Символы для шифровки алфавита: Шифрование букв символами. Цифровые шифры

Шифрование букв символами. Цифровые шифры

В шифрах замены (или шифрах подстановки), в отличие от , элементы текста не меняют свою последовательность, а изменяются сами, т.е. происходит замена исходных букв на другие буквы или символы (один или несколько) по неким правилам.

На этой страничке описаны шифры, в которых замена происходит на буквы или цифры. Когда же замена происходит на какие-то другие не буквенно-цифровые символы, на комбинации символов или рисунки, это называют прямым .

Моноалфавитные шифры

В шифрах с моноалфавитной заменой каждая буква заменяется на одну и только одну другую букву/символ или группу букв/символов. Если в алфавите 33 буквы, значит есть 33 правила замены: на что менять А, на что менять Б и т.д.

Такие шифры довольно легко расшифровать даже без знания ключа. Делается это при помощи частотного анализа
зашифрованного текста — надо посчитать, сколько раз каждая буква встречается в тексте, и затем поделить на общее число букв. Получившуюся частоту надо сравнить с эталонной. Самая частая буква для русского языка — это буква О, за ней идёт Е и т.д. Правда, работает частотный анализ на больших литературных текстах. Если текст маленький или очень специфический по используемым словам, то частотность букв будет отличаться от эталонной, и времени на разгадывание придётся потратить больше. Ниже приведена таблица частотности букв (то есть относительной частоты встречаемых в тексте букв) русского языка, рассчитанная на базе НКРЯ .

Использование метода частотного анализа для расшифровки шифрованных сообщений красиво описано во многих литературных произведениях, например, у Артура Конана Дойля в романе « » или у Эдгара По в « ».

Составить кодовую таблицу для шифра моноалфавитной замены легко, но запомнить её довольно сложно и при утере восстановить практически невозможно, поэтому обычно придумывают какие-то правила составления таких кодовых страниц. Ниже приведены самые известные из таких правил.

Случайный код

Как я уже писал выше, в общем случае для шифра замены надо придумать, какую букву на какую надо заменять. Самое простое — взять и случайным образом перемешать буквы алфавита, а потом их выписать под строчкой алфавита. Получится кодовая таблица. Например, вот такая:

Число вариантов таких таблиц для 33 букв русского языка = 33! ≈ 8.683317618811886*10 36 . С точки зрения шифрования коротких сообщений — это самый идеальный вариант: чтобы расшифровать, надо знать кодовую таблицу. Перебрать такое число вариантов невозможно, а если шифровать короткий текст, то и частотный анализ не применишь.

Но для использования в квестах такую кодовую таблицу надо как-то по-красивее преподнести. Разгадывающий должен для начала эту таблицу либо просто найти, либо разгадать некую словесно-буквенную загадку. Например, отгадать или решить .

Ключевое слово

Один из вариантов составления кодовой таблицы — использование ключевого слова. Записываем алфавит, под ним вначале записываем ключевое слово, состоящее из неповторяющихся букв, а затем выписываем оставшиеся буквы. Например, для слова «манускрипт»
получим вот такую таблицу:

Как видим, начало таблицы перемешалось, а вот конец остался неперемешенным. Это потому, что самая «старшая» буква в слове «манускрипт» — буква «У», вот после неё и остался неперемешенный «хвост». Буквы в хвосте останутся незакодированными. Можно оставить и так (так как большая часть букв всё же закодирована), а можно взять слово, которое содержит в себе буквы А и Я, тогда перемешаются все буквы, и «хвоста» не будет.

Само же ключевое слово можно предварительно тоже загадать, например при помощи или . Например, вот так:

Разгадав арифметический ребус-рамку и сопоставив буквы и цифры зашифрованного слова, затем нужно будет получившееся слово вписать в кодовую таблицу вместо цифр, а оставшиеся буквы вписать по-порядку. Получится вот такая кодовая таблица:

Атбаш

Изначально шифр использовался для еврейского алфавита, отсюда и название. Слово атбаш (אתבש) составлено из букв «алеф», «тав», «бет» и «шин», то есть первой, последней, второй и предпоследней букв еврейского алфавита. Этим задаётся правило замены: алфавит выписывается по порядку, под ним он же выписывается задом наперёд. Тем самым первая буква кодируется в последнюю, вторая — в предпоследнюю и т.д.

Фраза «ВОЗЬМИ ЕГО В ЭКСЕПШН» превращается при помощи этого шифра в «ЭРЧГТЦ ЪЬР Э ВФНЪПЖС».
Онлайн-калькулятор шифра Атбаш

ROT1

Этот шифр известен многим детям. Ключ прост: каждая буква заменяется на следующую за ней в алфавите. Так, A заменяется на Б, Б на В и т.д., а Я заменяется на А. «ROT1» значит «ROTate 1 letter forward through the alphabet» (англ. «поверните/сдвиньте алфавит на одну букву вперед»). Сообщение «Хрюклокотам хрюклокотамит по ночам» станет «Цсялмплпубн цсялмплпубнйу рп опшбн». ROT1 весело использовать, потому что его легко понять даже ребёнку, и легко применять для шифрования. Но его так же легко и расшифровать.

Шифр Цезаря

Шифр Цезаря — один из древнейших шифров. При шифровании каждая буква заменяется другой, отстоящей от неё в алфавите не на одну, а на большее число позиций. Шифр назван в честь римского императора Гая Юлия Цезаря, использовавшего его для секретной переписки. Он использовал сдвиг на три буквы (ROT3). Шифрование для русского алфавита многие предлагают делать с использованием такого сдвига:

Я всё же считаю, что в русском языке 33 буквы, поэтому предлагаю вот такую кодовую таблицу:

Интересно, что в этом варианте в алфавите замены читается фраза «где ёж?»:)

Но сдвиг ведь можно делать на произвольное число букв — от 1 до 33. Поэтому для удобства можно сделать диск, состоящий из двух колец, вращающихся относительно друг друга на одной оси, и написать на кольцах в секторах буквы алфавита. Тогда можно будет иметь под рукой ключ для кода Цезаря с любым смещением. А можно совместить на таком диске шифр Цезаря с атбашем, и получится что-то вроде этого:

Собственно, поэтому такие шифры и называются ROT — от английского слова «rotate» — «вращать».

ROT5

В этом варианте кодируются только цифры, остальной текст остаётся без изменений. Производится 5 замен, поэтому и ROT5: 0↔5, 1↔6, 2↔7, 3↔8, 4↔9.

ROT13

ROT13 — это вариация шифра Цезаря для латинского алфавита со сдвигом на 13 символов. может означать HTTP:⁄⁄ .

Квадрат Полибия

Полибий — греческий историк, полководец и государственный деятель, живший в III веке до н.э. Он предложил оригинальный код простой замены, который стал известен как «квадрат Полибия» (англ. Polybius square) или шахматная доска Полибия. Данный вид кодирования изначально применялся для греческого алфавита, но затем был распространен на другие языки. Буквы алфавита вписываются в квадрат или подходящий прямоугольник. Если букв для квадрата больше, то их можно объединять в одной ячейке.

Такую таблицу можно использовать как в шифре Цезаря. Для шифрования на квадрате находим букву текста и вставляем в шифровку нижнюю от неё в том же столбце. Если буква в нижней строке, то берём верхнюю из того же столбца. Для кириллицы можно использовать таблицу РОТ11
(аналог шифра Цезаря со сдвигом на 11 символов):

Буквы первой строки кодируются в буквы второй, второй — в третью, а третьей — в первую.

Но лучше, конечно, использовать «фишку» квадрата Полибия — координаты букв:

Под каждой буквой кодируемого текста записываем в столбик
две координаты (верхнюю и боковую). Получится две строки. Затем выписываем эти две строки в одну строку, разбиваем её на пары цифр и используя эти пары как координаты, вновь кодируем по квадрату Полибия.

Можно усложнить. Исходные координаты выписываем в строку без разбиений на пары, сдвигаем на нечётное
количество шагов, разбиваем полученное на пары и вновь кодируем.

Квадрат Полибия можно создавать и с использованием кодового слова. Сначала в таблицу вписывается кодовое слово, затем остальные буквы. Кодовое слово при этом не должно содержать повторяющихся букв.

Вариант шифра Полибия используют в тюрьмах, выстукивая координаты букв — сначала номер строки, потом номер буквы в строке.

Стихотворный шифр

Этот метод шифрования похож на шифр Полибия, только в качестве ключа используется не алфавит, а стихотворение, которое вписывается построчно в квадрат заданного размера (например, 10×10). Если строка не входит, то её «хвост» обрезается. Далее полученный квадрат используется для кодирования текста побуквенно двумя координатами, как в квадрате Полибия.

Ну чем не шифр? Самый что ни на есть шифр замены. В качестве кодовой таблицы выступает клавиатура.

Таблица перекодировки выглядит вот так:

Литорея

Литорея (от лат. littera — буква) — тайнописание, род шифрованного письма, употреблявшегося в древнерусской рукописной литературе. Известна литорея двух родов: простая и мудрая. Простая, иначе называемая тарабарской грамотой, заключается в следующем. Если «е» и «ё» считать за одну букву, то в русском алфавите остаётся тридцать две буквы, которые можно записать в два ряда — по шестнадцать букв в каждом:

Получится русский аналог шифра ROT13 — РОТ16
🙂 При шифровке верхнюю букву меняют на нижнюю, а нижнюю — на верхнюю. Ещё более простой вариант литореи — оставляют только двадцать согласных букв:

Получается шифр РОТ10
. При шифровании меняют только согласные, а гласные и остальные, не попавшие в таблицу, оставляют как есть. Получается что-то типа «словарь → лсошамь» и т.п.

Мудрая литорея предполагает более сложные правила подстановки. В разных дошедших до нас вариантах используются подстановки целых групп букв, а также числовые комбинации: каждой согласной букве ставится в соответствие число, а потом совершаются арифметические действия над получившейся последовательностью чисел.

Шифрование биграммами

Шифр Плейфера

Шифр Плейфера — ручная симметричная техника шифрования, в которой впервые использована замена биграмм. Изобретена в 1854 году Чарльзом Уитстоном. Шифр предусматривает шифрование пар символов (биграмм), вместо одиночных символов, как в шифре подстановки и в более сложных системах шифрования Виженера. Таким образом, шифр Плейфера более устойчив к взлому по сравнению с шифром простой замены, так как затрудняется частотный анализ.

Шифр Плейфера использует таблицу 5х5 (для латинского алфавита, для русского алфавита необходимо увеличить размер таблицы до 6х6), содержащую ключевое слово или фразу. Для создания таблицы и использования шифра достаточно запомнить ключевое слово и четыре простых правила. Чтобы составить ключевую таблицу, в первую очередь нужно заполнить пустые ячейки таблицы буквами ключевого слова (не записывая повторяющиеся символы), потом заполнить оставшиеся ячейки таблицы символами алфавита, не встречающимися в ключевом слове, по порядку (в английских текстах обычно опускается символ «Q», чтобы уменьшить алфавит, в других версиях «I» и «J» объединяются в одну ячейку). Ключевое слово и последующие буквы алфавита можно вносить в таблицу построчно слева-направо, бустрофедоном или по спирали из левого верхнего угла к центру. Ключевое слово, дополненное алфавитом, составляет матрицу 5х5 и является ключом шифра.

Для того, чтобы зашифровать сообщение, необходимо разбить его на биграммы (группы из двух символов), например «Hello World» становится «HE LL OW OR LD», и отыскать эти биграммы в таблице. Два символа биграммы соответствуют углам прямоугольника в ключевой таблице. Определяем положения углов этого прямоугольника относительно друг друга. Затем руководствуясь следующими 4 правилами зашифровываем пары символов исходного текста:

1) Если два символа биграммы совпадают, добавляем после первого символа «Х», зашифровываем новую пару символов и продолжаем. В некоторых вариантах шифра Плейфера вместо «Х» используется «Q».

2) Если символы биграммы исходного текста встречаются в одной строке, то эти символы замещаются на символы, расположенные в ближайших столбцах справа от соответствующих символов. Если символ является последним в строке, то он заменяется на первый символ этой же строки.

3) Если символы биграммы исходного текста встречаются в одном столбце, то они преобразуются в символы того же столбца, находящимися непосредственно под ними. Если символ является нижним в столбце, то он заменяется на первый символ этого же столбца.

4) Если символы биграммы исходного текста находятся в разных столбцах и разных строках, то они заменяются на символы, находящиеся в тех же строках, но соответствующие другим углам прямоугольника.

Для расшифровки необходимо использовать инверсию этих четырёх правил, откидывая символы «Х» (или «Q») , если они не несут смысла в исходном сообщении.

Рассмотрим пример составления шифра. Используем ключ «Playfair example», тогда матрица примет вид:

Зашифруем сообщение «Hide the gold in the tree stump». Разбиваем его на пары, не забывая про правило . Получаем: «HI DE TH EG OL DI NT HE TR EX ES TU MP». Далее применяем правила -:

1. Биграмма HI формирует прямоугольник, заменяем её на BM.

2. Биграмма DE расположена в одном столбце, заменяем её на ND.

3. Биграмма TH формирует прямоугольник, заменяем её на ZB.

4. Биграмма EG формирует прямоугольник, заменяем её на XD.

5. Биграмма OL формирует прямоугольник, заменяем её на KY.

6. Биграмма DI формирует прямоугольник, заменяем её на BE.

7. Биграмма NT формирует прямоугольник, заменяем её на JV.

8. Биграмма HE формирует прямоугольник, заменяем её на DM.

9. Биграмма TR формирует прямоугольник, заменяем её на UI.

10. Биграмма EX находится в одной строке, заменяем её на XM.

11. Биграмма ES формирует прямоугольник, заменяем её на MN.

12. Биграмма TU находится в одной строке, заменяем её на UV.

13. Биграмма MP формирует прямоугольник, заменяем её на IF.

Получаем зашифрованный текст «BM ND ZB XD KY BE JV DM UI XM MN UV IF». Таким образом сообщение «Hide the gold in the tree stump» преобразуется в «BMNDZBXDKYBEJVDMUIXMMNUVIF».

Двойной квадрат Уитстона

Чарльз Уитстон разработал не только шифр Плейфера, но и другой метод шифрования биграммами, который называют «двойным квадратом». Шифр использует сразу две таблицы, размещенные по одной горизонтали, а шифрование идет биграммами, как в шифре Плейфера.

Имеется две таблицы со случайно расположенными в них русскими алфавитами.

Перед шифрованием исходное сообщение разбивают на биграммы. Каждая биграмма шифруется отдельно. Первую букву биграммы находят в левой таблице, а вторую букву — в правой таблице. Затем мысленно строят прямоугольник так, чтобы буквы биграммы лежали в его противоположных вершинах. Другие две вершины этого прямоугольника дают буквы биграммы шифртекста.
Предположим, что шифруется биграмма исходного текста ИЛ. Буква И находится в столбце 1 и строке 2 левой таблицы. Буква Л находится в столбце 5 и строке 4 правой таблицы. Это означает, что прямоугольник образован строками 2 и 4, а также столбцами 1 левой таблицы и 5 правой таблицы. Следовательно, в биграмму шифртекста входят буква О, расположенная в столбце 5 и строке 2 правой таблицы, и буква В, расположенная в столбце 1 и строке 4 левой таблицы, т.е. получаем биграмму шифртекста ОВ.

Если обе буквы биграммы сообщения лежат в одной строке, то и буквы шифртекста берут из этой же строки. Первую букву биграммы шифртекста берут из левой таблицы в столбце, соответствующем второй букве биграммы сообщения. Вторая же буква биграммы шифртекста берется из правой таблицы в столбце, соответствующем первой букве биграммы сообщения. Поэтому биграмма сообщения ТО превращается в биграмму шифртекста ЖБ. Аналогичным образом шифруются все биграммы сообщения:

Сообщение ПР ИЛ ЕТ АЮ _Ш ЕС ТО ГО

Шифртекст ПЕ ОВ ЩН ФМ ЕШ РФ БЖ ДЦ

Шифрование методом «двойного квадрата» дает весьма устойчивый к вскрытию и простой в применении шифр. Взламывание шифртекста «двойного квадрата» требует больших усилий, при этом длина сообщения должна быть не менее тридцати строк, а без компьютера вообще не реально.

Полиалфавитные шифры

Шифр Виженера

Естественным развитием шифра Цезаря стал шифр Виженера. В отличие от моноалфавитных это уже полиалфавитный шифр. Шифр Виженера состоит из последовательности нескольких шифров Цезаря с различными значениями сдвига. Для зашифровывания может использоваться таблица алфавитов, называемая «tabula recta» или «квадрат (таблица) Виженера». На каждом этапе шифрования используются различные алфавиты, выбираемые в зависимости от буквы ключевого слова.

Для латиницы таблица Виженера может выглядеть вот так:

Для русского алфавита вот так:

Легко заметить, что строки этой таблицы — это ROT-шифры с последовательно увеличивающимся сдвигом.

Шифруют так: под строкой с исходным текстом во вторую строку циклически записывают ключевое слово до тех пор, пока не заполнится вся строка. У каждой буквы исходного текста снизу имеем свою букву ключа. Далее в таблице находим кодируемую букву текста в верхней строке, а букву кодового слова слева. На пересечении столбца с исходной буквой и строки с кодовой буквой будет находиться искомая шифрованная буква текста.

Важным эффектом, достигаемым при использовании полиалфавитного шифра типа шифра Виженера, является маскировка частот появления тех или иных букв в тексте, чего лишены шифры простой замены. Поэтому к такому шифру применить частотный анализ уже не получится.

Для шифрования шифром Виженера можно воспользоваться Онлайн-калькулятором шифра Виженера
. Для различных вариантов шифра Виженера со сдвигом вправо или влево, а также с заменой букв на числа можно использовать приведённые ниже таблицы:

Шифр Гронсвельда

Книжный шифр

Если же в качестве ключа использовать целую книгу (например, словарь), то можно зашифровывать не отдельные буквы, а целые слова и даже фразы. Тогда координатами слова будут номер страницы, номер строки и номер слова в строке. На каждое слово получится три числа. Можно также использовать внутреннюю нотацию книги — главы, абзацы и т.п. Например, в качестве кодовой книги удобно использовать Библию, ведь там есть четкое разделение на главы, и каждый стих имеет свою маркировку, что позволяет легко найти нужную строку текста. Правда, в Библии нет современных слов типа «компьютер» и «интернет», поэтому для современных фраз лучше, конечно, использовать энциклопедический или толковый словарь.

Это были шифры замены, в которых буквы заменяются на другие. А ещё бывают , в которых буквы не заменяются, а перемешиваются между собой.

Поскольку шифров в мире насчитывается огромное количество, то рассмотреть все шифры невозможно не только в рамках данной статьи, но и целого сайта. Поэтому рассмотрим наиболее примитивные системы шифрации, их применение, а так же алгоритмы расшифровки. Целью своей статьи я ставлю максимально доступно объяснить широкому кругу пользователей принципов шифровки \ дешифровки, а так же научить примитивным шифрам.

Еще в школе я пользовался примитивным шифром, о котором мне поведали более старшие товарищи. Рассмотрим примитивный шифр «Шифр с заменой букв цифрами и обратно».

Нарисуем таблицу, которая изображена на рисунке 1. Цифры располагаем по порядку, начиная с единицы, заканчивая нулем по горизонтали. Ниже под цифрами подставляем произвольные буквы или символы.

Рис. 1 Ключ к шифру с заменой букв и обратно.

Теперь обратимся к таблице 2, где алфавиту присвоена нумерация.

Рис. 2 Таблица соответствия букв и цифр алфавитов.

Теперь зашифруем словоК О С Т Е Р
:

1) 1. Переведем буквы в цифры:К = 12, О = 16, С =19, Т = 20, Ё = 7, Р = 18

2) 2. Переведем цифры в символы согласно таблицы 1.

КП КТ КД ПЩ Ь КЛ

3) 3. Готово.

Этот пример показывает примитивный шифр. Рассмотрим похожие по сложности шрифты.

1. 1. Самым простым шифром является ШИФР С ЗАМЕНОЙ БУКВ ЦИФРАМИ. Каждой букве соответствует число по алфавитному порядку. А-1, B-2, C-3 и т.д.
Например слово «TOWN » можно записать как «20 15 23 14», но особой секретности и сложности в дешифровке это не вызовет.

2. Также можно зашифровывать сообщения с помощью ЦИФРОВОЙ ТАБЛИЦЫ. Её параметры могут быть какими угодно, главное, чтобы получатель и отправитель были в курсе. Пример цифровой таблицы.

Рис. 3 Цифровая таблица. Первая цифра в шифре – столбец, вторая – строка или наоборот. Так слово «MIND» можно зашифровать как «33 24 34 14».

3. 3. 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.

4. 4. ШИФР ЦЕЗАРЯ
(шифр сдвига, сдвиг Цезаря)
Известный шифр. Сутью данного шифра является замена одной буквы другой, находящейся на некоторое постоянное число позиций левее или правее от неё в алфавите. Гай Юлий Цезарь использовал этот способ шифрования при переписке со своими генералами для защиты военных сообщений. Этот шифр довольно легко взламывается, поэтому используется редко. Сдвиг на 4. A = E, B= F, C=G, D=H и т.д.
Пример шифра Цезаря: зашифруем слово « DEDUCTION » .
Получаем: GHGXFWLRQ . (сдвиг на 3)

Еще пример:

Шифрование с использованием ключа К=3 . Буква «С» «сдвигается» на три буквы вперёд и становится буквой «Ф». Твёрдый знак, перемещённый на три буквы вперёд, становится буквой «Э», и так далее:

Исходный алфавит:А Б В Г Д Е Ё 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:Г Д Е Ё 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

Оригинальный текст:

Съешь же ещё этих мягких французских булок, да выпей чаю.

Шифрованный текст получается путём замены каждой буквы оригинального текста соответствующей буквой шифрованного алфавита:

Фэзыя йз зьи ахлш пвёнлш чугрщцкфнлш дцосн, жг еютзм ъгб.

5. ШИФР С КОДОВЫМ СЛОВОМ

Еще один простой способ как в шифровании, так и в расшифровке. Используется кодовое слово (любое слово без повторяющихся букв). Данное слово вставляется впереди алфавита и остальные буквы по порядку дописываются, исключая те, которые уже есть в кодовом слове. Пример: кодовое слово – NOTEPAD.
Исходный:A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

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

6. 6. ШИФР АТБАШ

Один из наиболее простых способов шифрования. Первая буква алфавита заменяется на последнюю, вторая – на предпоследнюю и т.д.
Пример: « SCIENCE » = HXRVMXV

7. 7. 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).

a AAAAA g AABBA m ABABB s BAAAB y BABBA

b AAAAB h AABBB n ABBAA t BAABA z BABBB

c AAABA i ABAAA o ABBAB u BAABB

d AAABB j BBBAA p ABBBA v BBBAB

e AABAA k ABAAB q ABBBB w BABAA

f AABAB l ABABA r BAAAA x BABAB

Сложность дешифрования заключается в определении шифра. Как только он определен, сообщение легко раскладывается по алфавиту.
Существует несколько способов кодирования.
Также можно зашифровать предложение с помощью двоичного кода. Определяются параметры (например, «А» — от A до L, «В» — от L до Z). Таким образом, BAABAAAAABAAAABABABB означает TheScience of Deduction ! Этот способ более сложен и утомителен, но намного надежнее алфавитного варианта.

8. 8. ШИФР БЛЕЗА ВИЖЕНЕРА.

Этот шифр использовался конфедератами во время Гражданской войны. Шифр состоит из 26 шифров Цезаря с различными значениями сдвига (26 букв лат.алфавита). Для зашифровывания может использоваться tabula recta (квадрат Виженера). Изначально выбирается слово-ключ и исходный текст. Слово ключ записывается циклически, пока не заполнит всю длину исходного текста. Далее по таблице буквы ключа и исходного текста пересекаются в таблице и образуют зашифрованный текст.

Рис. 4 Шифр Блеза Виженера

9. 9. ШИФР ЛЕСТЕРА ХИЛЛА

Основан на линейной алгебре. Был изобретен в 1929 году.
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.
Для того, чтобы расшифровать сообщение, необходимо обратить зашифрованный текст обратно в вектор и умножить на обратную матрицу ключа. Для подробной информации – Википедия в помощь.

10. 10. ШИФР ТРИТЕМИУСА

Усовершенствованный шифр Цезаря. При расшифровке легче всего пользоваться формулой:
L= (m+k) modN , L-номер зашифрованной буквы в алфавите, m-порядковый номер буквы шифруемого текста в алфавите, k-число сдвига, N-количество букв в алфавите.
Является частным случаем аффинного шифра.

11. 11. МАСОНСКИЙ ШИФР

12. 12. ШИФР ГРОНСФЕЛЬДА

По своему содержанию этот шифр включает в себя шифр Цезаря и шифр Виженера, однако в шифре Гронсфельда используется числовой ключ. 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

13. 13. ПОРОСЯЧЬЯ ЛАТЫНЬ

Чаще используется как детская забава, особой трудности в дешифровке не вызывает. Обязательно употребление английского языка, латынь здесь ни при чем.
В словах, начинающихся с согласных букв, эти согласные перемещаются назад и добавляется “суффикс” ay. Пример: question = estionquay. Если же слово начинается с гласной, то к концу просто добавляется ay, way, yay или hay (пример: a dog = aay ogday).
В русском языке такой метод тоже используется. Называют его по-разному: “синий язык”, “солёный язык”, “белый язык”, “фиолетовый язык”. Таким образом, в Синем языке после слога, содержащего гласную, добавляется слог с этой же гласной, но с добавлением согласной “с” (т.к. язык синий). Пример:Информация поступает в ядра таламуса = Инсифорсомасацисияся поссотусупасаетсе в ядсяраса тасаласамусусаса.
Довольно увлекательный вариант.

14. 14. КВАДРАТ ПОЛИБИЯ

Подобие цифровой таблицы. Существует несколько методов использования квадрата Полибия. Пример квадрата Полибия: составляем таблицу 5х5 (6х6 в зависимости от количества букв в алфавите).

1 МЕТОД. Вместо каждой буквы в слове используется соответствующая ей буква снизу (A = F, B = G и т.д.). Пример: CIPHER — HOUNIW.
2 МЕТОД. Указываются соответствующие каждой букве цифры из таблицы. Первой пишется цифра по горизонтали, второй — по вертикали. (A = 11, B = 21…). Пример: CIPHER = 31 42 53 32 51 24
3 МЕТОД. Основываясь на предыдущий метод, запишем полученный код слитно. 314253325124. Делаем сдвиг влево на одну позицию. 142533251243. Снова разделяем код попарно.14 25 33 25 12 43. В итоге получаем шифр. Пары цифр соответствуют букве в таблице: QWNWFO.

Шифров великое множество, и вы так же можете придумать свой собственный шифр, однако изобрести стойкий шифр очень сложно, поскольку наука дешифровки с появлением компьютеров шагнула далеко вперед и любой любительский шифр будет взломан специалистами за очень короткое время.

Методы вскрытия одноалфавитных систем (расшифровка)

При своей простоте в реализации одноалфавитные системы шифрования легко уязвимы.
Определим количество различных систем в аффинной системе. Каждый ключ полностью определен парой целых чисел a и b, задающих отображение ax+b. Для а существует j(n) возможных значений, где j(n) — функция Эйлера, возвращающая количество взаимно простых чисел с n, и n значений для b, которые могут быть использованы независимо от a, за исключением тождественного отображения (a=1 b=0), которое мы рассматривать не будем.
Таким образом получается j(n)*n-1 возможных значений, что не так уж и много: при n=33 в качестве a могут быть 20 значений(1, 2, 4, 5, 7, 8, 10, 13, 14, 16, 17, 19, 20, 23, 25, 26, 28, 29, 31, 32), тогда общее число ключей равно 20*33-1=659. Перебор такого количества ключей не составит труда при использовании компьютера.
Но существуют методы упрощающие этот поиск и которые могут быть использованы при анализе более сложных шифров.
Частотный анализ
Одним из таких методов является частотный анализ. Распределение букв в криптотексте сравнивается с распределением букв в алфавите исходного сообщения. Буквы с наибольшей частотой в криптотексте заменяются на букву с наибольшей частотой из алфавита. Вероятность успешного вскрытия повышается с увеличением длины криптотекста.
Существуют множество различных таблиц о распределении букв в том или ином языке, но ни одна из них не содержит окончательной информации — даже порядок букв может отличаться в различных таблицах. Распределение букв очень сильно зависит от типа теста: проза, разговорный язык, технический язык и т.п. В методических указаниях к лабораторной работе приведены частотные характеристики для различных языков, из которых ясно, что буквы буквы I, N, S, E, A (И, Н, С, Е, А) появляются в высокочастотном классе каждого языка.
Простейшая защита против атак, основанных на подсчете частот, обеспечивается в системе омофонов (HOMOPHONES) — однозвучных подстановочных шифров, в которых один символ открытого текста отображается на несколько символов шифротекста, их число пропорционально частоте появления буквы. Шифруя букву исходного сообщения, мы выбираем случайно одну из ее замен. Следовательно простой подсчет частот ничего не дает криптоаналитику. Однако доступна информация о распределении пар и троек букв в различных естественных языках.

Человек – социальное существо. Мы учимся взаимодействовать с другими, наблюдая за их реакцией на наши действия с первых дней жизни. При любом взаимодействии мы используем то, что искусствоведы называют «культурными кодами». А ведь культурные коды – самые сложные в дешифровке, здесь нет специальной программы, которая подскажет, что может значить приподнятая бровь или беспричинные, казалось бы, слёзы; нет однозначного ответа; более того, даже сам «кодирующий» может не знать, что он имел в виду под своим действием! Наука понимать окружающих – это то, что мы постигаем всю жизнь, и чем лучше развито это умение, тем, как правило, гармоничнее складывается общение с окружающими и любая деятельность, в которой нужны согласованные действия.

Изучение криптографии в обеих её ипостасях (шифровка и дешифровка) позволяет научиться находить связь между шифрованным, запутанным, непонятным посланием и смыслом, который в нём таится. Проходя исторический путь от шифра Юлия Цезаря до RSA-ключей, от розеттского камня до эсперанто, мы учимся воспринимать информацию в непривычном нам виде, разгадываем загадки, привыкаем к многовариантности. И главное – учимся понимать: как разных, непохожих на нас людей, так и математико-лингвистические механизмы, которые лежат в основе каждого, абсолютно каждого послания.

Итак, приключенческий рассказ о криптографии для детей, для всех, у кого есть дети, и для всех, кто когда-нибудь был ребёнком.

Трепещут на ветру флаги, ржут разгорячённые кони, бряцают доспехи: это Римская империя обнаружила, что в мире ещё есть кто–то, кого они не завоевали. Под командованием Гая Юлия Цезаря находится огромная армия, которой надо быстро и точно управлять.

Шпионы не дремлют, враги готовятся перехватить посланников императора, чтобы узнать все его блестящие планы. Каждый кусок пергамента, попадающий не в те руки – это вероятность проиграть сражение.

Но вот захвачен посланник, злоумышленник разворачивает записку… и ничего не понимает! «Наверное, – чешет он в затылке, – это на каком–то неизвестном языке…». Рим торжествует, его планы в безопасности.

Что же такое шифр Цезаря? Самый простой его вариант – это когда мы вместо каждой буквы ставим следующую по алфавиту: вместо «а» – «б», вместо «е» – «ж», а вместо «я» – «а». Тогда, например, «Я люблю играть» станет «А мявмя йдсбуэ». Давайте посмотрим на табличку, сверху в ней будет буква, которую шифруем, а снизу – на которую заменяем.

Алфавит как бы «сдвинут» на одну букву, правда? Поэтому этот шифр ещё называют «шифром сдвига» и говорят «используем шифр Цезаря со сдвигом 10» или «со сдвигом 18». Это значит, что надо «сдвинуть» нижний алфавит не на 1, как у нас, а, например, на 10 – тогда у нас вместо «а» будет «й», а вместо «у» – «э».

Сам Цезарь использовал этот шифр со сдвигом 3, то есть его таблица шифрования выглядела вот так:

Точнее, она бы так выглядела, если бы Цезарь жил в России. В его случае алфавит был латинский.

Такой шифр достаточно легко взломать, если вы профессиональный шпион или Шерлок Холмс. Но он до сих пор подходит для того, чтобы хранить свои маленькие секреты от посторонних глаз.

Вы и сами можете устроить свой маленький домашний заговор. Договоритесь о своём числе сдвига, и вы сможете оставлять друг другу шифрованные записки на холодильнике о сюрпризе на чей-нибудь день рождения, отправлять шифрованные сообщения и, может быть, если случится длинная разлука, даже писать друг другу тайные, кодированные письма!

Но вся история криптографии – это история борьбы между искусством зашифровывать послания и искусством их расшифровывать. Когда появляется новый способ закодировать сообщение, находятся те, кто пытаются этот код взломать.

Что такое «взломать код»? Это значит – придумать способ его разгадать, не зная ключа и смысла шифра. Шифр Цезаря тоже когда-то был взломан – так называемым «методом частотного анализа». Посмотрите на любой текст – гласных в нём гораздо больше, чем согласных, а «о» гораздо больше, чем, например, «я». Для каждого языка можно назвать самые часто и редко используемые буквы. Надо только найти, какой буквы больше всего в зашифрованном тексте. И скорее всего это будет зашифрованная «о», «е», «и» или «а» – самые часто встречающиеся буквы в русских словах. А как только ты знаешь, какой буквой обозначили, например, «а», ты знаешь, и на сколько «сдвинут» шифрованный алфавит, а значит, можешь расшифровать весь текст.

Когда разгадку кода Цезаря узнал весь мир, криптографам пришлось придумать что-нибудь помощнее. Но, как часто бывает, люди не стали изобретать что–то совсем новое, а усложнили уже имеющееся. Вместо того, чтобы шифровать все буквы по одному и тому же сдвинутому алфавиту, в тайных посланиях их стали использовать несколько. Например, первую букву шифруем по алфавиту со сдвигом 3, вторую – со сдвигом 5, третью – со сдвигом 20, четвертую – снова со сдвигом 3, пятую – со сдвигом 5, шестую – со сдвигом 20 и так далее, по кругу. Такой шифр называют полиалфавитным (то есть многоалфавитным). Попробуйте, так ваш шифр уже может разгадать только тот, кто посвящён в тайны криптографии!

Казалось бы, злоумышленники должны были запутаться и тайны должны были навсегда остаться тайнами. Но если шифр один раз был взломан, то и любые более сложные его варианты тоже будут однажды взломаны.

Давайте представим, что кто–то зашифровал послание двумя алфавитами. Первая буква – со сдвигом 5, вторая – со сдвигом 3, третья – снова 5, четвертая снова 3 – как на табличке ниже.

Мы можем разделить все зашифрованные буквы на две группы: буквы, зашифрованные со сдвигом 5 (1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19) и буквы, зашифрованные со сдвигом 3 (2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20). И внутри каждой группы искать, какие буквы встретились нам чаще остальных – так же, как в шифре Цезаря, только мороки побольше.

Если шифровщик использовал три алфавита, то мы разделим буквы на три группы, если пять – то на пять. А дальше снова идет в ход тот же самый частотный анализ.

Можно задать вопрос – откуда дешифраторы знали, что алфавитов три, а не, например, пять? На самом деле они не знали. И перебирали все возможные варианты. Поэтому дешифровка занимала гораздо больше времени, но все же была возможной.

В криптографии сообщение, которое надо передать, называется «открытым текстом», а зашифрованное сообщение – «шифрованным текстом». И правило, по которому текст зашифрован, называется «ключом шифра».

Незаметно подкрался XX век. Человечество всё больше надеется на машины: поезда заменяют повозки, радио появляется почти в каждом доме, и уже встали на крыло первые самолеты. И шифровку тайных планов в конце концов тоже передают машинам.

Во время Второй мировой войны было изобретено очень много машин для шифрования сообщений, но все они опирались на идею того, что полиалфавитный шифр можно ещё больше запутать. Запутать настолько, что, хотя по идее его и можно будет разгадать, на практике это ни у кого не получится. Запутать настолько, насколько это способна сделать машина, но не способен человек. Самая известная из таких шифровальных машин – «Энигма», использовавшаяся Германией.

theromanroad.files.wordpress.com

Но, пока самой главной тайной Германии была конструкция «Энигмы», самой главной тайной её противников было то, что к середине войны все страны уже «Энигму» разгадали. Если бы об этом стало известно в самой Германии, они бы начали придумывать что-то новое, но до конца войны они верили в идеальность своей шифровальной машины, а Франция, Англия, Польша, Россия читали тайные немецкие сообщения как открытую книгу.

Всё дело в том, что польский ученый Мариан Реевский однажды подумал о том, что раз придумали машину для шифровки сообщений, то можно придумать и машину для расшифровки, и первый свой образец называл «Бомба». Не из-за «взрывного» эффекта, как можно было бы подумать, а в честь вкусного, круглого пирожного.

Потом математик Алан Тьюринг построил на его основе машину, которая полностью расшифровывала код «Энигмы», и которую, между прочим, можно считать первым прародителем наших современных компьютеров.

Самый сложный код за всю Вторую мировую придумали американцы. На каждый боевой корабль США был откомандирован… индеец. Их язык был настолько непонятен и малоизучен, звучал так странно, что дешифровщики не знали, как и подступиться, и флот США безбоязненно передавал информацию на языке индейского племени чокта.

Вообще, криптография – это же не только о том, как загадать загадку, но и о том, как её разгадать. Не всегда такие загадки специально придумывают люди – иногда их подбрасывает сама история. И одной из главных загадок для криптографов долгое время была загадка древнеегипетского языка.

Никто не знал, что же значат все эти иероглифы. Что египтяне имели в виду, рисуя птиц и скарабеев. Но в один счастливый день французская армия обнаружила в Египте «Розеттский камень».

На этом камне была надпись – одна и та же, на древнегреческом, египетском буквенном (демотический текст) и египетском иероглифическом. Историки того времени хорошо знали древнегреческий, поэтому что же написано на камне они узнали быстро. Но главное, что, зная перевод, они смогли раскрыть тайны древнего египетского языка. Демотический текст был расшифрован достаточно быстро, а вот над иероглифами историки, лингвисты, математики, криптографы ломали голову долгие годы, но в конце концов всё-таки разгадали.

И это была большая победа криптографов – победа над самим временем, которое надеялось спрятать от людей их историю.

Но среди всех этих разгаданных шифров есть три особенных. Один – это метод Диффи – Хеллмана. Если маленькое сообщение зашифровать этим методом, то, чтобы его расшифровать, надо взять все компьютеры в мире и занять их этим на много-много лет. Именно он используется сегодня в Интернете.

Второй – это квантовое шифрование. Оно, правда, ещё не совсем придумано, зато, если люди сделают квантовые компьютеры такими, как о них мечтают, то такой шифр будет знать, когда его пытаются расшифровывать
.

А третий особенный шифр – это «книжный шифр». Его удивительность в том, что им просто что-то зашифровать и непросто – расшифровать. Два человека выбирают одну и ту же книгу, и каждое слово из своего письма в ней ищут и заменяют тремя цифрами: номер страницы, номер строки и номер слова в строке. Это очень просто сделать, правда? А разгадать совсем не просто: откуда шпиону знать, какую книгу вы выбрали? И самое главное, компьютеры в этом деле тоже особо не помогут. Конечно, если подключить очень много умных людей и очень много мощных компьютеров, такой шифр не устоит.

Но есть главное правило безопасности. Её, этой безопасности, должно быть столько, чтобы зашифрованное послание не стоило тех огромных усилий, которые надо потратить на её расшифровку. То есть чтобы злодею – шпиону пришлось потратить столько сил, чтобы разгадать ваш код, сколько он не готов тратить на то, чтобы узнать ваше сообщение. И это правило работает всегда и везде, как в дружеских школьных переписках, так и в мире настоящих шпионских игр.

Криптография – это искусство загадывать и разгадывать загадки. Искусство сохранить тайны, и искусство их раскрывать. С криптографией мы учимся понимать друг друга и придумываем, как сохранить что-то важное для себя в безопасности. А чем лучше мы умеем и то и другое, тем спокойнее и деятельнее может быть наша жизнь.

Моих воспоминаний с детских лет + воображения хватило ровно на один квест: десяток заданий, которые не дублируются.

Но детям забава понравилась, они просили еще квесты и пришлось лезть в инет.

В этой статье не будет описания сценария, легенд, оформления. Но будет 13 шифров, чтобы закодировать задания к квесту.

Шифр №1. Картинка

Рисунок или фото, которое напрямую указывает место, где спрятана следующая подсказка, или намек на него: веник +розетка = пылесос

Усложнение: сделайте паззл, разрезав фото на несколько частей.

Шифр 2. Чехарда.

Поменяйте в слове буквы местами: ДИВАН = НИДАВ

Шифр 3. Греческий алфавит.

Закодируйте послание буквами греческого алфавита, а детям выдайте ключ:

Шифр 4. Наоборот.

Пишете задание задом наперед:

• каждое слово:
  Етищи далк доп йонсос
• или все предложение, или даже абзац:
  етсем морком момас в — акзаксдоп яащюуделС. итуп монрев ан ыВ

Шифр 5. Зеркально.

(когда я делала квест своим детям, то в самом начале выдала им «волшебный мешочек»: там был ключ к «греческому алфавиту», зеркало, «окошки», ручки и листы бумаги, и еще всякая ненужная всячина для запутывания. Находя очередную загадку, они должны были сами сообразить, что из мешочка поможет найти отгадку)

Шифр 6. Ребус.

Слово кодируется в картинках:

Шифр 7. Следующая буква.

Пишем слово, заменяя все буквы в нем на следующие по алфавиту (тогда Я заменяется на А, по кругу). Или предыдущие, или следующие через 5 букв:).

ШКАФ = ЩЛБХ

Шифр 8. Классика в помощь.

Я брала стихотворение (и говорила детям, какое именно) и шифр из 2х цифр: № строки № буквы в строке.

Пример:

Пушкин «Зимний вечер»

Буря мглою небо кроет,

Вихри снежные крутя;

То, как зверь, она завоет,

То заплачет, как дитя,

То по кровле обветшалой

Вдруг соломой зашумит,

То, как путник запоздалый,

К нам в окошко застучит.

21 44 36 32 82 82 44 33 12 23 82 28

прочитали, где подсказка? 🙂

Шифр 9. Темница.

В решетку 3х3 вписываете буквы:

Тогда слово ОКНО шифруется так:

Шифр 10. Лабиринт.

Моим детям такой шифр пришелся по душе, он непохож на остальные, потому что не столько для мозгов, сколько на внимание.

Итак:

на длинную нитку/веревку цепляете буквы по порядку, как они идут в слове. Затем веревку растягиваете, закручиваете и всячески запутываете между опорами (деревьями, ножками итд). Пройдя по нитке, как по лабиринту, от 1й буквы до последней, дети узнают слово-подсказку.

А представьте, если обмотать таким образом одного из взрослых гостей!

Дети читают — Следующая подсказка на дяде Васе.

И бегут ощупывать дядю Васю. Эх, если он еще и щекотки боится, то весело будет всем!

Шифр 11. Невидимые чернила.

Восковой свечкой пишете слово. Если закрасить лист акварелью, то его можно будет прочитать.

(есть и другие невидимые чернила.. молоко, лимон, еще что-то.. Но у меня в доме оказалась только свечка:))

Шифр 12. Белиберда.

Гласные буквы остаются без изменений, а согласные меняются, согласно ключу.

например:

ОВЕКЬ ЩОМОЗКО

читается как — ОЧЕНЬ ХОЛОДНО, если знать ключ:

Д Л Х Н Ч

З М Щ К В

Шифр 13. Окошки.

Детям понравилось неимоверно! Они потом этими окошками весь день друг другу послания шифровали.

Итак: на одном листе вырезаем окошки, столько, сколько букв в слове. Это трафарет, его прикладываем к чистому листу и «в окошках» пишем слово-подсказку. Затем трафарет убираем и на оставшемся чистом месте листа пишем много разных других ненужных букв. Прочитать шифр можно, если приложить трафарет с окошками.

Дети сначала впали в ступор, когда нашли лист, испещренный буквами. Потом крутили туда-сюда трафарет, его же нужно еще правильной стороной приложить!

Шифр 14. Карта, Билли!

Нарисуйте карту и отметьте (Х) место с кладом.

Когда я делала своим квест первый раз, то решила что карта — это им очень просто, поэтому нужно ее сделать загадочней (потом выяснилось, что детям хватило бы и просто карты, чтобы запутаться и бежать в противоположном направлении)…

Это схема нашей улицы. Подсказки здесь — номера домов (чтоб понять, что это вообще наша улица) и хаски. Такая собака живет у соседа напротив.

Дети не сразу узнали местность, задавали мне наводящие вопросы..

Тогда в квесте участвовало 14 детей, поэтому я их обьединила в 3 команды. У них было 3 варианта этой карты и на каждом помечено свое место. В итоге, каждая команда нашла по одному слову:

«ПОКАЖИТЕ» «СКАЗКУ» «РЕПКА»

Это было следующее задание:). После него остались уморительные фото!

На 9ти летие сына не было времени выдумывать квест и я его купила на сайте MasterFuns .. На свой страх и риск, потому что описание там не очень.

Но нам с детьми понравилось, потому что:

1. недорого (аналог где-то 4х долларов за комплект)
2. быстро (заплатила — скачала-распечатала — на все про все минут 15-20)
3. заданий много, с запасом. Ихотя мне не все загадки понравились, но там было из чего выбрать, и можно было вписать свое задание
4. все оформлено в одном, монстерском, стиле и это придает празднику эффект. Помимо самих заданий к квесту, в комплект входят: открытка, флажки, украшения для стола, приглашения гостям. И все -в монстрах! 🙂
5. помимо 9ти летнего именинника и его друзей, у меня есть еще 5тилетняя дочка. Задания ей не по силам, но для нее и подружки тоже нашлось развлечение — 2 игры с монстрами, которые тоже были в наборе. Фух, в итоге — все довольны!

Пожалуй, шифр Цезаря один из самых простейших способов шифрования данных. Он использовался Цезарем еще до нашей эры для тайной переписки. И если предложить любому человеку придумать свой алгоритм шифровки, то он, наверняка, «придумает» именно такой способ, ввиду его простоты.

Шифр Цезаря часто называют шифром сдвига
. Давайте разберемся, как шифровать данные с помощью этого метода криптографии.

Шифр Цезаря онлайн

Сервис предназначен для шифрования любого текста, используя для этого шифр сдвига (Цезаря). Шифруются только русские буквы, все остальные символы остаются без изменения.

Как шифровать

Предположим, что мы хотим зашифровать слово Россия. Рассмотрим, как для этого можно использовать шифр Цезаря. Для начала, вспомним русский алфавит и пронумеруем буквы по-порядку.

Итак, наше слово Россия. Попробуем его зашифровать. Для этого нам нужно определиться с шагом шифрования. Шаг шифрования или сдвиг — это число, которое указывает на сколько позиций мы будем смещаться влево или вправо по алфавиту.
Часто сдвиг называют ключом
. Его можно выбрать произвольно. В нашем примере выберем шаг равный 7. Таким образом каждую букву шифруемого слова мы будем смещать вправо (в сторону конца алфавита) на 7 позиций. Буква Р у нас имеет номер 18. Прибавим к 18 наш шаг и получим 25. Значит в зашифрованном слове вместо буквы Р будет буква с номером 25 — Ч. Буква о превратится в букву х. Буква с — в ш и так далее. В итоге после шифрования слово Россия превратится в Чхшшпё.

• Р -> Ч
• о -> х
• с -> ш
• с -> ш
• и -> п
• я -> ё

Задавая шаг шифрования можно зашифровать любой текст.

Как расшифровать

Во-первых, вы можете воспользоваться специально созданным калькулятором на этой странице.
В поле для текста вводите зашифрованный текст, а наш сервис дешифрует его, используя все возможные варианты сдвига. На выходе вы получите все полученные результаты и вам останется только выбрать правильный. К примеру, у вас есть зашифрованный шифром Цезаря текст — «З шчхцж аьмцчн хлцчкнцен». Вставляем его в калькулятор и получаем варианты дешифрования, среди которого видим «Я помню чудное мгновенье» со сдвигом 24.

Ну и, естественно, вы можете произвести дешифровку вручную. Но такая расшифровка займет очень много времени.

НОУ ИНТУИТ | Лекция | Простейшие методы шифрования с закрытым ключом

Аннотация: В этой лекции рассматривается общая схема симметричного шифрования, а также дается классификация простейших методов симметричного шифрования. Описание каждого из указанных в классификации шифров сопровождается примером.

Цель лекции: познакомить студента с простейшими методами симметричного шифрования и конкретными шифрами, известными человечеству уже не одно столетие.

Общая схема симметричного шифрования

Классическая, или одноключевая криптография опирается на использование симметричных алгоритмов
шифрования, в которых шифрование и расшифрование отличаются только порядком выполнения и направлением некоторых
шагов. Эти алгоритмы используют один и тот же секретный элемент (ключ), и второе действие (расшифрование) является
простым обращением первого (шифрования). Поэтому обычно каждый из участников обмена может как зашифровать, так и
расшифровать сообщение. Схематичная структура такой системы представлена на
рис.
2.1.

Рис.
2.1.
Общая структура секретной системы, использующей симметричное шифрование

На передающей стороне имеются источник сообщений и источник ключей. Источник ключей выбирает конкретный ключ К среди всех возможных ключей данной системы. Этот ключ К передается некоторым способом принимающей стороне, причем предполагается, что его нельзя перехватить, например, ключ передается специальным курьером (поэтому симметричное шифрование называется также шифрованием с закрытым ключом). Источник сообщений формирует некоторое сообщение М, которое затем шифруется с использованием выбранного ключа. В результате процедуры шифрования получается зашифрованное сообщение Е (называемое также криптограммой). Далее криптограмма Е передается по каналу связи. Так как канал связи является открытым, незащищенным, например, радиоканал или компьютерная сеть, то передаваемое сообщение может быть перехвачено противником. На принимающей стороне криптограмму Е с помощью ключа расшифровывают и получают исходное сообщение М.

Если М – сообщение, К – ключ, а Е – зашифрованное сообщение, то можно записать

то есть зашифрованное сообщение Е является некоторой функцией от исходного сообщения М и ключа К. Используемый в криптографической системе метод или алгоритм шифрования и определяет функцию f в приведенной выше формуле.

По причине большой избыточности естественных языков непосредственно в зашифрованное сообщение чрезвычайно трудно внести осмысленное изменение, поэтому классическая криптография обеспечивает также защиту от навязывания ложных данных. Если же естественной избыточности оказывается недостаточно для надежной защиты сообщения от модификации, избыточность может быть искусственно увеличена путем добавления к сообщению специальной контрольной комбинации, называемой имитовставкой.

Известны разные методы шифрования с закрытым ключом
рис.
2.2. На практике часто используются алгоритмы перестановки, подстановки, а также комбинированные методы.

Рис.
2.2.
Методы шифрования с закрытым ключом

В методах перестановки символы исходного текста меняются местами друг с другом по определенному правилу. В методах замены (или подстановки) символы открытого текста заменяются некоторыми эквивалентами шифрованного текста. С целью повышения надежности шифрования, текст, зашифрованный с помощью одного метода, может быть еще раз зашифрован с помощью другого метода. В этом случае получается комбинированный или композиционный шифр. Применяемые на практике в настоящее время блочные или поточные симметричные шифры также относятся к комбинированным, так как в них используется несколько операций для зашифрования сообщения.

Основное отличие современной криптографии от криптографии «докомпьютерной» заключается в том, что раньше криптографические алгоритмы оперировали символами естественных языков, например, буквами английского или русского алфавитов. Эти буквы переставлялись или заменялись другими по определенному правилу. В современных криптографических алгоритмах используются операции над двоичными знаками, то есть над нулями и единицами. В настоящее время основными операциями при шифровании также являются перестановка или подстановка, причем для повышения надежности шифрования эти операции применяются вместе (комбинируются) и помногу раз циклически повторяются.

Принципы построения современных блочных шифров сформулированы в
«Принципы построения блочных шифров с закрытым ключом»
,
«Алгоритмы шифрования DES и AES»
,
«Алгоритм криптографического преобразования данных ГОСТ 28147-89»
, а в этой лекции рассматриваются шифры подстановки и перестановки, применяемые человеком с древнейших времен. Мы должны познакомиться с этими шифрами, так как процедуры подстановки и перестановки используются в качестве составных операций и в современных блочных шифрах.

Приемы :: Планета Excel

Обновляемый курс валют в Excel

Как использовать функции ВЕБСЛУЖБА (WEBSERVICE) и ФИЛЬТР.XML (FILTERXML) для загрузки мгновенно обновляемого курса любой валюты на любой интервал дат.

Динамические гиперссылки между таблицами

Как сделать удобные динамические гиперссылки, чтобы быстро переходить из одной таблицы в другую — к заданному значению в строке и столбце. Что-то типа ВПР, но возвращающая ссылку, а не значение.

Поиск ключевых слов в тексте

Как быстро найти в исходном тексте все ключевые слова из справочника и вывести их рядом с каждой ячейкой данных через заданный символ-разделитель. Попутно разбираемся с буферизацией запросов в Power Query с помощью функции Table.Buffer для ускорения обработки.

Разделение таблицы по листам

Как разобрать данные из одной таблицы сразу на несколько листов по заданному критерию. Разбираем два способа — с обновлением (через Power Query) и без (только VBA).

Поиск последнего вхождения (инвертированный ВПР)

Все стандартные функции поиска (ВПР, ГПР, ПОИСКПОЗ и т.д.) ищут только сверху-вниз и слева-направо. Что же делать, если нужно реализовать обратный поиск совпадений, т.е. искать не первое, а последнее вхождение требуемого значения в списке?

Распределяем список по наборам

Как разделить список по наборам неодинакового размера — разбор 3 способов: вручную через сводную, запросом в Power Query и функциями динамических массивов.

Вафельная диаграмма в Excel

2 способа построить в Excel вафельную диаграмму (waffle-chart) для наглядной визуализации прогресса по проекту или любых других KPI.

Массовая замена текста формулами

Как с помощью формулы произвести массовую замену одного текста (или его фрагмента) на другой по имеющейся таблице подстановок (справочнику).

Регулярные выражения (RegExp) в Power Query

Как добавить поддержку регулярных выражений (RegExp) в Power Query для реализации поиска и извлечения фрагментов текста по гибким шаблонам и маскам.

Производственный календарь в Excel

Как при помощи Power Query сделать в Excel «вечный» производственный календарь — автоматически обновляющийся список нерабочих дней за все годы для использования в своих расчетах.

ВПР и числа-как-текст

Как научить функцию ВПР (VLOOKUP) искать значения, когда в исходных данных встречаются «числа-как-текст», что приводит к ошибкам #Н/Д.

Ад Условного Форматирования

Что такое «Ад Условного Форматирования», когда и почему он возникает? Как с ним бороться вручную и при помощи специального макроса?

Самый быстрый ВПР

Тест скорости 7 разных вариантов реализации поиска и подстановки данных из одной таблицы в другую: ВПР, ИНДЕКС+ПОИСКПОЗ, ПРОСМОТРХ, СУММЕСЛИ и т.д. Кто будет самым быстрым?

Выпадающий список с быстрым поиском

Как создать выпадающий список, где при вводе нескольких первых символов автоматически будет фильтроваться содержимое, сужая круг поиска и отбирая только те элементы, которые содержат введённый фрагмент.

Динамические массивы в Excel

Подробный разбор революционно нового инструмента Excel — динамических массивов (Dynamic Arrays). Логика их работы, нюансы, плюсы и минусы, совместимость со старыми версиями.

Как открыть новый Excel в отдельном окне

5 способов запустить новый независимый экземпляр Microsoft Excel, чтобы не ждать, пока в предыдущем выполнится пересчет формул, выполнение долгого макроса и т.д.

Дубликаты внутри ячейки

Как бороться с повторами в тексте внутри ячейки: обнаруживать их, выделять цветом или удалять. С помощью формул, макросов или запросов Power Query.

Суперсила Мгновенного заполнения (Flash Fill)

Подробный разбор вариантов применения одного из самых удивительных, но малоизвестных инструментов — Мгновенного заполнения (Flash Fill). Поможет для обработки текста: нарезки, склейки, исправления регистра, добавления или удаления слов, извлечения чисел из текста и многого другого.

Генератор фраз из заданных фрагментов

Как быстро сгенерировать все возможные фразы, состоящие из заданных наборов слов в любом порядке, используя Декартово произведение множеств с помощью формул или Power Query.

Параметризация путей к данным в Power Query

При пересылке файлов с запросами Power Query они очень часто перестают работать, т.к. путь к исходным данным на другом ПК меняется. Как решить эту проблему и превратить путь в параметр (переменную), чтобы наш запрос работал на любом компьютере?

Запуск макроса по времени

Как запускать нужные вам макросы в определенное время, с определенной частотой или по расписанию? Например, автоматически обновлять тяжелый и медленный отчет каждое утро в 5:00?

Новые типы данных в Excel 2016

Подробный разбор особенностей использования двух новых типов данных География (Geography) и Акции (Stocks), появившихся в Microsoft Excel 2016.

Нечеткий текстовый поиск с Fuzzy Lookup в Excel

Как использовать бесплатную надстройку Fuzzy Lookup для нечеткого поиска ближайших текстовых соответствий в двух таблицах на примере поиска совпадающих адресов.

Шифр Плейфера

Как придумать свой шифр

Обродай ожаловатьпай анай иптографиюкрай сай икихаувай! Независимо от того, пишите ли вы записки своим друзьям в классе или пытаетесь постигнуть криптографию (науку о кодах и шифрах) ради интереса, эта статья может помочь вам узнать некоторые основные принципы и создать свой собственный способ кодировки личных сообщений. Прочитайте шаг 1 ниже, чтобы понять с чего начинать!

Некоторые люди используют слова «код» и «шифр» для обозначения одинаковых понятий, но те, кто серьезно занимаются этим вопросом, знают, что это два абсолютно разных понятия. Секретный код – система, в которой каждое слово или фраза в вашем сообщении заменяются другим словом, фразой или серией символов. Шифр – система, в которой каждая буква вашего сообщения заменяется другой буквой или символом.

Метод 1 Коды

Стандартные коды

1. 1 Создайте свою собственную книгу кода. Любой полноценный код требует наличия книги кода. Придумайте слова или фразы, замещающие необходимые вам слова или фразы, затем соберите их всех вместе в книге кода, чтобы вы могли поделиться ею с вашими супер секретными друзьями.
2. 2 Создайте ваше сообщение. Используя книгу кода, аккуратно и внимательно напишите сообщение. Обратите внимание, что соединение вашего кода с шифром сделает ваше сообщение еще более защищенным!
3. 3 Переведите ваше сообщение. Когда ваши друзья получат сообщение, им понадобится использовать их экземпляр книги кода, чтобы перевести сообщение. Убедитесь, что они знают, что вы используете двойной метод защиты.

Книга кода

1. 1 Выберите книгу. При использовании книги кода вы создадите код, обозначающий место нужных слов в книге. Если вы хотите увеличить шансы того, что любое из необходимых вам слов будет в книге кода, то используйте словари или большие справочники путешественника. Вам необходимо, чтобы количество слов, используемых в книге, было большим и относилось к разным темам.
2. 2 Переведите слова вашего сообщения в цифры. Возьмите первое слово вашего сообщения и найдите его где-то в книге. После этого запишите номер страницы, номер строки и номер слова. Напишите их вместе для замены нужного вам слова. Делайте эту операцию для каждого слова. Вы также можете использовать этот прием для шифрования фраз, если ваша книга кода может предоставить вам нужную фразу готовой.
3. Итак, например, слово на странице 105, пятая строчка вниз, двенадцатое по счету станет 105512, 1055.12 или чем-то похожим.
4. 3 Передайте сообщение. Отдайте зашифрованное сообщение вашему другу. Тому понадобится использовать ту же самую книгу для обратного перевода сообщения.

Полицейское кодирование

1. 1 Выбирайте самые популярные фразы. Этот тип кода работает лучше всего, когда у вас есть набор фраз, которые вы используете чаще всего. Это может быть чем-нибудь от простого «Он симпатичный!» до чего-нибудь более серьезного, например, «Я не могу встретиться прямо сейчас».
2. 2 Подготовьте код для каждой из фраз. Вы можете использовать аналог полицейского кодирования и присвоить каждой фразе номер или несколько букв или использовать другие фразы (как поступают в больницах). Например, вы можете сказать «1099» вместо «Эта линия прослушивается» или вы можете сказать «Я думаю о том, чтобы поехать порыбачить на этих выходных». Использование цифр легче при письме, но использование фраз выглядит менее подозрительно.
3. 3 Запомните код. Этот тип кодировки работает лучше всего, если вы можете держать в памяти все фразы, хотя наличие книги кода для подстраховки никогда не повредит!

Метод 2 Шифры

Шифрование, основанное на дате

1. 1 Выберите дату. Например, это будет день рождения Стивена Спилберга 16-го декабря 1946 года. Напишите эту дату, используя цифры и косые черты (12/18/46), затем уберите черты, чтобы получить шестизначное число 121846, которые вы можете использовать для передачи зашифрованного сообщения.
2. 2 Присвойте каждой букве цифру. Представьте, что сообщение «Мне нравятся фильмы Стивена Спилберга». Под сообщение вы напишите ваше шестизначное число снова и снова до самого конца предложения: 121 84612184 612184 6121846 121846121.
3. 3 Зашифруйте ваше сообщение. Напишите буквы слева направо. Передвиньте каждую букву обычного текста на количество единиц, указанных под ней. Буква «М» сдвигается на одну единицу и становится «Н», буква «Н» сдвигается на две единицы и становится «П». Обратите внимание, что буква «Я» сдвигается на 2 единицы, для этого вам необходимо перескочить на начало алфавита, и становится «Б». Ваше итоговое сообщение будет «Нпё хфёгбущг ъйныфя чукгмсё тсйуексеб».
4. 4 Переведите ваше сообщение. Когда кто-то захочет прочитать ваше сообщение, все, что ему надо будет знать, так это какую дату вы использовали для кодировки. Для перекодировки воспользуйтесь обратным процессом: напишите цифровой код, затем верните буквы в противоположном порядке.
5. Кодирование при помощи даты имеет дополнительное преимущество, так как дата может быть абсолютно любой. Вы также можете изменить дату в любой момент. Это позволяет обновлять систему шифра гораздо легче, чем при использовании других методов. Как бы то ни было лучше избегать таких известных дат как 9 мая 1945 года.

Шифрование при помощи числа

1. 1 Выберите с вашим другом секретное число. Например, число 5.
2. 2 Напишите ваше сообщение (без пробелов) с этим количеством букв в каждой строчке (не переживайте, если последняя строчка короче). Например, сообщение «Мое прикрытие раскрыто» будет выглядеть так:
3. Моепр
4. икрыт
5. иерас
6. крыто
7. 3 Чтобы создать шифр возьмите буквы сверху вниз и запишите их. Сообщение будет «Миикокереррыпыатртао».
8. 4 Для расшифровки вашего сообщения ваш друг должен посчитать общее количество букв, разделить его на 5 и определить, есть ли неполные строки. После этого он/она записывает эти буквы в колонки, так чтобы было 5 букв в каждом ряду и одна неполная строка (если есть), и читает сообщение.

Графический шифр

1. 1 Нарисуйте знаки «решетка» и «+». На листе бумаги создайте основу вашего шифра. Она будет выглядеть, как # и + (поверните знак плюса, чтобы он выглядел как ромб, а не квадрат).
2. 2 Расставьте буквы по ячейкам. Данные фигуры имеют ячейки между линиями. Заполните эти ячейки двумя буквами алфавита. Размещайте буквы хаотично и не используйте одну и ту же букву дважды.
3. Любой адресат сообщения будет должен иметь такую же копию основы шифра с буквами, для того чтобы прочитать ваше сообщение.
4. 3 Запишите ваш код. Возьмите первую букву вашего сообщения. Найдите ее в основе шифра. Посмотрите на линии, которые вокруг нее. Нарисуйте такие же линии, как и линии, которые образуют ячейки в основе шифра. Если буква, которую вы пишите, является второй в ячейке, добавьте точку к линиям. Проделайте данную операцию для каждой буквы сообщения.

Перестановка Цезаря

1. 1 Создайте свой алфавит шифра. Шифр Цезаря перемещает алфавит и затем заменяет буквы их новым номером по порядку. Это делает код более трудным для взлома, если вы меняете расстановку регулярно. Например, 3-х перестановочный шифр будет означать, что А становится Э, Б становится Ю, В становится Я и т.д. Если вы хотите написать «Встречаемся завтра на станции», то сообщение будет выглядеть «Яопнвфэвйоь еэяпнэ кэ опэкуёё».
2. Существует много вариантов изменения порядка алфавита перед созданием кода. Это делает шифр более надежным.
3. 2 Запишите ваше сообщение. Наличие помощника, как декодирующий круг, может сделать это проще, если вы сможете подготовить такое, которое будет подходить вашему коду.
4. 3 Переведите сообщение. Человек, расшифровывающий ваш код, должен знать только число, чтобы правильно восстановить алфавит. Регулярно меняйте его, но убедитесь, что вы можете безопасно передать адресату, что будет новым числом сдвига алфавита.

Метод 3 Секретные языки

Путаный язык

1. 1 Определите слова, которые начинаются с гласных. Если есть такие, просто добавляйте «ай» на конце слова. Например, «ухо» станет «ухоай», «арка» станет «аркаай» и «оскорбление» станет «оскоблениеай».
2. 2 Определите слова, которые начинаются с согласной. Если есть такие, то перенесите первую букву слова в конец и добавьте «ай». Если в начале слова стоят две (или более) согласных, переставьте их в конец и добавьте «ай».
3. Например, «труп» станет «уптрай», «грамм» станет «аммграй» и «мысль» станет «ысльмай».
4. 3 Говорите на путаном языке. Путаный язык работает лучше всего, если на нем говорить быстро, но для этого потребуется некоторое время подготовки. Не прекращайте практиковаться!

Звуковой код

1. 1 Создайте свой звуковой код. Этот код будет работать также как и азбука Морзе. Вам будет нужно присвоить звуковой ритмичный код каждой букве или отдельному слову. Выберите ритмы, которые вы можете запомнить.
2. 2 Научите вашему коду других. Код должен быть всегда в памяти, поэтому научите коду всех, с кем планируете его использовать.
3. 3 Простучите ваше сообщение. Используйте ваши пальцы, конец карандаша или другой инструмент для передачи вашего сообщения. Старайтесь быть скрытными. Вам не надо, чтобы кто-то догадался, что вы общаетесь.

Тарабарский язык

1. 1 Научитесь говорить на тарабарском языке. Тарабарский язык – языковая игра наподобие путаного языка, но звучит более сложно. Короткое объяснение – вам надо добавлять «-отаг» (или любой аналог)перед каждой гласной в слоге. Это гораздо хитрее, чем звучит на самом деле! Вам потребуется практика, чтобы в совершенстве овладеть этим кодом.

Советы

• Прячьте ваш код в том месте, о котором знают только отправитель и получатель. Например, развинтите любую ручку и положите ваш код внутрь нее, соберите ручку обратно, найдите место (например, подставка под карандаши) и сообщите получателю место и тип ручки.
• Шифруйте также и пробелы, чтобы запутать код еще больше. Например, вы можете использовать буквы (Е, Т, А, О и Н работают лучше всего) вместо пробелов. Они называются пустышками. Ы, Ъ, Ь и Й будут выглядеть слишком явными пустышками для опытных взломщиков кодов, поэтому не используйте их или другие выделяющиеся символы.
• Вы можете создать свой собственный код, переставляя буквы в словах в случайном порядке. «Диж яемн в крапе» – «Жди меня в парке».
• Всегда отправляйте коды агентам с вашей стороны.
• При использовании турецкого ирландского вам не нужно специально использовать «эб» перед согласной. Вы можете использовать «иэ», «бр», «из» или любую другую неприметную комбинацию букв.
• При использовании позиционной кодировки, не стесняйтесь добавлять, удалять и даже переставлять буквы с одного места на другое, чтобы сделать дешифровку еще более трудной. Убедитесь, что ваш партнер понимает, что вы делаете, или все это будет бессмысленным для нее/него. Вы можете разбить текст на части так, чтобы было три, четыре или пять букв в каждой, а затем поменять их местами.
• Для перестановки Цезаря вы можете переставлять буквы на любое количество мест, которое вы хотите, вперед или назад. Только убедитесь что правила перестановок одинаковы для каждой буквы.
• Всегда уничтожайте расшифрованные сообщения.
• Если вы используете свой собственный код, не делайте его слишком сложным, чтобы остальные не смогли его разгадать. Он может оказаться слишком сложным для расшифровки даже для вас!
• Используйте азбуку Морзе. Это один из самых известных кодов, поэтому ваш собеседник быстро поймет, что это.

Предупреждения

• Если вы пишете код неаккуратно, то это сделает процесс декодирования более сложным для вашего партнера, при условии что вы не используете вариации кодов или шифров, созданные специально, чтобы запутать дешифровальщика (за исключением вашего партнера, конечно).
• Путаный язык лучше использовать для коротких слов. С длинными словами он не настолько эффективен, потому что дополнительные буквы гораздо более заметны. То же самое при использовании его в речи.

Что вам понадобится

• Партитура для кода
• Карандаш
• Бумага
• Любая дата

Шифр — какая-либо система преобразования текста с секретом (ключом) для обеспечения секретности передаваемой информации. Прочитав определение из википедии , конечно можно понять что такое шифр , но все же не до конца. Что-бы понять что же делает шифры таким особенным , популярным , а чаще всего и жизненно-важным , в первую очередь надо что-нибудь зашифровать.

В цикле статей под название “Создание своего метода шифрования”, эта статья будет вводной. Здесь мы рассмотрим отличие шифров от кодов и выберем 2 шифра, которые в дальнейшем мы будем использовать для создания своего шифра.

Отличие шифров от кодов

Если не вдаваться в глубокие подробности, то ответ очень прост. Представьте себе обычную телефонную книгу. Представили? Телефонная книга и есть своего рода кодовая книга. Если вы будете записывать фамилии и имена ваших друзей на обычный листок то получится текст , а если вместо их ФИО использовать номера их телефонов то получится уже закодированное послание. Такое послание сможет понять только тот человек, который знает, что при составлении этого текста вы использовали телефонную книгу. И раскодировать этот набор цифр он сможет только при помощи такой же телефонной книги. Очевидным минусом кодов , является их “стабильность”. При попадании кодовой книги к тому , от кого вы свое послание прятали , ваш код будет больше не способен обеспечить скрытность переписки.

Выбор шифров для скрещивания

Ну что ж вот и основная часть статьи. Не буду откладывать в долгий ящик и расскажу какие шифры мы будем использовать. Шифр Вижинера и Квадрат Полибия.

Квадрат Полибия

Чуть выше я писал, что код намного менее универсален и порой менее устойчив к взлому. Но квадрат Полибия это код простой замены, причем очень древний код. Так почему же , если он такой простой использовать мы будем его ? Как раз потому что он такой простой , уж простите за тавтологию. Работу с данным шифром разделим на несколько стадий :

1. Выбор языка алфавита для таблицы
2. Определение размерности таблицы
3. Формирование таблицы
4. Шифрования

Алфавит мы возьмем русский , а таблицу самую часто используемую. Принцип шифрования понятен даже ребенку :

Для шифрования на квадрате находили букву текста и вставляли в шифровку нижнюю от неё в том же столбце. Если буква была в нижней строке, то брали верхнюю из того же столбца.

Шифр Вижинера

Данный шифр тоже далеко не новый , но взломать его (официально )не могли целых 200 лет. Шифр Вижинера это поли алфавитный шифр , да к тому же еще с ключевым словом.

Попробуем зашифровать слово PENSIL. Ключевым словом будет слово MEN.

P E NS I L MENMEN

Ключевое слово будем писать циклично до конца текста. Потом Используя таблицу выше , будем искать и находить символы на перекрестиях буквы из текста и буквы из кодового слова. Если все правильно зашифровать то должно получиться слово — BIAETY.

Объединения шифра Вижинера и квадрата Полибия

Вот так просто мы и объединили два шифра. Полученный текс расшифровать гораздо сложнее чем обычный шифр Полибия. Правда в стойкости примененный шифр проигрывает шифру Вижинера , так как является одно алфавитным. Однако новый принцип существенно легче и проще для повседневного использования, или шифрования не очень важной информации.

Что-же дальше ? А дальше , для того чтобы не тратить драгоценное время на шифрование в ручную , мы напишем программу на языке C#.

Все мы довольно часто слышим такие слова и словосочетания, как «шифрование данных», «секретные шифры», «криптозащита», «шифрование», но далеко не все понимают, о чем конкретно идет речь. В этом посте разберемся, что из себя представляет шифрование и рассмотрим элементарные шифры с тем расчетом, чтобы даже далекие от IT люди поняли суть этого явления.

Прежде всего, разберемся в терминологии.

Шифрование – это такое преобразование исходного сообщения, которое не позволит всяким нехорошим людям прочитать данные, если они это сообщение перехватят. Делается это преобразование по специальным математическим и логическим алгоритмам, некоторые из которых мы рассмотрим ниже.

Исходное сообщение – это, собственно, то, что мы хотим зашифровать. Классический пример — текст.

Шифрованное сообщение – это сообщение, прошедшее процесс шифрования.

Шифр — это сам алгоритм, по которому мы преобразовываем сообщение.

Ключ — это компонент, на основе которого можно произвести шифрование или дешифрование.

Алфавит – это перечень всех возможных символов в исходном и зашифрованном сообщении. Включая цифры, знаки препинания, пробелы, отдельно строчные и заглавные буквы и т.д.

Теперь, когда мы говорим на более-менее одном языке, разберем простые шифры.

Шифр Атбаша

Самый-самый простой шифр. Его суть – переворот алфавита с ног на голову.

Например, есть у нас алфавит, который полностью соответствует обычной латинице.

Для реализации шифра Атбаша просто инвертируем его. «А» станет «Z», «B» превратится в «Y» и наоборот. На выходе получим такую картину:

И теперь пишем нужное сообшение на исходном алфавите и алфавите шифра

Исходное сообщение: I love habr
Зашифрованное: r olev szyi

Шифр Цезаря

Тут добавляется еще один параметр — примитивный ключ в виде числа от 1 до 25 (для латиницы). На практике, ключ будет от 4 до 10.

Опять же, для наглядности, возьмем латиницу

И теперь сместим вправо или влево каждую букву на ключевое число значений.

Например, ключ у нас будет 4 и смещение вправо.

Исходный алфавит: a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z
Зашифрованный: w x y z a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v

Пробуем написать сообщение:

Шифруем его и получаем следующий несвязный текст:

Шифр Вернама (XOR-шифр)

Простейший шифр на основе бинарной логики, который обладает абсолютной криптографической стойкостью. Без знания ключа, расшифровать его невозможно (доказано Клодом Шенноном).

Исходный алфавит — все та же латиница.

Сообщение разбиваем на отдельные символы и каждый символ представляем в бинарном виде.
Классики криптографии предлагают пятизначный код бодо для каждой буквы. Мы же попробуем изменить этот шифр для кодирования в 8 бит/символ на примере ASCII-таблицы. Каждую букву представим в виде бинарного кода.

Теперь вспомним курс электроники и элемент «Исключающее ИЛИ», также известный как XOR.

XOR принимает сигналы (0 или 1 каждый), проводит над ними логическую операцию и выдает один сигнал, исходя из входных значений.

Если все сигналы равны между собой (0-0 или 1-1 или 0-0-0 и т.д.), то на выходе получаем 0.
Если сигналы не равны (0-1 или 1-0 или 1-0-0 и т.д.), то на выходе получаем 1.

Теперь для шифровки сообщения, введем сам текст для шифровки и ключ такой же длины. Переведем каждую букву в ее бинарный код и выполним формулу сообщение XOR ключ

сообщение: LONDON
ключ: SYSTEM

Переведем их в бинарный код и выполним XOR:

В данном конкретном примере на месте результирующих символов мы увидим только пустое место, ведь все символы попали в первые 32 служебных символа. Однако, если перевести полученный результат в числа, то получим следующую картину:

С виду — совершенно несвязный набор чисел, но мы-то знаем.

Шифр кодового слова

Принцип шифрования примерно такой же, как у шифра цезаря. Только в этом случае мы сдвигаем алфавит не на определенное число позиций, а на кодовое слово.

Например, возьмем для разнообразия, кириллический алфавит.

Придумаем кодовое слово. Например, «Лукоморье». Выдернем из него все повторяющиеся символы. На выходе получаем слово «Лукомрье».

Теперь вписываем данное слово в начале алфавита, а остальные символы оставляем без изменений.

И теперь запишем любое сообщение и зашифруем его.

Получим в итоге следующий нечитаемый бред:

Шифр Плейфера

Классический шифр Плейфера предполагает в основе матрицу 5х5, заполненную символами латинского алфавита (i и j пишутся в одну клетку), кодовое слово и дальнейшую манипуляцию над ними.

Пусть кодовое слово у нас будет «HELLO».

Сначала поступаем как с предыдущим шифром, т.е. уберем повторы и запишем слово в начале алфавита.

Теперь возьмем любое сообщение. Например, «I LOVE HABR AND GITHUB».

Разобьем его на биграммы, т.е. на пары символов, не учитывая пробелы.

Если бы сообщение было из нечетного количества символов, или в биграмме были бы два одинаковых символа (LL, например), то на место недостающего или повторившегося символа ставится символ X.

Шифрование выполняется по нескольким несложным правилам:

1) Если символы биграммы находятся в матрице на одной строке — смещаем их вправо на одну позицию. Если символ был крайним в ряду — он становится первым.

Например, EH становится LE.

2) Если символы биграммы находятся в одном столбце, то они смещаются на одну позицию вниз. Если символ находился в самом низу столбца, то он принимает значение самого верхнего.

Например, если бы у нас была биграмма LX, то она стала бы DL.

3) Если символы не находятся ни на одной строке, ни на одном столбце, то строим прямоугольник, где наши символы — края диагонали. И меняем углы местами.

Например, биграмма RA.

По этим правилам, шифруем все сообщение.

Если убрать пробелы, то получим следующее зашифрованное сообщение:

Поздравляю. После прочтения этой статьи вы хотя бы примерно понимаете, что такое шифрование и знаете как использовать некоторые примитивные шифры и можете приступать к изучению несколько более сложных образцов шифров, о которых мы поговорим позднее.

Шифрование сообщений различными методами

Вместо хвоста — нога, А на ноге — рога.

Л. Дербенеёв.

Рассмотрим, как
зашифровать сообщение методом
замены
(другими словами методом подстановки).
Вначале используем шифр Цезаря.
Предположим, что требуется зашифровать
сообщение «ГДЕ АББА».

Как известно,
циклический шифр Цезаря получается
заменой каждой буквы открытого текста
буквами этого же алфавита, расположенными
впереди через определенное число
позиций, например через три позиции.
Циклическим
он называется
потому, что при выполнении замены вслед
за последней буквой алфавита вновь
следует первая буква алфавита. Запишем
фрагменты русского алфавита и покажем,
как выполняется шифрование (порядок
замены):

В результате
проведенного преобразования получится
шифрограмма:

Ёжз гддг.

В данном случае
ключом является величина сдвига (число
позиций между буквами). Число ключей
этого шифра невелико (оно равно числу
букв алфавита). Не представляет труда
вскрыть такую шифрограмму перебором
всех возможных ключей. Недостатком
шифра Цезаря является невысокая
криптостойкость. Объясняется это тем,
что в зашифрованном тексте буквы
по-прежнему располагаются в алфавитном
порядке, лишь начало отсчета смещено
на несколько позиций.

Замена может
осуществляться на символы другого
алфавита и с более сложным ключом
(алгоритмом замены). Для простоты опять
приведем лишь начальные части алфавитов.
Линии показывают порядок замены букв
русского алфавита на буквы латинского
алфавита. Зашифруем фразу «ГДЕ АББА»

В результате такого
шифрования получится криптограмма:

CDB
EFFE.

Рациональнее
использованный в последнем случае ключ
записать в виде таблицы:

При шифровании
буквы могут быть заменены числами (в
простейшем случае порядковыми номерами
букв в алфавите). Тогда наша шифровка
будет выглядеть так:

4—5—6—1—2—2—1.

Замена символов
открытого текста может происходить на
специальные символы, например, на
«пляшущих человечков», как в рассказе
К. Дойла или с помощью флажков, как это
делается моряками.

Более высокую
криптостойкость по сравнению с шифром
Цезаря имеют аффинные
криптосистемы.

В аффинных
криптосистемах, за счет математических
преобразований, буквы, заменяющие
открытый текст, хаотично перемешаны. В
аффинных криптосистемах буквы открытого
текста нумеруются числами, например,
для кириллицы от 0 до 32. Затем каждая
буква открытого текста заменяется
буквой, порядковый номер которой
вычисляется с помощью линейного уравнения
и вычисления остатка от целочисленного
деления.

Аффинные криптосистемы
задаются при помощи двух чисел а
и b.
Для русского
алфавита эти числа выбираются из условия
а
≥ 0, b
≤ 32.
Максимальное число символов в используемом
алфавите обозначаются символом γ.
Причем числа а
и γ
= 33 должны быть взаимно простыми. Если
это условие не будет выполняться, то
две разные буквы могут отображаться
(превращаться) в одну. Каждый код буквы
открытого текста μ
заменяется кодом буквы криптограммы
по следующему правилу. Вначале вычисляется
число α
= a∙μ
+ b,
a
затем выполняется операция целочисленного
деления числа α
на число γ
= 33, то есть α
= β(mod
(γ)).
В качестве кода символа Шифрограммы
используется остаток от целочисленного
деления. Для определенности выберем
такие числа: а
= 5 и b
=3. Фрагмент
процедуры, иллюстрирующей порядок
шифрования, приведен в таблице.

Предположим, что
нужно зашифровать сообщение «ГДЕ АББА».
В результате получим:

В ранее
рассмотренных нами шифрах каждой букве
открытого текста соответствовала одна
определенная буква криптограммы.
Подобные шифры называются шифрами
одноалфавитной
замены.

Длинные
сообщения, полученные методом
одноалфавитной замены (другое название
— шифр
простой однобуквенной
замены),
раскрываются
с помощью таблиц относительных частот.
Для этого подсчитывается частота
появления каждого символа, делится на
общее число символов в шифрограмме.
Затем с помощью таблицы относительных
частот определяется, какая была сделана
замена при шифровании.

Повысить
криптостойкость позволяют шифры
многоалфавитной замены
(или шифры многозначной замены). При
этом каждому символу открытого алфавита
ставят в соответствие не один, а несколько
символов шифровки.

Ниже приведен
фрагмент ключа многоалфавитной замены:

С
помощью многоалфавитного шифра сообщение
«ГДЕ АББА» можно зашифровать несколькими
способами:

19—83—32-48—4—7—12,

10—99—15—12—4—14—12
и т. д.

Для
каждой буквы исходного алфавита создается
некоторое множество символов шифрограммы
так, что множества каждой буквы не
содержат одинаковых элементов.
Многоалфавитные шифры изменяют картину
статистических частот появления букв
и этим затрудняют вскрытие шифра без
знания ключа.

Рассмотрим
еще один шифр многоалфавитной замены,
который был описан в 1585 г. французским
дипломатом Блезом де Виженером.
Шифрование
производится с помощью так называемой
таблицы Виженера. Здесь, как и прежде,
показана лишь часть таблицы для того,
чтобы изложить лишь идею метода.

Каждая
строка в этой таблице соответствует
одному шифру простой замены (типа шифра
Цезаря). При шифровании открытое сообщение
записывают в строчку, а под ним помещают
ключ. Если ключ оказывается короче
сообщения, то ключ циклически повторяют.
Шифровку получают, находя символ в
матрице букв шифрограммы. Символ
шифрограммы находится на пересечении
столбца с буквой открытого текста и
строки с соответствующей буквой ключа.

Предположим,
что нужно зашифровать сообщение «ГДЕ
АББА». В качестве ключа выберем слово
«ДЕВА». В результате получим:

В результате
преобразований получится шифровка

Моно- и многоалфавитные подстановки

Подстановки — наиболее пpостой вид пpеобpазований, заключающийся в замене символов исходного текста на дpугие (того же алфавита) по более или менее сложному пpавилу.

Рассмотрим, как зашифровать сообщение методом моноалфавитной подстановки. Вначале используем так называемый шифр Цезаря. Предположим, что требуется зашифровать сообщение:

«ГДЕ АББА».

Как известно, циклический шифр Цезаря получается заменой каждой буквы открытого текста буквами этого же алфавита, расположенными впереди через определенное число позиций, например через три позиции. Циклическим он называется потому, что при выполнении замены вслед за последней буквой алфавита вновь следует первая буква алфавита. Запишем фрагменты русского алфавита и покажем, как выполняется шифрование:

В результате проведенного преобразования получится шифрограмма:

«ЁЖЗ ГДДГ».

В данном случае ключом является величина сдвига (число позиций между буквами). Число ключей этого шифра невелико (оно равно числу букв алфавита). Не представляет труда вскрыть такую шифрограмму перебором всех возможных ключей.

Замена может осуществляться на символы другого алфавита и с более сложным ключом (алгоритмом замены). При шифровании буквы могут быть заменены числами (в простейшем случае порядковыми номерами букв в алфавите). Тогда наша шифровка будет выглядеть так:

4-5-6-1-2-2-1.

Замена символов открытого текста может происходить на специальные символы, например на «пляшущих человечков», как в рассказе К.Дойла.

Длинные сообщения, полученные методом одноалфавитной замены (другое название — шифр простой однобуквенной замены), раскрываются с помощью таблиц относительных частот. Для этого подсчитывается частота появления каждого символа, делится на общее число символов в шифрограмме. Затем с помощью таблицы относительных частот определяется, какая была сделана замена при шифровании. В Табл. 3 приведены частоты встречаемости букв русского языка:

Табл. 3

Повысить криптостойкость позволяют многоалфавитные шифры замены (или шифры многозначной замены). При этом каждому символу открытого алфавита ставят в соответствие не один, а несколько символов шифровки.

Ниже приведен фрагмент многоалфавитного ключа замены.

С помощью многоалфавитного шифра сообщение «ГДЕ АББА» можно зашифровать несколькими способами:

19-83-32-48-4-7-12,

10-99-15-12-4-14-12 и т.д.

Для каждой буквы исходного алфавита создается некоторое множество символов шифрограммы так, что множества каждой буквы не содержат одинаковых элементов. Многоалфавитные шифры изменяют картину статистических частот появления букв и этим затрудняют вскрытие шифра без знания ключа.

Рассмотрим еще один многоалфавитный шифр замены, который был описан в 1585 французским дипломатом Блезом де Виженером. Шифрование производится с помощью, так называемой таблицы Виженера (Рис. 30). Здесь, как и прежде, показана лишь часть таблицы для того, чтобы изложить лишь идею метода.

Каждая строка в этой таблице соответствует одному шифру простой замены (типа шифра Цезаря). При шифровании сообщения его записывают в строку, а под ним помещают ключ. Если ключ оказывается короче сообщения, то ключ циклически повторяют. Шифровку получают, находя символ в матрице букв шифрограммы. Символ шифрограммы находится на пересечении столбца с буквой открытого текста и строки с соответствующей буквой ключа.

Рис. 30. Код Виженера.

Предположим, что нужно зашифровать сообщение «ГДЕ АББА». В качестве ключа выберем слово «ДЕВА». В результате получим:

В результате преобразований получится шифровка:

«ЯЯГ АЭЪЮ».

Перестановки

Рассмотрим примеры шифрования сообщения методом перестановки. Идея этого метода криптографии заключается в том, что запись открытого текста и последующее считывание шифровки производится по разным путям некоторой геометрической фигуры (например, квадрата).

Для пояснения идеи возьмем квадрат (матрицу) 8х8, будем записывать текст последовательно по строкам сверху вниз, а считывать по столбцам последовательно слева направо.

Предположим, что требуется зашифровать сообщение:

«НА ПЕРВОМ КУРСЕ ТЯЖЕЛО УЧИТЬСЯ ТОЛЬКО ПЕРВЫЕ ЧЕТЫРЕ ГОДА ДЕКАНАТ».

В таблице символом «_» обозначен пробел.

В результате преобразований получится шифровка: «НМТЧОРЫ_А_ЯИЛВРД_КЖТЬЫЕЕПУЕЬКЕ_КЕРЛСО_ ГАР СОЯ_ЧОНВЕ__ПЕДАО_УТЕТАТ» (читаем таблицу по столбцам).

Ключом является размер матрицы, порядок записи открытого текста и считывания шифрограммы. Естественно, что ключ может быть другим. Например, запись открытого текста по строкам может производиться в таком порядке: 48127653, а считывание криптограммы может происходить по столбцам в следующем порядке: 81357642.

Гамирование и блочные шифры

Методы замены и перестановки по отдельности не обеспечивают необходимую криптостойкость. Поэтому их используют совместно, а также в сочетании с аддитивным методом (методом гамирования). Гамирование заключается в наложении на исходный текст некотоpой псевдослучайной последовательности, генеpиpуемой на основе ключа.

При шифровании гамированием вначале открытый текст шифруют методом замены, преобразуя каждую букву в число, а затем к каждому числу добавляют секретную гамму (псевдослучайную числовую последовательность).

В компьютерах преобразование открытого текста происходит естественным путем, так как каждый символ кодируется двоичным числом. Вид этого преобразования зависит от используемой операционной системы. Для определенности будем считать, что открытое сообщение кодируется с помощью кодовой таблицы CP1251 (операционная система Windows). Кроме того, будем считать, что секретная гамма добавляется к открытому тексту по правилу сложения по модулю два без переносов в старшие разряды (логическая операция Исключающее ИЛИ). Результаты всех преобразований поместим в таблицу.

Для наглядности результат шифрования переведен с помощью таблицы CP-1251 в буквы.

Из таблицы видно, что исходный текст был записан прописными буквами, а криптограмма содержит как прописные, так и строчные буквы. Естественно, что при реальном (а не учебном) шифровании набор символов в шифрограмме будет еще богаче. Кроме русских букв будут присутствовать латинские буквы, знаки препинания, управляющие символы.

Алгоритмы цифровой подписи

С какими целями используется цифровая подпись? Для предотвращения следующих ситуаций при электронном документообороте:

1) отказ: абонент А заявляет, что не посылал документа абоненту В, хотя на самом деле он его послал;

2) модификация: абонент В изменяет документ и утверждает, что именно таким получил его от абонента А;

3) подмена: абонент В сам формирует документ и заявляет, что получил его от абонента А;

4) активный перехват: нарушитель (подключившийся к сети) перехватывает документы (файлы) и изменяет их;

5) «маскарад»: абонент С посылает документ от имени абонента А;

6) повтор: абонент С повторяет посылку документа, который абонент А ранее послал абоненту В.

При выборе алгоритма и технологии аутентификации необходимо предусмотреть надежную защиту от всех перечисленных видов злоумышленных действий (угроз). Однако в рамках классической (одноключевой) криптографии защититься от всех этих видов угроз трудно, поскольку имеется принципиальная возможность злоумышленных действий одной из сторон, владеющих секретным ключом. Никто не может помешать абоненту, например, самому создать любой документ, зашифровать его с помощью имеющегося ключа, общего для клиента и банка, а потом заявить, что он получил этот документ от законного отправителя.

Значительно эффективнее схемы, основанные на двухключевой криптографии. В этом случае каждый передающий абонент имеет свой секретный ключ подписи, а у всех абонентов есть несекретные открытые ключи передающих абонентов. Эти открытые ключи можно трактовать как набор проверочных соотношений, позволяющих судить об истинности подписи передающего абонента, но не позволяющих восстановить секретный ключ подписи. Передающий абонент несет единоличную ответственность за свой секретный ключ. Никто кроме него не с состоянии сформировать корректную подпись. Секретный ключ передающего абонента можно рассматривать как личную печать, и владелец должен всячески ограничивать доступ к нему посторонних лиц.

Математические схемы, используемые в алгоритмах, реализующих электронную цифровую подпись (ЭЦП), основаны на так называемых однонаправленных функциях. Суть этого подхода заключается в следующем. Каждый отправитель (пользователь системы) передает получателю (другому пользователю) или помещает в общедоступный справочник процедуру D, которую должен применить получатель для проверки подписи Е(х) отправителя документа х. Свою оригинальную систему постановки подписи Е отправитель держит в секрете. Эти процедуры должны обладать следующими свойствами:

1) D[E(x)] = x для любого возможного х;

2) Е и D должны быть легко вычислимы;

3) задача нахождения Е по известному D должна быть трудной.

На практике, как правило, в схемах ЭЦП вместо документа х рассматривают его хэш-функцию h(x), обладающую рядом специальных свойств, важнейшее из которых отсутствие «коллизий», т.е. практическая невозможность создания двух различных документов с одним и тем же значением хэш-функции. Иначе говоря,

Цифровая подпись = D+h(D),

где D – исходный документ;

h(D) – хэш – функция

Перечислим наиболее известные математические схемы ЭЦП: RSA (названа по первым буквам фамилий авторов: R. L. Rivest, A. Shamir, L. Adleman), OSS (H. Ong, C. P. Schnorr, A. Shamir), Эль-Гамаля (T. ElGamal), Рабина (M. Rabin), Окамото Сираиси (T. Okamoto, A. Shiraishi), Мацумото Имаи (T. Matsumoto, H. Imai) , схемы с использованием эллиптических кривых и др.

В схемах RSA, Рабина, Эль-Гамаля и Шнорра (C. P. Schnorr) трудность задач подделки подписи обусловлена вычислительной сложностью задач факторизации или дискретного логарифмирования.

В принятых не стандартах США и России на цифровую подпись (DSS — Digital Signature Standard, ГОСТ Р 34.10-94 «Процедуры выработки и проверки электронной цифровой подписи на базе асимметричного криптографического алгоритма» и ГОСТ Р 34.11-94 «Функция хеширования») используются специально созданные алгоритмы. В основу этих алгоритмов положены схемы Эль-Гамаля и Шнорра.

Поскольку подпись под важным документом может иметь далеко идущие последствия, перед подписанием необходимо предусмотреть определенные меры предосторожности. В случае программной реализации, как правило, секретный ключ подписывающего хранится на его личной дискете, защищенной от копирования. Однако этого бывает недостаточно, ведь дискету могут похитить или просто потерять. Следовательно, необходима защита от несанкционированного доступа к секретной информации (ключу). Естественным решением этой проблемы является парольная защита. Паролем могут защищаться не только функции (опции) постановки подписи и генерации ключей, но и функции, изменяющие содержимое каталога открытых ключей абонентов сети, и др.

Чтобы поставить ЭЦП под конкретным документом, необходимо проделать довольно большой объем вычислительной работы. Эти вычисления разбиваются на два этапа.

1. Генерация ключей. На этом этапе для каждого абонента генерируется пара ключей: секретный и открытый. Секретный ключ хранится абонентом в тайне. Он используется для формирования подписи. Открытый ключ связан с секретным особым математическим соотношением. Открытый ключ известен всем другим пользователям сети и предназначен для проверки подписи. Его следует рассматривать как необходимый инструмент для проверки, позволяющий определить автора подписи и достоверность электронного документа, но не позволяющий вычислить секретный ключ.

Возможны два варианта проведения этого этапа. Естественным представляется вариант, когда генерацию ключей абонент может осуществлять самостоятельно. Не исключено, однако, что в определенных ситуациях эту функцию целесообразно передать центру, который будет вырабатывать для каждого абонента пару ключей секретный и открытый и заниматься их распространением. Второй вариант имеет ряд преимуществ административного характера, однако обладает принципиальным недостатком у абонента нет гарантии, что его личный секретный ключ уникален. Другими словами, можно сказать, что здесь все абоненты находятся «под колпаком» центра, и центр может подделать любую подпись.

2. Подписание документа. Прежде всего, документ «сжимают» до нескольких десятков или сотен байтов с помощью так называемой хеш-функции, значение которой сложным образом зависит от содержания документа, но не позволяет восстановить сам документ. Далее, к полученному значению хеш-функции применяют то или иное математическое преобразование (в зависимости от выбранного алгоритма ЭЦП), и получают собственно подпись документа.

