Тема: криптоанализ симметричных криптосистем

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

По курсу

«Криптографические методы защиты информации»

Лабораторная работа 1.

Тема: симметричные криптосистемы.

Цель работы: Разработать криптографическую защиту информации, содержащейся в текстовом (двоичном) файле данных, с помощью алгоритма шифрования, указанного в варианте. Для этого:

1. Разработать алгоритмы шифрования и расшифрования открытого текста из алфавита A =Z _n на заданном ключе с помощью метода, указанного в варианте.

2. Определить алфавит A криптосистемы (открытого текста и шифртекста). Если алфавит A не задан в варианте, выбрать его самостоятельно, так, чтобы он включал в себя символы используемого в примере открытого текста. Например, русский, английский, ASCII. Поставить символам исходного алфавита A в соответствие символы из алфавита Z _n (n – основание алфавита).

3. Написать функцию генерации случайных ключей шифра, оценить размерность ключевого пространства.

4. Написать функцию, реализующую шифрование на заданном ключе открытого текста, состоящего из символов заданного алфавита. Открытый текст, ключ и шифртекст должны быть представлены отдельными файлами.

5. Написать функцию для реализации алгоритма расшифрования полученного шифрованного файла при известном ключе.

Варианты заданий.

1. Шифр простой замены.

2. Шифр сдвига с числовым ключом. Алфавит A – ASCII..

3. Шифр сдвига с символьным ключом. Алфавит A – латинские буквы и символ пробела.

4. Аффинный шифр.

5. Преобразование биграмм аффинным шифром. (не путать с аффинным блочным шифром)

6. Преобразование триграмм аффинным шифром. (не путать с аффинным блочным шифром)

7. Шифр Виженера с ключевым словом. Алфавит A – латинские буквы и символ пробела.

8. Шифр Виженера с числовым ключом. Алфавит A – ASCII.

9. Многопетлевые подстановки. Алфавит A – латинские буквы и символ пробела.

10. Многопетлевые подстановки. Алфавит A – ASCII.

11. Аффинный блочный шифр для 3-грамм.

12. Аффинный блочный шифр для 4-грамм.

13. Шифр Хилла для 3-грамм.

14. Шифр гаммирования с линейным конгруэнтным генератором ключей. Алфавит A – латинские буквы и символ пробела.

15. Шифр гаммирования с линейным конгруэнтным генератором ключей. Алфавит A – ASCII.

16. Шифр перестановки.

17. Шифр пропорциональной замены (шифр омофонов).

Лабораторная работа 2.

Тема: криптоанализ симметричных криптосистем.

Провести эксперимент по определению практической стойкости алгоритма, разработанного в лабораторной работе №1.

Считать, что противнику известен алгоритм шифрования, известен набор открытых текстов и соответствующий набор шифрованных текстов. Выбрать наилучший с его точки зрения алгоритм подбора ключа и обосновать свой выбор. Использовать методы:

- анализа статистических свойств шифртекста (частот появления букв).

- силовую атаку (полный перебор ключей).

- другие (если есть более эффективные)

С помощью программы, реализующей выбранный алгоритм крип­тоана­лиза провести эксперимент по вскрытию шифртекс­тов различного размера.

При использовании статистического криптоанализа исполь­зовать табли­цы, приведенные в приложении 1 или подсчитать частоты появления букв используемого алфавита в тексте, частью которого является текст примера.

Построить графики зависимости времени криптоанализа от параметров ал­горитма шифрования (длины или других параметров ключа, размера шифр­текста или др., в зависимости от алгоритмов шифрования и криптоанализа).

В результате эксперимента определить параметры алгоритма шифрования (размер передаваемого текста, размер и характеристи­ки ключа, объем ключевого пространства и другие параметры алгоритма шифрования), необходимые для практической криптостойкости разработанного в лабораторной работе №1 алгоритма шифрования.

Практической криптостойкостью в данной работе будем считать невозможность взлома шифра противником, имеющим в распоряжении один ПК мощности, равной мощности компьютера, на котором делалась работа и один час времени.

Поиск по сайту: