E станет B и так далее. Метод назван в честь Юлия Цезаря, который использовал его в своей личной переписке.

Действие шифра Цезаря заключается в замене каждой буквы открытого текста другой буквой на фиксированное количество разрядов вниз по алфавиту.

Показанный выше шифр использует сдвиг влево на три, так что каждое вхождение E в открытом тексте становится B в зашифрованном тексте.

Преобразование может быть представлено выравниванием двух алфавитов; шифралфавит — это простой алфавит, повернутый влево или вправо на некоторое количество позиций. Например, вот шифр Цезаря, использующий вращение влево на три позиции, что эквивалентно сдвигу вправо на 23 (в качестве ключа используется параметр сдвига):

Обычный: ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
Шифр: XYZABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVW

При шифровании человек просматривает каждую букву сообщения в «простой» строке и записывает соответствующую букву в строке «шифр».

Открытый текст: БЫСТРЫЙ КОРИЧНЕВЫЙ ФОКС ПЫГАЕТ НА ЛЕНИНУЮ СОБАК
Шифрованный текст: QEB NRFZH YOLTK CLU GRJMP LSBO QEB IXWV ALD

Расшифровка производится в обратном порядке со сдвигом вправо 3.

Шифрование также может быть представлено с использованием модульной арифметики путем предварительного преобразования букв в числа в соответствии со схемой A = 0, B = 1,…, Z = 25. [2] Шифрование буквы x сдвигом n математически можно описать как,

Расшифровка производится аналогично,

Шифр ​​Цезаря назван в честь Юлия Цезаря, который использовал его более 2000 лет назад для защиты сообщений военного значения.

Верцингеторикс опускает руки к ногам Юлия Цезаря. Картина Лионеля Руайера — Музей КРОЗАТЬЕ дю Пюи-ан-Веле — Франция, общественное достояние.

Зашифрованное сообщение

Используйте программу Python для декодирования следующего секретного сообщения:

N qtaj uwtlwfrrnsl zxnsl Udymts!
Клавиша: сдвиг вправо на 5 знаков

Типы шифрования — Шифрование — Edexcel — GCSE Computer Science Revision — Edexcel

Существует множество различных типов алгоритмов шифрования.Они различаются по сложности и степени безопасности.

Шифр ​​Цезаря

Простой метод шифрования требует использования техники, известной как шифр Цезаря. Эту технику изобрел Юлий Цезарь, живший с 100 по 44 год до нашей эры. Шифр работает, присваивая ключу числовое значение. Каждая буква открытого текста заменяется новой буквой — той, которая находится в позиции исходной буквы в алфавите, плюс или минус значение ключа.

Например, значение ключа + три изменит текстовое сообщение «увидимся вечером» на зашифрованное сообщение «vhh brx wrqljkw».

Чтобы расшифровать сообщение, процесс выполняется в обратном порядке.

Шифры Цезаря часто показаны с использованием диаграммы колеса шифра Цезаря, чтобы проиллюстрировать, что, когда достигается конец алфавита, он снова возвращается.

Сегодня для шифрования сообщений используются гораздо более сложные алгоритмы. Шифр Цезаря очень легко расшифровать без ключа, поскольку он очень прост.

Асимметричное шифрование — открытый и закрытый ключи

От шифрования мало пользы, если неавторизованным пользователям известен ключ.Они могут использовать его для дешифрования любого сообщения, зашифрованного этим ключом.

Один из способов решения этой проблемы — использовать алгоритм, который генерирует два ключа — открытый ключ и закрытый ключ.

Открытый ключ может быть отдан любому. Затем любой может использовать этот ключ для шифрования сообщения. Однако открытый ключ не может расшифровать сообщение — это может сделать только второй, закрытый ключ. До тех пор, пока закрытый ключ никогда не будет выдан, сообщения будут надежно зашифрованы.

Метод шифрования, использующий таким образом открытый и закрытый ключи, известен как асимметричное шифрование.Существует ряд различных алгоритмов асимметричного шифрования.

Методы шифрования, в которых используется один и тот же ключ для шифрования и дешифрования, известны как методы симметричного шифрования.

Caesar Cipher — GCSE Computer Science

Часто задаваемый вопрос на экзаменах GCSE Computer Science включает в себя кодирование или декодирование сообщения с использованием шифра Caesar Cipher. Это простое устройство названо в честь знаменитого императора, который использовал его для шифрования военных сообщений. Он включает в себя «сдвиг» каждого символа исходного сообщения (открытого текста) на фиксированную величину для создания закодированного сообщения (зашифрованного текста).Взгляните на изображение ниже: оно представляет собой сдвиг на 3 символа (что, по-видимому, является версией, которую использовал сам Цезарь). Так, например, «A» становится «D», а «H» становится «K». Если сдвиг помещает новое значение за 26-ю позицию, оно «возвращается назад» в начало, так что, например, «Z» становится «C» при сдвиге на 3 позиции. Приведенная ниже таблица может быть очень полезной при определении новой позиции для конкретной буквы. Чтобы использовать его, вы добавляете ключ (или «величину сдвига») к значению каждой буквы и считываете новую букву для нового значения.Если новое значение больше 25, вы заранее вычитаете 26. Используя этот метод, текстовое сообщение «HELLO» со сдвигом на 3 становится «KHOOR». Просто а? Проблема в том, что, поскольку это так просто, очень легко расшифровать сообщения, закодированные с помощью этого метода. Как вы подойдете к расшифровке зашифрованного сообщения с неизвестным ключом? Существуют более безопасные шифры, такие как шифр Виженера, основанный на шифре Цезаря. Другие шифры, о которых вам может потребоваться знать для экзамена GCSE по информатике, — это шифр Pigpen и шифр Rail Fence.Ниже представлена ​​очень простая реализация шифра Цезаря на Python. Введите его в свой редактор IDLE (не копируйте и не вставляйте!) И запустите, чтобы убедиться, что он работает. Попробуйте вызвать функцию шифрования с другими значениями. Как только вы это сделаете, подумайте, что вы можете сделать, чтобы расширить программу. Например, можете ли вы написать функцию «дешифровать»? А как насчет обработки строчных букв?

 # программа Ceasar Cipher

# Функция для кодирования отдельных символов на основе ключа
def cipher (char, key):
    char = (ord (char) + ключ - 65)% 26 + 65
    вернуть chr (char)

# Функция для кодирования всего открытого текста
def шифрование (открытый текст, ключ):
    ciphertext = ""
    для char в открытом тексте.верхний ():
        зашифрованный текст + = шифр (символ, ключ)
    вернуть зашифрованный текст
    
# Протестируйте программу с конкретными значениями
print (encipher ("Привет", 3))
 

Развлекайтесь, исследуя увлекательный мир шифров.

Что такое криптография? Определение из SearchSecurity

Что такое криптография?

Криптография — это метод защиты информации и коммуникаций с помощью кодов, так что только те, для кого предназначена информация, могут ее прочитать и обработать.

В информатике под криптографией понимаются методы защиты информации и коммуникации, основанные на математических концепциях и наборе основанных на правилах вычислений, называемых алгоритмами, для преобразования сообщений способами, которые трудно расшифровать. Эти детерминированные алгоритмы используются для генерации криптографических ключей, цифровой подписи, проверки для защиты конфиденциальности данных, просмотра веб-страниц в Интернете и конфиденциальной связи, такой как транзакции по кредитным картам и электронная почта.

Методы криптографии

Криптография тесно связана с дисциплинами криптологии и криптоанализа.Он включает в себя такие методы, как микроточки, слияние слов с изображениями и другие способы скрытия информации при хранении или передаче. Однако в современном компьютерно-ориентированном мире криптография чаще всего связана с шифрованием открытого текста (обычного текста, иногда называемого открытым текстом ) в зашифрованный текст (процесс, называемый шифрованием), а затем обратно (известный как дешифрование). Лица, практикующие в этой области, известны как криптографы.

Современная криптография преследует четыре цели:

1. Конфиденциальность. Информация не будет понятна никому, для кого она не предназначалась.
2. Целостность. Информация не может быть изменена при хранении или передаче между отправителем и предполагаемым получателем без обнаружения изменения.
3. Отсутствие отказа от авторства. Создатель / отправитель информации не может на более позднем этапе отрицать свои намерения в создании или передаче информации.
4. Аутентификация. Отправитель и получатель могут подтвердить личность друг друга и источник / место назначения информации.

Процедуры и протоколы, отвечающие некоторым или всем вышеперечисленным критериям, известны как криптосистемы. Часто считается, что криптосистемы относятся только к математическим процедурам и компьютерным программам; однако они также включают регулирование человеческого поведения, такое как выбор трудно угадываемых паролей, выход из неиспользуемых систем и отказ от обсуждения конфиденциальных процедур с посторонними.

Криптография — это процесс шифрования и дешифрования данных.

Криптографические алгоритмы

Криптосистемы

используют набор процедур, известных как криптографические алгоритмы или шифры, для шифрования и дешифрования сообщений с целью защиты связи между компьютерными системами, устройствами и приложениями.

Набор шифров использует один алгоритм для шифрования, другой алгоритм для аутентификации сообщений и третий для обмена ключами. Этот процесс, встроенный в протоколы и написанный в программном обеспечении, работающем в операционных системах (ОС) и сетевых компьютерных системах, включает:

• Генерация открытого и закрытого ключей для шифрования / дешифрования данных
• цифровая подпись и проверка для аутентификации сообщений
• обмен ключами

Виды криптографии

Одноключевое или симметричное шифрование Алгоритмы создают фиксированную длину битов, известную как блочный шифр, с секретным ключом, который создатель / отправитель использует для шифрования данных (шифрование), а получатель использует для их дешифрования.Одним из примеров криптографии с симметричным ключом является Advanced Encryption Standard (AES). AES — это спецификация, установленная в ноябре 2001 г. Национальным институтом стандартов и технологий (NIST) в качестве федерального стандарта обработки информации (FIPS 197) для защиты конфиденциальной информации. Стандарт утвержден правительством США и широко используется в частном секторе.

В июне 2003 года AES была одобрена правительством США для использования секретной информации. Это бесплатная спецификация, реализованная в программном и аппаратном обеспечении по всему миру.AES является преемником стандарта шифрования данных (DES) и DES3. Он использует более длинные ключи — 128-бит, 192-бит, 256-бит — для предотвращения грубой силы и других атак.

Симметричная криптография использует один ключ, в то время как асимметричная криптография использует пару ключей для шифрования и дешифрования данных.

Шифрование с открытым или асимметричным ключом Алгоритмы используют пару ключей, открытый ключ, связанный с создателем / отправителем, для шифрования сообщений и закрытый ключ, который знает только отправитель (если он не раскрыт или они не решат поделитесь им) для расшифровки этой информации.

Примеры криптографии с открытым ключом:

• RSA, широко используется в Интернете
• Алгоритм цифровой подписи с эллиптической кривой (ECDSA), используемый биткойнами
• Алгоритм цифровой подписи (DSA) принят в качестве федерального стандарта обработки информации для цифровых подписей NIST в FIPS 186-4
• Обмен ключами Диффи-Хеллмана

Чтобы поддерживать целостность данных в криптографии, хэш-функции , которые возвращают детерминированный вывод из входного значения, используются для преобразования данных в фиксированный размер данных.Типы криптографических хеш-функций включают SHA-1 (алгоритм безопасного хеширования 1), SHA-2 и SHA-3.

Проблемы криптографии

Злоумышленники могут обходить криптографию, взламывать компьютеры, отвечающие за шифрование и дешифрование данных, и использовать слабые реализации, такие как использование ключей по умолчанию. Однако криптография затрудняет злоумышленникам доступ к сообщениям и данным, защищенным алгоритмами шифрования.

Растущее беспокойство по поводу вычислительной мощности квантовых вычислений, способных нарушить существующие стандарты криптографического шифрования, привело к тому, что в 2016 году NIST призвал математическое и научное сообщество опубликовать статьи о новых стандартах криптографии с открытым ключом.

В отличие от сегодняшних компьютерных систем, квантовые вычисления используют квантовые биты (кубиты), которые могут представлять как нули, так и единицы, и, следовательно, выполнять два вычисления одновременно. В то время как крупномасштабный квантовый компьютер может не быть построен в ближайшее десятилетие, существующая инфраструктура требует стандартизации общеизвестных и понятных алгоритмов, которые предлагают безопасный подход, согласно NIST. Крайний срок подачи заявок — ноябрь 2017 года, ожидается, что анализ предложений займет от трех до пяти лет.

История криптографии

Слово «криптография» происходит от греческого kryptos , что означает скрытый.

Префикс «crypt-» означает «скрытый» или «хранилище», а суффикс «-графия» означает «письмо».

Происхождение криптографии обычно датируется примерно 2000 годом до нашей эры, с египетской практикой иероглифов. Они состояли из сложных пиктограмм, полное значение которых было известно лишь немногим избранным.

Первое известное использование современного шифра было Юлием Цезарем (100 г. до н.э.До 44 г. до н.э.), который не доверял своим посланникам в общении со своими правителями и офицерами. По этой причине он создал систему, в которой каждый символ в его сообщениях был заменен символом на три позиции впереди него в латинском алфавите.

В последнее время криптография превратилась в поле битвы лучших математиков и компьютерных ученых мира. Возможность безопасного хранения и передачи конфиденциальной информации оказалась решающим фактором успеха на войне и в бизнесе.

Поскольку правительства не хотят, чтобы определенные организации в их странах и из их стран имели доступ к способам получения и отправки скрытой информации, которая может представлять угрозу национальным интересам, криптография подвергалась различным ограничениям во многих странах, начиная от ограничений использование и экспорт программного обеспечения для всеобщего распространения математических концепций, которые могут быть использованы для разработки криптосистем.

Однако Интернет позволил распространить мощные программы и, что более важно, базовые методы криптографии, так что сегодня многие из самых передовых криптосистем и идей теперь являются общественным достоянием.

COMP_SCI 396: Введение в криптографию | Компьютерные науки

Предлагаемый квартал

Осень
:
12: 30-1: 50 Вт
;
Ван

Предварительные требования

(COMP_SCI 212 и COMP_SCI 214) или аспирант (MS или Ph.D), стоящий

Описание

Этот курс охватывает базовые знания в понимании и использовании криптографии. Основное внимание уделяется определениям, теоретическим основам и строгим доказательствам безопасности с некоторой практикой программирования.Темы включают симметричное шифрование и шифрование с открытым ключом, целостность сообщений, хэш-функции, разработку и анализ блочного шифра, теорию чисел и цифровые подписи.

Обзор

Этот курс представляет собой введение в криптографию для студентов, цель которого — представить теоретические основы криптосистем, используемых в реальном мире. В этом классе мы рассмотрим общие криптографические объекты «изнутри», чтобы лучше понять различные криптографические примитивы, алгоритмы, атаки и протоколы.

РЕКОМЕНДУЕМЫЙ УЧЕБНИК: Введение в современную криптографию, 2-е издание . Студентам настоятельно рекомендуется получить физическую копию книги, так как экзамены будут «открытой книгой» без использования электронных устройств. Задания будут выбраны из этой книги.

Предварительные требования. Не предполагается наличие углубленного математического образования, но ожидается, что учащиеся будут иметь «математическую зрелость», поскольку многие концепции будут абстрактными, будут даны строгие определения и доказательства, а также некоторые новые математические науки (например.g., теория групп, теория чисел). Предполагаются базовые знания в области дискретной математики (вероятность, модульная арифметика) и базовые знания в области алгоритмов (нотация большого О и анализ наихудшего случая, чтение псевдокода).

ПОДРОБНЫЕ ТЕМЫ КУРСА:

Криптография с симметричным ключом.
— Синтаксис шифрования с закрытым ключом. Классические шифры. Элементарный криптоанализ и частотный анализ.
— Совершенная секретность. Одноразовый блокнот.
— Вычислительное понятие безопасности. Псевдослучайные и псевдослучайные генераторы. Псевдо-OTP.
— Доказательства сокращением и доказательство безопасности псевдо-OTP. Псевдослучайные функции, псевдослучайные перестановки и блочные шифры.

— Безопасность для множественного шифрования. CPA-безопасность от псевдослучайных функций.
— Режимы работы блочного и потокового шифрования.
— Атаки по выбранному зашифрованному тексту и CCA-безопасность.
— Определение безопасности для MAC-адресов. MAC фиксированной длины.MAC для сообщений произвольной длины. CBC-MAC и HMAC.
— Атаки оракула с пропиткой. Аутентифицированное шифрование и общие конструкции.
— Хеш-функции и устойчивость к коллизиям. Атаки дня рождения на хэш-функции. Преобразование Меркла-Дамгарда. Хеш-функции как случайные оракулы. Дополнительные приложения хеш-функций.

