Шифр табличной замены
Ключ этого шифра – таблица соответствия между исходным алфавитом и алфавитом шифрования.
В процессе шифрования буква текста ищется в первой строке и заменяется соответствующей буквой из второй строки. Например, если зашифровать слово «БЕРЕГ» шифром простой замены, приведенным в таблице, то получим «ЯРЮРП». Для расшифрования букву криптограммы надо найти во второй строке таблицы замен и подставить вместо нее соответствующую букву из первой строки.
Если алфавит шифрования в таблице замен представляет собой случайным образом перемешанный исходный алфавит, можно получить достаточно большое число вариантов ключа, полный перебор вариантов ключа в этом случае практически неосуществим.
Вскрытие шифра простой замены осуществляется с помощью частотного анализа. Поскольку символы в текстах на естественном языке встречаются с разной вероятностью, а частоты появления отдельных символов совпадают в исходном сообщении и в криптограмме шифра простой замены, можно сопоставить частоты конкретных символов шифртекста с частотами символов языка сообщения. Частотные таблицы языка рассчитываются по корпусу текстов естественного языка (объемному набору текстов, представительному для языка в целом) и приводятся в справочной литературе, например, в орфографических словарях.
Следует, однако, иметь в виду, что частоты появления символов в конкретном тексте могут существенно отличаться от табличных, причем обычно отличия проявляются сильнее для коротких сообщений. Например, в фразе «Четыре черненьких чернявеньких чертенка чертили черными чернилами чертеж» буква «Ч» встречается почти в 10 раз чаще (0,123), чем в среднем по языку (0,015), а такая популярная буква, как «О» (самая часто встречающаяся в естественном языке) вообще отсутствует, всего же в этом тексте встречается лишь половина (16) букв русского алфавита. Поэтому частотный анализ длинных сообщений обычно легче, чем коротких.
Частотный анализ шифра простой замены начинается с подсчета частот появления символов в криптограмме. Затем полученное распределение частот сравнивается с распределением частот в естественном языке и наиболее часто встречающиеся символы криптограммы заменяются наиболее часто используемыми символами языка.
После каждой замены текст анализируется, и, если не выявлено никаких противоречий, предположения о соответствии символов считаются верными. Криптоанализ существенно облегчается, если учитываются характерные особенности текста на естественном языке – вероятные слова и сочетания букв.
Например, для русского языка может помочь поиск:
- сдвоенных букв: «НН», «СС» (в середине слов, перед окончанием); «ИИ», «ЕЕ», «ММ» (как в середине слов, так и окончание), «ОО» (только в середине слов), «ВВ» (в начале или в середине слов);
- коротких (однобуквенных, двухбуквенных) слов – такие слова, как правило, являются служебными (местоимения, союзы, предлоги) и часто встречаются в текстах;
- слов с дефисом;
- слов-палиндромов (слова, читающиеся одинаково как слева направо, так и справа налево);
- вероятных окончаний (например, для прилагательных «ИЙ», «ОЙ», «АЯ», «ОГО», «ИМИ» и др.) и сочетаний букв (например, сочетание двух подряд идущих согласных менее вероятно, чем чередование согласной и гласной буквы).
Частотный анализ может быть применен к простым перестановочным шифрам. В этом случае принимаются во внимание закономерности сочетаний букв и чередования гласных и согласных.
Если в шифре простой замены соответствие между символами естественного языка и символами криптограммы не меняется на всем протяжении шифрования сообщения, то в шифре сложной замены к каждому символу сообщения может быть применена своя замена. Фактически в шифрах сложной (многоалфавитной) замены в процессе шифрования постоянно осуществляется переход от одного алфавита замены к другому, то есть применяются различные простые шифры замены. Поэтому одной и той же букве открытого текста в криптограмме могут соответствовать разные символы, более того, один и тот же символ криптограммы может обозначать разные буквы.
- Оформление отчета по практике по ГОСТу 2021/2022
- Оформление ВКР по ГОСТу
- Как составить бизнес-план своими силами
- Оформление эссе по ГОСТу
- Оформление презентации по ГОСТу
- Оформление статьи по ГОСТу
- Оформление дипломной работы по ГОСТ 2021/2022
- Оформление курсовой работы по ГОСТу
- Оформление контрольной работы по ГОСТу