Материал: 4_ЛР
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ ИМ. ПРОФ. М.А. БОНЧ-БРУЕВИЧА» (СПбГУТ)
_____________________________________________________________________________
Кафедра информационной безопасности телекоммуникационных систем Дисциплина «Основы криптографии»
Лабораторная работа 4
«Принцип построения подстановочно-перестановочного шифра и его криптоанализ тотальным перебором ключей»
Выполнили: |
ст. гр. |
|
. |
.
Проверил: |
проф. Яковлев В.А.. |
Санкт-Петербург
2021
Цель работы
Целью данной работы является изучение структуры и основных свойств блочного шифра, основанного на подстановочно перестановочной сети (Substitution-Permutation Network или SPN), криптоанализа методом тотального перебора ключей и правила принятия решения о правильном ключе при переборе.
Задание
1.Изучить схему и принцип действия учебного шифра, используемого в данной работе.
2.Произвести шифрование открытого сообщения, представленного в виде произвольной двоичной последовательности длиной 16-бит (т.е. длиной равной одному блоку шифра), наблюдая результаты на каждом этапе шифрования. Сделать вывод об улучшении качества шифрования с увеличением числа раундов.
3.Произвести дешифрование криптограммы, полученной в п. 2, а также дешифрование этой криптограммы при эмуляции ошибок в канале передачи. Сделать вывод о размножении ошибок в расшифрованном сообщении.
4.Произвести шифрование смыслового текста.
5.Дешифровать полученный шифртекст на правильном и произвольном неправильном ключе.
6.Произвести криптоанализ зашифрованого смыслового текста при помощи метода тотального опробывания ключей.
Ход работы:
1. Изучить схему и принцип действия учебного шифра, используемого в данной работе.
Генерация раундовых ключей.
Выбран управляющий ключ из 7-ми бит: 1000001 На его основе сгенерированы раундовые ключи К1, К2, К3, К4, К5
Анализ преобразований шифра:
Выбрана двоичная последовательность длиной 16 бит доя шифрования
(открытый текст): 0110 0110 0110 0110 (Вариант 6)
Полученная криптограмма 1110 1011 0001 1111
Шифрование с использованием исходного ключа 1000001:
Дешифрование случайным неверным ключом 1011101:
2. Криптоанализ методом тотального перебора ключей.
При допустимом отклонении в 5% частотные интервалы для букв русского языка равны:
P(«о»)= ( 4 - 14) % P(«а»)= ( 1.2 - 11.2) % P(«и»)= (1.2 - 11.2 ) %
Ключ=1000001 P(«О»)=8,8% P(«А»)=6,0% P(«И»)=5,6%
Расшифровка криптограммы другого студента (ФИО - кто другой)
Подбираем ключ:
При допустимом отклонении в 5% частотные интервалы для букв русского языка равны:
P(«о»)= ( 4 - 14) % P(«а»)= ( 1.2 - 11.2) %
P(«и»)= (1.2 - 11.2 ) %
Проверялись ключи:
Ключ= 1101101 P(«О»)=9,4% P(«А»)=6,4% P(«И»)=3,0%
Расшифрованный текст: