Лабораторная работа «Шифр Виженера»

Лабораторная работа № 4 «Шифр Виженера»

Цель:  знакомство с методами криптографической защиты информации и с алгоритмами шифрования. Научить кодировать информацию с помощью «Шифра Виженера»

В качестве второго примера симметричной криптосистемы рассмотрим классическую криптосистему на основе шифра Виженера, по фамилии французского криптографа шестнадцатого столетия Блеза де Виженера. Шифр Виженера строится по следующему алгоритму:
1) заменить каждую букву английского языка цифрой согласно следующим таблицам:

a	b	c	d	e	f	g	h	i	j	k	l	m
0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12

n	o	p	q	r	s	t	u	v	w	x	y	z
13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25

2) в качестве ключа рассмотреть любую последовательность букв английского языка;
3) заменить ключ последовательностью цифр согласно пункту 1;
4) заменить открытый текст последовательностью цифр согласно пункту 1 (пробелы при замене не учитывать);
5) записать под последовательностью цифр открытого текста последовательность цифр ключа, при этом последовательность цифр ключа записать необходимое число раз;
6) сложить попарно эти две последовательности, при этом если сумма равна или больше 26, то вычесть 26;
7) заменить полученные цифры буквами английского языка согласно пункту 1.

Например, зашифруем открытый текст meetmeatcentralpark с помощью шифра Виженера с помощью ключа cipher. Тогда согласно алгоритму (пункты 4. и 5.) ключ cipher заменяется последовательностью цифр (2,8,15,7,4,17), а открытый текст meetmeatcentralparkзаменяется последовательностью цифр (12,4,4,19,12,4,0,19,2,4,13,19,17,0,11,15,0,17,10). Тогда согласно алгоритму (пункт 6.) получим следующую таблицу:

12	4	4	19	12	4	0	19	2	4	13	19	17	0	11	15	0	17	10
2	8	15	7	4	17	2	8	15	7	4	17	2	8	15	7	4	17	2

Сложив попарно эти две последовательности с возможной заменой (согласно пункту 6. алгоритма), получим последовательность (14,12,19,0,16,21,2,1,17,11,17,12,19,8,0,22,4,8,12). Следовательно,  согласно пункту 7. алгоритма в качестве шифра исходного открытого текста получим последовательность omtaqvcbrlrmtiaweim.

Шифр Виженера можно применить и к русскому алфавиту. Мы с вами увидели, что шифр Виженера более трудный для построения (по сравнению с шифром Цезаря), но он и более трудный для взлома. Шифр Виженера был невзламываемым до середины 19 века, но в 1863 году прусский офицер Касисский нашёл простой теоретико-числовой метод поиска длины ключа.

Задание:

Заполните Лист 1. Переименуйте  лист и дайте ему  имя Шифр

ШифрВиженера
Ключ	b	a	n	k	b	a	n	k
Сдвиг	2	1	14	11	2	1	14	11
Исходныйтекст	g	e	o	m	e	t	r	y
Зашифрованныйтекст

1.      Ячейки А 2 - I2 объедините ячейки и  запишите слово Шифр Виженера

2.      В ячейку А 3 запишите  Ключ

3.      В ячейку А 4 запишите Сдвиг

4.      В ячейку А 5 запишите  Исходный текст

5.      В ячейку А 6 запишите  Зашифрованный текст

Заполните ячейки Лист 2 по указанным формулам. Переименуйте лист и дайте ему имя Формулы.

ШифрВиженера
Ключ	b
Сдвиг	=КОДСИМВ(B3)-КОДСИМВ("a")+1
Исходный текст	g
Зашифрованныйтекст	=СИМВОЛ(КОДСИМВ("a")+ОСТАТ(КОДСИМВ(B5)КОДСИМВ("a")+B4;26))

В ячейку B3 введите формулу =КОДСИМВ(B3)-КОДСИМВ("a")+1

В ячейку B5 введите формулу =СИМВОЛ(КОДСИМВ("a")+ОСТАТ(КОДСИМВ(B5)-КОДСИМВ("a")+B4;26))

В ячейку C3 введите формулу =КОДСИМВ(C3)-КОДСИМВ("a")+1

В ячейку C5 введите формулу =СИМВОЛ(КОДСИМВ("a")+ОСТАТ(КОДСИМВ(C5)-КОДСИМВ("a")+C4;26))

В ячейку D3 введите формулу =КОДСИМВ(D3)-КОДСИМВ("a")+1

В ячейку D5 введите формулу =СИМВОЛ(КОДСИМВ("a")+ОСТАТ(КОДСИМВ(D5)-КОДСИМВ("a")+D4;26))

В ячейку E3 введите формулу =КОДСИМВ(E3)-КОДСИМВ("a")+1

В ячейку E5введите формулу =СИМВОЛ(КОДСИМВ("a")+ОСТАТ(КОДСИМВ(E5)-КОДСИМВ("a")+E4;26))

В ячейку F3 введите формулу =КОДСИМВ(F3)-КОДСИМВ("a")+1

В ячейку F5 введите формулу =СИМВОЛ(КОДСИМВ("a")+ОСТАТ(КОДСИМВ(F5)-КОДСИМВ("a")+F4;26))

В ячейку G3 введите формулу =КОДСИМВ(G3)-КОДСИМВ("a")+1

В ячейку G5 введите формулу =СИМВОЛ(КОДСИМВ("a")+ОСТАТ(КОДСИМВ(G5)-КОДСИМВ("a")+G4;26))

В ячейку H3=КОДСИМВ(H3)-КОДСИМВ("a")+1

В ячейку H5=СИМВОЛ(КОДСИМВ("a")+ОСТАТ(КОДСИМВ(H5)-КОДСИМВ("a")+H426))

В ячейку I3=КОДСИМВ(I3)-КОДСИМВ("a")+1

В ячейку I5=СИМВОЛ(КОДСИМВ("a")+ОСТАТ(КОДСИМВ(I5)-КОДСИМВ("a")+I4;26))

Самостоятельно, с помощью ключевого слова bank  закодировать слова - discovod,computer, keyboard, aktivity,systemic, hersonal,register.

Покажите преподавателю выполненную работу.