Подстановочные шифры
Подстановочным шифром называется шифр, который каждый символ открытого текста в шифротексте заменяет другим символом. Получатель инвертирует подстановку шифротекста, восстанавливая открытый текст. В классической криптографии существует четыре типа подстановочных шифров:
Простой подстановочный шифр или моноалфавитный шифр– это шифр, который каждый символоткрытого текста заменяет соответствующим символом шифротекста. Простыми подстановочными шифрами являются криптограммы в газетах.
Однозвучный подстановочный шифрпохож на простую подстановочную криптосистему за исключением того, что один символ открытого текста отображается на несколько символов шифротекста. Например, "А" может соответствовать 5, 13, 25 или 56, "В" - 7, 19, 31 или 42 и так далее.
Полиграмный подстановочный шифр– это шифр, который блоки символов шифрует по группам. Например, "ABA" может соответствовать "RTQ", "ABB" может соответствовать "SLL" и так далее.
Полиалфавитный подстановочный шифрсостоит из нескольких простых подстановочных шифров. Например, могут быть использованы пять различных простых подстановочных фильтров; каждый символ открытого текста заменяется с использованием одного конкретного шифра.
Знаменитый шифр Цезаря, в котором каждый символ открытого текста заменяется символом, находящегося тремя символами правее по модулю 26 ("А" заменяется на "D," "В" - на "Е", ... "W" - на " Z ", "X" - на "А", "Y" - на "В", "Z" - на "С"), представляет собой простой подстановочный фильтр. Он действительно очень прост, так как алфавит шифротекста представляет собой смещенный, а не случайно распределенный алфавит открытого текста.
ROT13 - это простая шифровальная программа, обычно поставляемая с системами UNIX. Она также является простым подстановочным шифром. В этом шифре "А" заменяется на "N," "В" - на "О" и так далее. Каждая буква смещается на 13 мест. Шифрование файла программой ROTI3 дважды восстанавливает первоначальный файл.
P = ROT13(ROT13(P))
ROTI3 не используется для безопасности, она часто применяется в почте, закрывая потенциально неприятный текст, решение головоломки и тому подобное.
Простые подстановочные шифры легко раскрываются, так как шифр не прячет частоты использования различных символов в открытом тексте. Чтобы восстановить открытый текст, хорошему криптоаналитику требуется только знать 33 символа русского алфавита.
Однозвучные подстановочные шифры использовались уже в 1401 году в герцогстве Мантуа. Они более сложны для вскрытия, чем простые подстановочные шифры, хотя и они не скрывают всех статистических свойств языка открытого текста. При помощи вскрытия с известным открытым текстом эти шифры раскрываются тривиально. Вскрытие с использованием только шифротекста более трудоемко, но и оно занимает на компьютере лишь несколько секунд.
Полиграмные подстановочные шифры – это шифры, которые кодируют сразу группы символов . Шифр Play-fair ("Честная игра"), изобретенный в 1854 году, использовался англичанами в Первой мировой войне. Он шифрует пары символов. Другим примером полиграмного подстановочного шифра является шифр Хилла (Hill). Иногда можно видеть как вместо шифра используется кодирование по Хаффману (Huffman), это небезопасный полиграмный подстановочный шифр.
Полиалфавитные подстановочные шифры были изобретены Лином Баттистой (Lean Battista) в 1568 году. Они использовались армией Соединенных Штатов в ходе Гражданской войны в Америке. Несмотря на то, что они легко могут быть взломаны (особенно с помощью компьютеров), многие коммерческие продукты компьютерной безопасности используют такие шифры. Шифр Вигенера (Vigenere), впервые опубликованный в 1586 году, и шифр Бофора (Beaufort) также являются примерами полиалфавитных подстановочных шифров.
У полиалфавитных подстановочных шифров множественные однобуквенные ключи, каждый из которых используется для шифрования одного символа открытого текста. Первым ключом шифруется первый символ открытого текста, вторым ключом – второй символ, и так далее. После использования всех ключей они повторяются циклически. Если применяется 20 однобуквенных ключей, то каждая двадцатая буква шифруется тем же ключом. Этот параметр называется периодом шифра. В классической криптографии шифры с длинным периодом было труднее раскрыть, чем шифры с коротким периодом. Использование компьютеров позволяет легко раскрыть подстановочные шифры с очень длинным периодом.
Шифр с бегущим ключом (иногда называемый книжным шифром), использующий один текст для шифрования другого текста, представляет собой другой пример подобного шифра. И хотя период этого шифра равен длине текста, он также может быть легко взломан.
- Информационная безопасность
- Отправитель и получатель
- Сообщения и шифрование
- Проверка подлинности, целостность и неотрицание авторства
- Алгоритмы и ключи
- Симметричные алгоритмы
- Алгоритмы с открытым ключом
- Криптоанализ
- Безопасность алгоритмов
- Стеганография
- Подстановочные и перестановочные шифры
- Подстановочные шифры
- Перестановочные шифры
- Простое xor
- Одноразовые блокноты
- Ipklpsfhgq
- Элементы протоколов
- Смысл протоколов
- Персонажи
- Протоколы с посредником
- Арбитражные протоколы
- Самодостаточные протоколы
- Попытки вскрытия протоколов
- Передача информации с использованием симметричной криптографии
- Однонаправленные функции
- Однонаправленные хэш-функции
- Коды проверки подлинности сообщения
- Передача информации с использованием криптографии с открытыми ключами
- Смешанные криптосистемы
- Головоломки Меркла
- Цифровые подписи
- Подпись документа с помощью симметричных криптосистем и посредника
- Деревья цифровых подписей
- Подпись документа с помощью криптографии с открытыми ключами
- Подпись документа и метки времени
- Подпись документа с помощью криптографии с открытыми ключами и однонаправленных хэш-функций
- Алгоритмы и терминология
- Несколько подписей
- Невозможность отказаться от цифровой подписи
- Использование цифровых подписей
- Цифровые подписи и шифрование
- Возвращение сообщения при приеме
- Обнаружение вскрытия, основанного на возвращении сообщения
- Вскрытия криптографии с открытыми ключами
- Генерация случайных и псевдослучайных последовательностей
- Псевдослучайные последовательности
- Криптографически безопасные псевдослучайные последовательности
- Настоящие случайные последовательности
- Типы алгоритмов и криптографические режимы
- Режим электронной шифровальной книги
- Набивка
- Повтор блока
- Режим сцепления блоков шифра.
- Потоковые шифры
- Устройство генератора потока ключей.
- Идентификация и авторизация
- Аутентификация
- Парольная аутентификация
- Электронные смарт-карты
- Использование других уникальных предметов
- Методы биометрической аутентификации
- Идентификация по отпечаткам пальцев
- Идентификация по Сетчатке и радужной оболочке глаза
- Голосовая идентификация
- Распознавание по форме лица, руки или ладони
- Распознавание по рукописному почерку.
- Клавиатурный почерк
- Задачи аудита
- Применяемые методики
- Результаты аудита
- Классификация угроз Digital Security (Digital Security Classification of Threats)
- Технологические угрозы информационной безопасности
- Организационные угрозы информационной безопасности
- Социальная инженерия
- Компьютерные вирусы
- Файловые вирусы
- «Троянские кони» («трояны»)
- Сетевые черви
- Загрузочные вирусы
- Мобильные («встроенные») вирусы
- Полиморфизм вирусов
- Противодействие вирусам
- Места наиболее вероятного внедрения вирусов