Эта подпись может быть составлена из читаемых символов (букв), но часто ее представляют в виде последовательности произвольных «нечитаемых» символов. ЭЦП может храниться вместе с документом, например стоять в его начале или конце, либо в отдельном файле. Естественно, в последнем случае для проверки подписи необходимо располагать как самим документом, так и файлом, содержащим его ЭЦП.

При проверке подписи проверяющий должен располагать открытым ключом абонента, поставившего подпись. Этот ключ должен быть аутентифицирован, т.е. проверяющий должен быть полностью уверен, что данный ключ соответствует именно тому абоненту, который выдает себя за его «хозяина». Если абоненты самостоятельно обмениваются ключами, эта уверенность может подкрепляться связью по телефону, личным контактом или любым другим способом. Если же абоненты действуют в сети с выделенным центром, открытые ключи абонентов подписываются (сертифицируются) центром, и непосредственный контакт абонентов между собой (при передаче или подтверждении подлинности ключей) заменяется контактами каждого из них в отдельности с центром.

Процедура проверки подписи состоит из двух этапов: вычисления хеш-функции документа и проведения математических вычислений, определяемых алгоритмом подписи. Последние заключаются в проверке того или иного соотношения, связывающего хеш-функцию документа, подпись под этим документом и открытый ключ подписавшего абонента.

Если рассматриваемое соотношение оказывается выполненным, то подпись признается правильной, а сам документ подлинным, в противном случае документ считается измененным, а подпись под ним недействительной.

Сжатие данных

Алгоритмы сжатия данных появились с тех пор, как появились сами массивы данных, которые следовало как-то хранить и передавать. Таким образом, проблема “данные/степень их сжатия” актуальна уже достаточно давно. В наши дни она стоит особенно остро, поскольку с ростом технологий растут и массивы данных. Несмотря на расширение каналов передачи данных, скорость этой самой передачи является узким местом.

Итак, попробуем разобраться в существующих алгоритмах сжатия данных. В общем виде их сегодня можно разделить на две большие подгруппы: сжатие данных с потерями и без потерь.

Клод Шеннон в 1950 г. смоделировал основы теории информации в своем труде “Математическая теория связи”, в том числе идею о том, что данные могут быть минимизированы, так как несут избыточную информацию (энтропия данных). Энтропия исходных данных выступает количественной мерой разнообразия выдаваемых источником сообщений и является его основной характеристикой. Чем выше разнообразие алфавита сообщений и чем равномернее он распространен по сообщению, тем больше энтропия и тем сложнее эту последовательность сообщений сжать. Обычно в физическом представлении данные несут некоторую избыточность. И процесс устранения избыточности источника сообщений сводится к двум операциям – декорреляции (укрупнению алфавита) и кодированию (например, оптимальным неравномерным кодом).

Давайте возьмем простой пример. Допустим, необходимо составить таблицу, в которую будут заноситься результаты эксперимента с подбрасыванием монеты. Даже это простое действие мы можем сделать несколькими способами, например, так (1 -орел, 0 – решка):

.

Это далеко не все способы, но налицо явная избыточность информации в первых двух таблицах и устранение избыточности данных в последней таблице. Итак, сжатие – это избавление от избыточных данных, осуществляемое по алгоритму эффективного кодирования информации, при котором она занимает меньший объем памяти, нежели ранее. Это сжатие без потери кода. А что же такое потеря кода в алгоритмах сжатия? Это безвозвратное устранение некоторой избыточности кода без ощутимой потери качества информации. Это легко понять на следующем примере: возьмем обычный текстовый файл и удалим из абзацев все символы переноса строки, заменим в файле все цепочки пробелов в начале абзацев на символ табуляции, а также удалим все незначащие пустые строки и сохраним наш файл. Что мы получили? Мы получили точно такой же читаемый файл с неизмененной информацией, но меньшего размера. Иными словами, качество информации не потеряно. Но вместе с тем мы уже не сможем восстановить устраненную избыточную информацию. Именно на этом принципе и работают алгоритмы сжатия мультимедийных данных. Например, уменьшение размеров изображения – тоже своего рода сжатие с потерями.

Методы сжатия изображений

RLE (Run-Length Encoding) – сжатие длинных последовательностей. Самый простой алгоритм сжатия. С большим успехом применяется по сей день на различных потоках данных, но чаще всего в качестве дополнительного алгоритма сжатия. Наиболее эффективен в примитивных малоцветных изображениях, где существуют довольно большие участки кода, передающего один цвет.

Принцип работы алгоритма легко понять на следующем примере. Имеем текст:

аааааааааааабббббббббвапезааааааааааааааааазепккккккккккккккккккккккккк

Запишем его следующим образом: цифра, обозначающая количество повторов символа, затем сам символ. Если цифра 0, то следующая цифра – размер непрерывного бесповторного фрагмента текста и дальше сам текст. В результате этих манипуляций имеем:

12а9б05вапез17а03зеп25к.

Как видно, текст сжался почти в 3 раза и его можно полностью восстановить в исходный или отобразить специальным просмотрщиком. При хорошей реализация алгоритм дает большую скорость преобразований. RLE используется и в сжатии данных при передаче по каналам связи. Например, реализации модемных протоколов сжатия (MNP) в своей основе используют именно этот алгоритм.

LZ – Lempel-Ziv. Это метод словарей, несколько улучшенный алгоритм сжатия изображений, впервые опубликованный в 1977 г. На сегодняшний день LZ-алгоритм и его модификации получили наиболее широкое распространение по сравнению с другими методами сжатия. Принцип в общем похож на RLE. Из повторяющихся участков кода формируется индексированный словарь. А поскольку индекс занимает гораздо меньше места, чем участок кода, получается достаточно эффективный метод сжатия. Основной плюс – сжимаются повторы комбинаций. Основной недостаток – словарь требуется хранить в том же файле. Существует большое число модификаций этого метода LZ – LZW, LZ77, LZSS и т. д.

Вероятностные методы сжатия. В основе вероятностных методов сжатия (алгоритмов Шеннона-Фано (Shannon Fano) и Хаффмана (Huffman) лежит идея построения “дерева”, в котором положение символа на “ветвях” определяется частотой его появления. Каждому символу присваивается код, длина которого тем меньше, чем выше частота появления этого символа. Существуют две разновидности вероятностных методов, различающихся способом определения вероятности появления каждого символа:

— статические (static) методы, использующие фиксированную таблицу частоты появления символов, рассчитываемую перед началом процесса сжатия на основе анализа фрагмента сжимаемого текста;

— динамические (dinamic) или адаптивные (adaptive) методы, в которых частота появления символов все время меняется и по мере считывания нового блока данных происходит перерасчет начальных значений частот. Их несомненным достоинством является создание для каждого конкретного потока данных индивидуального кода, обеспечивающего максимальный коэффициент сжатия.

Статические методы характеризуются хорошим быстродействием и не требуют значительных ресурсов оперативной памяти. Они нашли широкое применение в многочисленных программах-архиваторах, например, ARC, ZIP, RAR и т. д.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

Список символов Шифр ​​- онлайн-декодер, переводчик

Поиск инструмента

Шифровальный список символов

Инструменты, коды и список шифров, включая символы (глифы) с прямыми ссылками на страницы для их расшифровки / шифрования.

Результаты

Список шифров

символов — dCode

Тег (и): Замена символа

Поделиться

dCode и другие

dCode является бесплатным, а его инструменты являются ценным подспорьем в играх, математике, геокешинге, головоломках и задачах, которые нужно решать каждый день!
Предложение? обратная связь? Жук ? идея ? Запись в dCode !

Ответы на вопросы (FAQ)

Как распознать символьный шифр?

В настоящее время не существует системы, способной распознавать используемый язык по символам шифра.Лучший способ — просмотреть примеры кодов с символами, пока вы не узнаете визуально тот, который действительно искали.

Таким образом,

dCode предоставляет список всех шифров, использующих символы, с обзором глифов для каждого из них.

Иногда символы являются символами Unicode и могут отображаться напрямую без использования изображений.

Пример: Брайля ⠃⠗⠁⠊⠇⠇⠑

Как расшифровать символьный шифр?

После первого шага, который заключается в том, чтобы распознать, что это за код, использовать специальную страницу для этого шифрования в dCode, страница инструмента будет содержать все необходимые объяснения.

Что делать, если кода нет в списке?

Свяжитесь с dCode и запросите новый инструмент.

Задайте новый вопрос

Исходный код

dCode сохраняет за собой право собственности на исходный код онлайн-инструмента «Symbols Cipher List». За исключением явной лицензии с открытым исходным кодом (обозначенной CC / Creative Commons / free), любой алгоритм, апплет или фрагмент «Symbols Cipher List» (конвертер, решатель, шифрование / дешифрование, кодирование / декодирование, шифрование / дешифрование, переводчик) или любые «символы» Функция Cipher List (вычислить, преобразовать, решить, расшифровать / зашифровать, расшифровать / зашифровать, декодировать / закодировать, перевести) написана на любом информатическом языке (Python, Java, PHP, C #, Javascript, Matlab и т. Д.)) и никакая загрузка данных, скрипт, копипаст или доступ к API для «Symbols Cipher List» не будут бесплатными, то же самое для автономного использования на ПК, планшете, iPhone или Android! dCode распространяется бесплатно и онлайн.

Нужна помощь?

Пожалуйста, посетите наше сообщество dCode Discord для получения помощи!
NB: для зашифрованных сообщений проверьте наш автоматический идентификатор шифра!

Вопросы / комментарии

Сводка

Похожие страницы

Поддержка

Форум / Справка

Ключевые слова

символ, розыгрыш, глиф, список

Ссылки

Источник: https: // www.dcode.fr/symbols-ciphers

© 2021 dCode — Идеальный «инструментарий» для решения любых игр / загадок / геокэшинга / CTF.

Переводчик шрифтов символов

— онлайн-декодер, кодировщик, преобразователь

Поиск инструмента

Шрифт символов

Инструмент для поиска символов шрифта Symbol, особенно используемого в Microsoft Windows и содержащего, например, буквы греческого алфавита.

Результаты

Символьный шрифт — dCode

Тег (и): Замена символа

Поделиться

dCode и другие

dCode является бесплатным, а его инструменты являются ценным подспорьем в играх, математике, геокешинге, головоломках и задачах, которые нужно решать каждый день!
Предложение? обратная связь? Жук ? идея ? Запись в dCode !

Список всех символов Шифры

На этой странице используется шрифт Symbol.Список всех шифров, использующих символы / символы, см. На специальной странице:

Декодер шрифтов символов

Кодировщик шрифтов символов

Открытый текст символа для шифрования с помощью Symbol
dCode Symbol
Encrypt

Ответы на вопросы (FAQ)

Что такое шрифт Symbol? (Определение)

Шрифт с именем Symbol используется в операционной системе Microsoft Windows, он содержит, в частности, буквы греческого алфавита, используемые в качестве символов в физике, математике и в целом в науке.

Как писать символьным шрифтом?

Запись / шифрование основано на шрифте Symbol , каждый символ ASCII связан с глифом / символом (который дает имя шрифту).

Символы частично похожи на исходное сообщение, потому что шрифт Symbol использует, среди прочего, греческие буквы, вдохновившие латинский алфавит.

Существует множество символьных шрифтов, содержащих значки, самый известный из которых — wingdings.

Как прочитать / расшифровать символьный шифр?

Чтение / дешифрование шрифта Symbol состоит в связывании каждого глифа / символа с соответствующим символом в таблице ASCII.

Как распознать шрифт Symbol?

Шрифт Symbol использует греческие символы (альфа, бета, гамма, дельта, эпсилон и т. Д.) В верхнем и нижнем регистре. Письмо также содержит некоторые символы, используемые в математике.

Symbol изначально ассоциировался с Apple и ее принтером LaserWriter, но внедрение было популяризировано корпорацией Microsoft, которая включила его (Symbol.ttf) по умолчанию в свои операционные системы Windows.

Задайте новый вопрос

Исходный код

dCode сохраняет за собой право собственности на исходный код онлайн-инструмента «Symbol Font». За исключением явной лицензии с открытым исходным кодом (обозначенной CC / Creative Commons / free), любой алгоритм, апплет или фрагмент «Symbol Font» (конвертер, решатель, шифрование / дешифрование, кодирование / декодирование, шифрование / дешифрование, переводчик) или любой «Symbol Font» ‘функция (вычислить, преобразовать, решить, расшифровать / зашифровать, расшифровать / зашифровать, декодировать / закодировать, перевести), написанная на любом информационном языке (Python, Java, PHP, C #, Javascript, Matlab и т. д.)) и никакая загрузка данных, скрипт, копипаст или доступ к API для «Symbol Font» не будут бесплатными, то же самое для автономного использования на ПК, планшете, iPhone или Android! dCode распространяется бесплатно и онлайн.

Нужна помощь?

Пожалуйста, посетите наше сообщество dCode Discord для получения помощи!
NB: для зашифрованных сообщений проверьте наш автоматический идентификатор шифра!

Вопросы / комментарии

Сводка

Похожие страницы

Поддержка

Форум / Справка

Ключевые слова

символ, шрифт, ttf, персонаж, греческий, windows

Ссылки

Источник: https: // www.dcode.fr/symbol-font

© 2021 dCode — Идеальный «инструментарий» для решения любых игр / загадок / геокэшинга / CTF.

Knights Templar Code Cipher — онлайн-декодер, кодировщик, переводчик

Поиск инструмента

Шифр ​​тамплиеров

Инструмент для расшифровки / шифрования рыцаря-тамплиера. Шифры рыцарей-тамплиеров — это код замены, заменяющий буквы символами Мальтийского креста, символа Ордена Храма.

Результаты

Шифр ​​тамплиеров — dCode

Тег (и): Замена символа

Поделиться

dCode и другие

dCode является бесплатным, а его инструменты являются ценным подспорьем в играх, математике, геокешинге, головоломках и задачах, которые нужно решать каждый день!
Предложение? обратная связь? Жук ? идея ? Запись в dCode !

Декодер рыцарей тамплиеров

Символы алфавита тамплиеров (Нажмите, чтобы добавить)
Шифрованный текст тамплиеров
Расшифровать

Кодировщик рыцарей тамплиеров

Ответы на вопросы (FAQ)

Что такое шифр рыцарей-тамплиеров? (Определение)

Шифр ​​Knights Templar — это шифр подстановки, который использует 25 символов для представления букв алфавита (отсутствует буква J , которая обычно заменяется на I ).Символы, используемые в алфавите Templar , являются частями Мальтийского креста.

Как зашифровать с помощью шифра Knights Templar?

Чтобы закодировать сообщение, замените каждую букву соответствующим символом Templar :

В некоторых источниках буквы L и K поменяны местами.

Как расшифровать с помощью шифра Knights Templar?

Расшифровка

Templar требует преобразования каждого символа в соответствующую ему букву.

В некоторых источниках буквы L и K поменяны местами.

Как распознать шифротекст тамплиеров?

Зашифрованное сообщение состоит из символов с углами, треугольниками, максимум с одной точкой на символ.

Сообщение содержит не более 25 различных символов.

Любая ссылка на Рыцарей Тамплиеров или Ополчение Соломона (с репутацией убийц / убийц) является ключом к разгадке.

Шифр ​​Пиг-Пен и шифры розенкрейцеров похожи.

Почему отсутствует буква J?

Буквы J не существовало, когда было изобретено шифрование, это был графический вариант буквы I , а J появился только в 16 веке.

Кто создал Шифр ​​тамплиеров?

Шифр ​​был создан тамплиерами , именем, данным членам Ордена Храма, религиозной и военной группы средневековья.

Когда был изобретен шифр тамплиеров?

Существование кода тамплиеров восходит к 12 веку

Задайте новый вопрос

Исходный код

dCode сохраняет за собой право собственности на исходный код онлайн-инструмента Templars Cipher.За исключением явной лицензии с открытым исходным кодом (обозначенной CC / Creative Commons / free), любой алгоритм, апплет или фрагмент Templars Cipher (конвертер, решатель, шифрование / дешифрование, кодирование / декодирование, шифрование / дешифрование, переводчик) или любой алгоритм Templars Cipher ‘функция (вычислить, преобразовать, решить, расшифровать / зашифровать, расшифровать / зашифровать, декодировать / закодировать, перевести) написана на любом информатическом языке (Python, Java, PHP, C #, Javascript, Matlab и т. д.) и без загрузки данных, скрипт , копипаст или доступ к API для Templars Cipher будут бесплатными, то же самое для автономного использования на ПК, планшете, iPhone или Android! dCode распространяется бесплатно и онлайн.