Криптография с открытым ключом.
— Теория групп.
— Допущение дискретного логарифма и допущение Диффи-Хеллмана.
— Протокол обмена ключами Диффи-Хеллмана.
— шифрование Эль-Гамаля.
— Гибридное шифрование и парадигма KEM / DEM.
— Цифровые подписи.
— Парадигма решетки и знака.
— Сертификаты и инфраструктуры открытых ключей.

КООРДИНАТОР КУРСА: Проф. Сяо Ван
ИНСТРУКТОР КУРСА: Проф. Ван

AP Принципы информатики | Академия компьютерных наук @ Galileo

Криптография — Защита Интернета

Этот урок посвящен современным криптографическим системам, которые используются для
обезопасить Интернет.Он описывает, как алгоритм Diffie-Hellman решает
проблема обмена ключами , решающий шаг на пути к тому, чтобы Интернет стал возможным.
Без возможности безопасного обмена секретными ключами было бы невозможно провести
финансовые транзакции по сети. Как мы увидим, это неразрешимость
решение некоторой односторонней математической функции , которая делает возможным Диффи-Хеллмана.

Он также описывает открытый ключ Ривест-Шамир-Адлеман (RSA)
алгоритм.В этом случае мы увидим, что это несговорчивость простого числа .
Факторизация проблема, которая делает возможным RSA.

Урок завершается описанием рукопожатия, которое происходит между вашими
браузер и веб-сервер всякий раз, когда задействована безопасная транзакция. Безопасные транзакции
включить доступ к веб-странице по протоколу HTTPs . Или обменять
информация через Интернет Secure Socket Level (SSL) . Как мы увидим
В этом процессе используются как симметричный алгоритм , так и алгоритм открытого ключа .

На уроке также будет описана модель доверия в Интернете , т. Е. Модель
который использует цифровые сертификаты , чтобы гарантировать, что ваш браузер может доверять Google или
Amazon, когда их серверы делятся своими открытыми ключами с браузерами.

Система, которая гарантирует безопасность Интернета, — это удивительно сложная и увлекательная система, объединяющая многие из
концепции, которые мы изучали в этом курсе.

Часть 1: Обмен ключами Диффи-Хеллмана (ВИДЕО)

Это видео включает видеоклипы из превосходного объяснения Брит Круз.
алгоритма обмена ключами Диффи-Хеллмана .Вы можете пожелать
приостановить видео, где предлагается попробовать практическую демонстрацию смешивания цветов
ниже.

Действие: Демонстрация секретных цветов обмена Диффи-Хеллмана

Это веб-приложение реализует аналогию смешения цветов
представлен в ролике Brit Cruise. Вы можете выбрать общий общедоступный цвет, а затем свой
собственный личный (секретный) цвет. Когда вы нажимаете «Показать общий секрет!» приложение будет
отображать секретный цвет, которым он делится с вами.

Приложение также даст вам возможность использовать шестнадцатеричный код
система счисления , о которой мы говорили в Блоке 2.Цвета представлены
в системе RGB, то есть путем смешивания основных цветов красного (R), зеленого (G) и синего (B)
в разных количествах. Смеси представлены шестизначными шестнадцатеричными числами,
где первые две цифры представляют количество красного цвета, следующие две представляют
количество зеленого, а последние два представляют собой примерно синего цвета. Например, чистый
красный — FF0000. В
в этом случае FF — это максимальное количество
красный (равно 255 в десятичной системе).
Шестнадцатеричное число 00FF00 будет представлять
чистый зеленый.
Если вы смешаете много синего и зеленого, 00FFFF, вы должны
получить воду.Если смешать много красного с зеленым,
FF8500, у вас должно получиться
апельсин.

Попробуйте. Просто введите свои шестнадцатеричные числа в текстовые поля и нажмите
«Показать общий секрет!» кнопка.

Часть 2: RSA (ВИДЕО)

Часть 3: HTTPS (ВИДЕО)

Отражение

Отвечает на следующие вопросы в Google Classroom:

1. Объясните своими словами, почему шифрование с открытым ключом не является симметричным.
2. Криптография опирается на открытые стандарты — общедоступный протокол или стандарт.Зачем нужны открытые стандарты?

Основы криптографии

Криптография означает секретную запись . Это искусство и наука
отправка секретных сообщений, и это использовалось генералами и правительствами и
обычные люди практически с момента изобретения письменности.

Как мы увидим в следующем уроке, современные криптографические методы очень важны.
для обеспечения безопасности наших транзакций в Интернете.Криптография играет
роль всякий раз, когда вы делаете онлайн-покупку на Amazon или предоставляете свой пароль для
Google. Если бы мы не могли рассчитывать на безопасность этих транзакций, т. Е. На шифрование
используя какой-то криптографический алгоритм — у нас действительно не было бы Интернета, как мы знаем
это сегодня.

Этот урок посвящен некоторым классическим шифрам, начиная с
один из первых шифров, шифр Цезаря, который Юлий Цезарь использовал в 34 г. до н. э. Словно
другие шифры, которые мы изучаем в этом уроке, это так называемый симметричный шифр ,
это означает, что один и тот же ключ используется как для шифрования , так и для
расшифровывает сообщения.Как мы также увидим, все шифры состоят из двух частей:
ключ и их алгоритм . И это ключ, а не алгоритм,
что позволяет шифру создавать секретные сообщения. Фактически, в современной криптографии
все алгоритмы основаны на открытых стандартах , которые созданы командами
экспертов, открыто обсуждаются, принимаются и поддерживаются организациями по стандартизации.

Итак, давайте взглянем на некоторые из классических шифров и некоторые из основных
принципы криптографии.В этом уроке есть несколько практических заданий, в которых
у вас будет возможность попрактиковаться в шифровании и дешифровании сообщений и анализе
шифры.

Часть 1: Цезарь Шифр ​​(ВИДЕО)

Действие: Цезарь Шифр ​​

1. Вручную: Используйте шифр Цезаря, чтобы зашифровать свое имя. Использовать
   ключ 3 с первой попытки. Затем используйте приведенный выше сценарий, чтобы проверить свой ответ.
2. Поиск методом перебора . брутфорс поиск
   для ключа Цезаря означало бы проверить все возможные ключи.Сколько бы ключей вы бы
   нужно протестировать?

   Используйте поиск грубой силы для поиска трещины
   следующее сообщение. Какой ключ?

    YTNP HZCV JZF OTO TE!
    

Часть 2: Шифр ​​простой подстановки (ВИДЕО)

Действие: Шифр ​​простой подстановки

1. Вручную: Используйте шифр простой подстановки, чтобы зашифровать свое имя.
   Выберите собственное ключевое слово, чтобы создать шифралфавит.Затем используйте сценарий, чтобы проверить свой результат.

2. Расшифровать: Следующее слово, SIRTQSMTCKJ ,
   был зашифрован ключевым словом простой . Вы можете его расшифровать?

3. Атака грубой силой. Сколько ключей (порядков алфавита)
   вы бы попытались провести атаку методом грубой силы?

Часть 3: Частотный анализ (ВИДЕО)

Операция: Частотный анализ

1. Частотный анализ: Было зашифровано одно из следующих сообщений.
   с использованием шифра подстановки и другого с шифром транспозиции .Можете ли вы определить, что есть что?
   Вставьте сообщения в инструмент частотного анализатора (вверху) и просмотрите их
   частотные гистограммы ?.

   Текст 1.

   nybfx ymjgj xytky nrjxn ybfxy mjbtw xytky nrjx nybfx ymjfl jtkbn xitrn ybfxy mjflj
   tkktt qnxms jxxn ybfxy mjjut hmtkg jqnjk nybfx ymjju thmtk nshwj izqny dnyb fxymj
   xjfxt stkqn lmyny bfxym jxjfx tstki fwpsj xxny bfxym jxuwn sltkm tujny bfxym jbnsy
   jwtki jxufn wbjm fijaj wdymn slgjk twjzx bjmfi stymn slgjk twjzx bjbj wjfqq ltnsl inwjh
   yytmj fajsb jbjwj fqqlt nslin wjhy ymjty mjwbf dnsxm twyym jujwn tibfx xtkfw qnpjy
   mjuwj xjsy ujwnt iymfy xtrjt knyxs tnxnj xyfzy mtwny njxns xnxyj itsny xgjn slwjh jnaji
   ktwlt titwk twjan qnsym jxzuj wqfyn ajijl wjjt khtru fwnxt stsqd
    

   Текст 2.

    ttbti swhot istta osmwh gflhs tsecf liaho ondia henit ahena nwtpnf ewtie fpree rhbou
   hnhbo uerli deovw rlode oeasr hrdsa itrei ttein ittie ntote gceoo rrits etegc псоя hsfmt
   sesfm iahew dtseo oiewh pheet tecir uytss sohts ssoks isero oisen oeawa vtnee watne
   ewagn rtenw egnit htwih tpiao reeet eoaoo sieuo tiiei ieidg dfvih pliee omrol setet wtese
   iotao siaoo fwphe lwtof wtofs tsipt wtsid egfed gfweo gtaea grehn oeofl psrdm fssri
   sdbnv foone avefi nweoi arowg fiaef nsteb isefc tieag ieare ahgha hrdhy irsoi rseli ceeli
   ctryt ewskh nphst oahss nsrer oelur droan
    

Часть 4: Vigenere Cipher (ВИДЕО)

Действие: Виженера Шифр ​​

1. Вручную: Используйте шифр Виженера, чтобы зашифровать свое имя.Выбирать
   ваше собственное ключевое слово.
2. Расшифруйте следующее сообщение, которое было зашифровано.
   используя шифр Виженера с
   ключевое слово зебры .

    SLJJ IK OSMPADOLBSELHG
    

3. Частотный анализ: Используйте инструмент Frequency Analyzer (см. Выше) для
   посчитайте частоту букв в следующем тексте, который является тем же текстом, который был
   зашифрованный в предыдущем упражнении. В данном случае он был зашифрован с помощью Виженера.
   шифр.Какие отличия вы наблюдаете от гистограмм, которые вы использовали в предыдущем
   упражнение.

    sabjt zdffj tgexj dekhx xrslg ixfrk ssgki edwj kwsrx ivayd sgnik csnzt ozwuy esfip wfgnp
   jjhfd wtzt ozwuy ewosd yoxai mzexh xxrsl gifgo ugsgz nuqie llasc jkws rxivs wzwpe
   oxhki kilve tkhwr ibjof njbik fdwt ztozw uyeko vjegg elpge asabj tzdaj etwqs gueko ejiw
   wgeev vwqcu yifff fwojd ytnez zhoft zhrhs exnvf lsod afies kphfi ffhji eusxp vandr xvwwq
   ibcly nmoxd aqidk tzds uyejv ezznk gsskt zdtfi igcab jsgee scicd xivpj dwfet hdvj fdlge
   ujoed sgztk msjji wrxbl tznvj kiwrm ojiks iefna swcv iffvf teaui ewojf spuoj essvv akmok
   hwryq vrdzx jmevd ksve gegpd psqmt fngmp z
    

Часть 5: Совершенная секретность и проблема обмена ключами (ВИДЕО)

Отражение:
Отвечает на следующие вопросы в Google Classroom:

1. Кратко объясните, как можно взломать следующие шифры подстановки: шифр Цезаря, простой шифр подстановки, шифр Виженера.
2. Определите симметричное шифрование.

Безопасность и криптография | Компьютерные науки

Защита Интернета создает большие проблемы и открывает новые возможности для исследований. Потенциальные приложения, такие как Интернет-голосование, общедоступные медицинские записи и повсеместная электронная коммерция, блокируются из-за серьезных проблем с безопасностью и конфиденциальностью. Эпидемия хакерских атак на персональные компьютеры и веб-сайты лишь подчеркивает внутреннюю уязвимость существующей компьютерной и сетевой инфраструктуры.

Адекватное решение проблем безопасности и конфиденциальности требует сочетания технических, социальных и юридических подходов. Темы, которые в настоящее время активно исследуются в отделе, включают математическое моделирование свойств безопасности, реализацию и применение криптографических протоколов, безопасные и сохраняющие конфиденциальность распределенные алгоритмы, доверительное управление, проверку свойств безопасности и код подтверждения. Есть также интерес к юридическим аспектам безопасности, конфиденциальности и интеллектуальной собственности как внутри департамента, так и во всемирно известной Йельской юридической школе, с которой мы сотрудничаем.Некоторые из этих тем описаны более подробно ниже.

Джеймс Аспнес интересуется проблемами, связанными с защитой больших распределенных алгоритмов от сбоев ненадежными участниками. Использование криптографических методов может позволить сертифицировать промежуточные результаты в распределенном алгоритме независимо от того, кто их предоставляет, что снижает проблему выбора, каким машинам доверять. Эти проблемы становятся особенно важными в таких системах, как одноранговые сети, где соединение с системой является добровольным и не может ограничиваться только машинами, находящимися под контролем разработчика алгоритмов

.

Джоан Фейгенбаум интересуется основами электронной коммерции и фундаментальными проблемами теории сложности, которые мотивированы криптологией.Одна из таких проблем — мощность вычислений, «скрывающих экземпляры». Может ли владелец частной базы данных использовать превосходную вычислительную мощность одной или нескольких других машин (возможно, за определенную плату), не открывая базу данных этим машинам? В наборе влиятельных статей с Мартеном Абади, Доном Бивером, Лансом Фортноу и Джо Килианом профессор Фейгенбаум показал: 1) что вычисления, скрывающие экземпляры, ограничены по мощности, если владелец частной базы данных может обращаться только к одной другой машине. ; 2) они чрезвычайно эффективны, если владелец может обращаться к нескольким другим машинам, и 3) скрытие экземпляров тесно связано с некоторыми из центральных тем теории сложности, например.g., интерактивная доказуемость, средняя и худшая сложность, а также затраты на связь, присущие многосторонним протоколам.

В другом направлении профессор Фейгенбаум в сотрудничестве с Мэттом Блейзом и Джеком Лейси основал исследовательское направление «доверительное управление». Новые интернет-сервисы, использующие шифрование в массовом масштабе, требуют сложных механизмов управления доверием. Электронные предприятия будут получать запросы на действие с криптографической подписью и должны будут решить, удовлетворять ли эти запросы.В централизованных (и мелкомасштабных распределенных) вычислительных сообществах авторизатор может принять такое решение на основе личности человека, подписавшего запрос. Однако глобальный электронный бизнес в масштабе Интернета не может полагаться на идентичность. Большинство продавцов не контактировали с типичным потенциальным покупателем до того, как впервые получат от него запрос. Принятие решений об авторизации в среде этого типа требует формальных методов для определения политик безопасности и учетных данных безопасности, строгого определения того, доказывает ли конкретный набор учетных данных, что запрос соответствует политике, и передачи доверия сторонним издателям учетных данных.Системы доверительного управления «PolicyMaker» и «KeyNote», которые она изобрела совместно с Блейзом, Лейси, Джоном Иоаннидисом и Ангелосом Керомитисом, оказали широкое влияние на крупномасштабные механизмы распределенной авторизации.

Майкл Фишер интересуется проблемами безопасности, связанными с Интернет-голосованием, и в более общем плане доверием и безопасностью многосторонних вычислений. Он разрабатывал искусственное общество, в котором доверие имеет точное алгоритмическое значение. В этой обстановке можно научиться доверию и использовать его для принятия решений.Лучшие решения приводят к большему социальному успеху. Эта структура позволяет разрабатывать и анализировать некоторые очень простые алгоритмы обучения и использования доверия, которые легко реализовать в различных условиях и, возможно, аналогичны тем, которые люди обычно используют в повседневной жизни.

Чжун Шао возглавляет группу FLINT в Йельском университете, которая разрабатывает систему безопасного мобильного кода, основанную на логике аутентификации, проверочном коде и компиляторах сертификации на основе типов. Логика аутентификации — это формальная логика, которая позволяет рассуждать о свойствах систем и протоколов, которые проверяют личность пользователей и решать, разрешать ли различные операции.Моделирование таких систем обеспечивает обычные преимущества формального анализа: скрытые допущения становятся явными, избыточные функции обнаруживаются, и в системе могут быть обнаружены недостатки. Код с подтверждением (PCC) позволяет производителю кода предоставлять (скомпилированную) программу хосту вместе с формальным доказательством безопасности. Хост может указать политику безопасности и набор аксиом для рассуждений о безопасности; доказательство производителя должно быть основано на этих аксиомах. Сертифицирующие компиляторы на основе типов — это компиляторы, которые используют информацию статического типа для создания доказуемо безопасного целевого кода.Эти технологии естественным образом сочетаются друг с другом и составляют основу современной безопасной системы мобильного кода.

Аффилированный факультет: Джеймс Аспнес, Джоан Фейгенбаум, Майк Фишер, Чжун Шао.

.