Нужна помощь?

Пожалуйста, посетите наше сообщество dCode Discord для получения помощи!
NB: для зашифрованных сообщений проверьте наш автоматический идентификатор шифра!

Вопросы / комментарии

Сводка

Похожие страницы

Поддержка

Форум / Справка

Ключевые слова

тамплиер, храм, треугольник, мальта, мальтийский, крест, орден, рыцарь, соломон, убийца

Ссылки

Источник: https: // www.dcode.fr/templars-cipher

© 2021 dCode — Идеальный «инструментарий» для решения любых игр / загадок / геокэшинга / CTF.

Стандартный галактический алфавит (Minecraft) — онлайн-декодер, переводчик

Поиск инструмента

Стандартный галактический алфавит

Инструмент для расшифровки / чтения стандартного галактического алфавита (SGA), который используется в Commander Keen, а затем в других вселенных, таких как Quake 4 или Minecraft (алфавит чар).

Результаты

Стандартный галактический алфавит — dCode

Тег (и): Замена символа

Поделиться

dCode и другие

dCode является бесплатным, а его инструменты являются ценным подспорьем в играх, математике, геокешинге, головоломках и задачах, которые нужно решать каждый день!
Предложение? обратная связь? Жук ? идея ? Запись в dCode !

Декодер стандартного галактического алфавита

Кодировщик стандартного галактического алфавита

Открытый текст стандартного галактического алфавита
dCode SGA
Encrypt

Ответы на вопросы (FAQ)

Что такое стандартный галактический алфавит? (Определение)

Стандартный галактический алфавит — это придуманный алфавит, он используется в нескольких вселенных видеоигр, начиная с Commander Keen, Quake 4 или Minecraft (где он обычно переименовывается в алфавит зачарования, потому что он появляется вместе с таблицей зачарования / зачарованием) .

Как зашифровать / написать, используя стандартный галактический алфавит?

Стандартный галактический алфавит (также сокращенно SGA) представляет собой серию из 26 символов, заменяющих 26 букв классического латинского алфавита.

Написание текста на английском языке удовлетворяется заменой символа на символ.

Как расшифровать / прочитать стандартный галактический алфавит?

Чтение алфавита также является заменой символа после символа соответствующими буквами.

Как распознать зашифрованный текст стандартного галактического алфавита?

Алфавит состоит из символов с руническим вдохновением, обычно он представлен как письменный язык (в основном это алфавит).

Все ссылки на видеоигры, особенно на Commander Keen, Quake 4 или Minecraft и его таблицу зачарования, являются подсказками.

Когда был изобретен Стандартный галактический алфавит?

Алфавит появляется в видеоигре Commander Keen, выпущенной в 1990 году.

Задайте новый вопрос

Исходный код

dCode сохраняет за собой право собственности на исходный код онлайн-инструмента «Стандартный галактический алфавит». За исключением явной лицензии с открытым исходным кодом (обозначенной CC / Creative Commons / free), любой алгоритм, апплет или фрагмент стандартного галактического алфавита (конвертер, решатель, шифрование / дешифрование, кодирование / декодирование, шифрование / дешифрование, переводчик) или любой стандартный Функция галактического алфавита (вычисление, преобразование, решение, дешифрование / шифрование, дешифрование / шифрование, декодирование / кодирование, перевод), написанная на любом информационном языке (Python, Java, PHP, C #, Javascript, Matlab и т. Д.)), и никакая загрузка данных, скрипт, копипаст или доступ к API для «Стандартного галактического алфавита» не будут бесплатными, то же самое для автономного использования на ПК, планшете, iPhone или Android! dCode распространяется бесплатно и онлайн.

Нужна помощь?

Пожалуйста, посетите наше сообщество dCode Discord для получения помощи!
NB: для зашифрованных сообщений проверьте наш автоматический идентификатор шифра!

Вопросы / комментарии

Сводка

Похожие страницы

Поддержка

Форум / Справка

Ключевые слова

стандарт, галактика, алфавит, командир, увлеченный, землетрясение, майнкрафт, sga

Ссылки

Источник: https: // www.dcode.fr/standard-galactic-alphabet

© 2021 dCode — Идеальный «инструментарий» для решения любых игр / загадок / геокэшинга / CTF.

Pigpen Cipher — Masonic — Интернет-декодер, кодировщик, переводчик

Поиск инструмента

Шифр ​​свиньи

Инструмент для дешифрования / шифрования с использованием масонского шифра. Шифр Pigpen (также называемый масонским шифром или шифром масона) использует алфавит замещения, состоящий из частей сетки и точек.

Результаты

Шифр ​​свиньи — dCode

Тег (и): Замена символа

Поделиться

dCode и другие

dCode является бесплатным, а его инструменты являются ценным подспорьем в играх, математике, геокешинге, головоломках и задачах, которые нужно решать каждый день!
Предложение? обратная связь? Жук ? идея ? Запись в dCode !

Декодер PigPen

Кодировщик PigPen

Обычный текст Pig-Pen
dCode PigPen
Алфавит (см. FAQ) Исходный вариант 1 (⌗, ✕⟲, ⌗ •, ✕ • ⟲) Вариант 2 (⌗, ✕, ⌗ •, ✕ •) Вариант 3 (⌗ •, ✕ • , ⌗, ✕) Вариант 4 (✕, ✕ •, ⌗, ⌗ •) Вариант 5 (⇄ ⌗, ✕, ⌗ •, ✕ •) Вариант 6 (⇄ ⌗, ✕⟲, ⌗ •, ✕ • ⟲) Генрих Корнелиус Агриппа фон Неттельсхайм, Ла Бузе (Оливье Левассер)
Зашифровать

Ответы на вопросы (FAQ)

Что такое шифр PigPen? (Определение)

Pig-Pen Шифрование использует 26 символов для представления каждой буквы алфавита путем моноалфавитной замены.

Символы создаются с использованием сетки 3×3, крестиков и точек. У цифр нет символов.

Как зашифровать с помощью шифра PigPen?

Таблица соответствия Pigpen :

Существует несколько вариантов создания алфавита, и каждый изменяет ассоциацию символов и букв (см. Ниже).

Как расшифровать с помощью шифра PigPen?

Расшифровка

PigPen заключается в замене каждого символа соответствующей буквой.

Как распознать зашифрованный текст PigPen?

Зашифрованное сообщение состоит из символов с прямыми углами, которые иногда имеют точку (1 символ из 2 имеет точку).

Сообщение может содержать не более 26 различных символов.

Наличие свиней, загона, ворот или фермы являются подсказками.

Ссылка на книгу комиксов Чарльза М. Шульца «Арахис» напоминает нам, что одного из его персонажей зовут Свинья .

Какие есть варианты шифра масона PigPen?

Существует несколько вариантов связывания символов и букв.

Исходная версия объединяет буквы в следующем порядке:

Тем не менее, существуют варианты, вот те, которые обозначены dCode:

XL

Шифр ​​рыцарей-тамплиеров или розенкрейцерский шифр очень похожи и имеют очень близкие символы.

Почему был создан шифр Pig Pen?

Используемое масонами, это шифрование позволяло относительно трудно расшифровать письменную корреспонденцию.

Почему этот шифр называется Pig Pen?

Символы можно сравнить с загонами, а точки можно интерпретировать как маленьких свиней.

Когда была изобретена PigPen?

PigPen появился в 18 веке

Задайте новый вопрос

Исходный код

dCode сохраняет право собственности на исходный код онлайн-инструмента Pigpen Cipher.За исключением явной лицензии с открытым исходным кодом (обозначенной CC / Creative Commons / free), любой алгоритм, апплет или фрагмент кода Pigpen Cipher (конвертер, решатель, шифрование / дешифрование, кодирование / декодирование, шифрование / дешифрование, переводчик) или любой алгоритм Pigpen Cipher ‘функция (вычислить, преобразовать, решить, расшифровать / зашифровать, расшифровать / зашифровать, декодировать / закодировать, перевести) написана на любом информатическом языке (Python, Java, PHP, C #, Javascript, Matlab и т. д.) и без загрузки данных, скрипт , копипаст или доступ к API для Pigpen Cipher будут бесплатными, то же самое для автономного использования на ПК, планшете, iPhone или Android! dCode распространяется бесплатно и онлайн.

Нужна помощь?

Пожалуйста, посетите наше сообщество dCode Discord для получения помощи!
NB: для зашифрованных сообщений проверьте наш автоматический идентификатор шифра!

Вопросы / комментарии

Сводка

Похожие страницы

Поддержка

Форум / Справка

Ключевые слова

масон, масон, свинья, перо, свинарник, сетка, точка, угол, убийца, кредо, тамплиер

Ссылки

Источник: https: // www.dcode.fr/pigpen-cipher

© 2021 dCode — Идеальный «инструментарий» для решения любых игр / загадок / геокэшинга / CTF.

Классический шифр

— Алфавитная подстановка символов

Как говорит Паоло Эберманн, это (по-видимому) гомофонический шифр.

Шифры, скрывающие однобуквенные частоты, такие как гомофонические шифры, шифр Альберти, шифр Виженера, шифр Плейфэра и т. Д., Невозможно взломать с помощью однобуквенного частотного анализа, который является единственным методом криптоанализа, опубликованным до 1863 года.

Однако с тех пор были разработаны и другие методы криптоанализа.
Имея достаточно зашифрованного текста, вы можете обнаружить другие шаблоны и расшифровать сообщение.
Некоторые из этих техник упоминаются в предложении Шталя для гомофонического шифра, который пытается противостоять этим методам:

F. A. Stahl.
«Гомофонический шифр для вычислительной криптографии»
1973

Методы криптоанализа только зашифрованного текста, которые могут быть применены к гомофоническим шифрам, включают:

• Некоторые слова (и фрагменты слов) очень распространены.Если мы находим почти повторение — «aBcde» в одном месте и «aXcde» в другом — мы начинаем подозревать, что B и X относятся к одной и той же букве открытого текста.
• При шифровании буквы открытого текста, которая может быть представлена ​​несколькими символами зашифрованного текста, один из способов гарантировать, что все эти символы зашифрованного текста имеют точно одинаковую частоту, — это циклическое их прохождение писателем — при шифровании первого открытого текста «h», писатель пишет «M», следующий открытый текст «h» становится «)», следующий «M», затем «)» и т. д.Позже, когда криптоаналитик увидит, что 2 символа, которые всегда встречаются в порядке (без учета всех других символов) «M) M) M) M)» в зашифрованном тексте, или 3 символа, которые всегда встречаются в порядке «tr \ tr \ tr \ tr \ «, мы начинаем подозревать, что M и) оба относятся к одной букве открытого текста, а t, r и \ все относятся к одной другой букве открытого текста.
• : многие частоты биграмм в английском языке значительно отличаются от того, что мы могли бы предсказать, исходя только из базовых однобуквенных частот. Некоторые зашифрованные буквы могут иметь относительно ровную частоту следующей зашифрованной буквы (за ней следуют все другие буквы зашифрованного текста), поэтому, возможно, это гласная, в то время как другие зашифрованные буквы имеют очень высокую частоту следующей буквы (следующая буква почти всегда одна из небольшого набора букв зашифрованного текста), так что, возможно, это согласный звук — если он сильно заострен, возможно, это буква «q».
• И другие методы криптоанализа.

Этот тип криптографической системы не выдержит современного компьютерного криптоанализа.

Однако, определенных шифровальных текстов из такой системы выдержали современные попытки декодирования, потому что:

С гомофоническим зашифрованным сообщением, в котором каждый символ уникален (и у нас нет других сообщений, использующих такое же преобразование зашифрованного текста в открытый текст) — представьте, если бы у нас были только первые 2 строки из 340 Cipher — каждое возможное сообщение правдоподобное сообщение, так же как любое возможное сообщение является правдоподобным сообщением с одноразовым блокнотом, и такое «полностью уникальное» сообщение невозможно расшифровать.

С сообщениями, которые содержат несколько повторов, мы можем исключить некоторые возможные сообщения, но если сообщение достаточно короткое, может быть огромное количество правдоподобных расшифрованных открытых текстов (с использованием разных алфавитов гомофонического шифрования), что очень похоже на одноразовый блокнот. огромное количество правдоподобно расшифрованных открытых текстов (с использованием разных клавиатур). Одно из них — исходное сообщение, но даже бесконечная мощность компьютера не поможет вам понять, какое именно.

Шифрование

— как сделать секретный алфавит нотации более безопасным?

Майкл Кьёрлинг отмечает, что в основном у вас есть монографический замещающий шифр.Их обычно легко взломать с помощью частотного анализа; например, если мы знаем, что основной текст на английском языке, мы можем быть уверены, что два наиболее часто встречающихся символа соответствуют буквам T и E (и что любой символ, который необычно часто встречается между ними, вероятно, H).

Чтобы сделать ваш шифр более устойчивым к частотному анализу, вы хотите каким-то образом сделать частоты символов в вашем зашифрованном тексте как можно более однородными (и как можно более некоррелированными с соседними символами).Есть много способов сделать это, но требование, чтобы полученный алфавит был чем-то, что можно было бы научиться бегло писать, исключает большинство из них. Тем не менее, есть или вещь, которую вы могли бы сделать:

• Придумайте несколько (желательно совершенно разных) символов для наиболее распространенных букв английского языка. Количество символов на букву должно быть примерно пропорционально их частоте. Чередуйте символы случайным образом, или в соответствии с каким-либо правилом по вашему выбору, или просто так, как вам хочется.

• И наоборот, рассмотрите возможность объединения нескольких редких букв вместе под одним и тем же символом (символами). Это лучше всего подходит для писем, имеющих общие исторические корни, например I / J или U / V / W.

• Рассмотрите возможность создания отдельных символов для общих или отличительных буквенных комбинаций, таких как TH, QU или ING. У них также должно быть несколько вариантов в зависимости от их частоты. Некоторые наиболее распространенные слова, вероятно, должны иметь специальные символы.

• И наоборот, рассмотрите возможность кодирования более редких букв с помощью двух символов, e.грамм. в качестве символа для более распространенной похожей буквы плюс символ-модификатор (который может использоваться для нескольких букв, чтобы сделать его более распространенным, и который также может иметь самостоятельное значение или просто использоваться как «мякина»).

• Внесите множество стилистических вариаций в свои символы, чтобы потенциальному дешифровщику было трудно узнать, являются ли два символа одинаковыми или нет. Это наиболее эффективно, если некоторые вариации (например, длина линии, наличие точек или петель) важны для различения одних символов, но произвольно меняются для других.

• Сделайте так, чтобы было трудно сказать, где заканчивается один символ и начинается другой, например позволяя сочетать символы или писать в необычном порядке.

• Добавьте в свой текст случайные бессмысленные символы «мякины».

• Делайте много орфографических ошибок, более или менее систематически (например, случайным образом меняйте местами S / Z или C / K в словах, где это не имеет значения, пишите некоторые слова фонетически или в текстовом формате), или просто опускайте или вставляйте случайные вставки буквы в слова, где это не вносит двусмысленности.

• Используйте идиосинкразический жаргон, чтобы даже если текст был расшифрован, он все равно не имел смысла.

• Если вы не используете специальные символы для общих слов, таких как «the», подумайте о замене их другими словами. Такая подстановка, как, скажем, «кот» → «кот», действительно может расстроить криптоаналитика.

• Полностью отбросьте ненужные общие слова. Вам действительно не нужны все эти статьи, не так ли?

Редактировать: И последнее, но не менее важное — не пишите слишком много. При наличии достаточного количества шифрованного текста для анализа любая комбинация этих мер может быть взломана умным, опытным и настойчивым криптоаналитиком. Лучшая защита — убедиться, что текста просто не хватит для надежного анализа.

Да, а никогда ничего не записывает и шифром, и простыми словами. Даже небольшой фрагмент известного открытого текста в руках опытного криптоаналитика может сделать все этими уловками бесполезными.