Noțiuni de bază ale criptografiei

Documente similare
SECURITATE ȘI CRIPTOGRAFIE

CRIPTOSISTEME SIMETRICE I

8.1. Elemente de Aritmetică. 8. Aplicatii (15 aprilie 2019) Lema 8.1. Fie (A, +) un grup abelian şi H, K A. Atunci H K şi H + K = {h + k h H şi k K} s

Laborator Implementarea algoritmului DES - Data Encryption Standard. Exemplu DES Algoritmul DES foloseşte numere b

SSC-Impartire

Logică și structuri discrete Limbaje regulate și automate Marius Minea marius/curs/lsd/ 24 noiembrie 2014

Subiectul 1

Probleme proiect TP BITPERM Implementați un algoritm care citește de la intrarea standard două numere naturale și scrie la ieșirea standard da

Universitatea POLITEHNICA din Bucureşti Facultatea de Electronică, Telecomunicaţii şi Tehnologia Informaţiei FISA DISCIPLINEI 1. Date despre program 1

1. Operatii cu matrici 1 Cerinte: Sa se realizeze functii pentru operatii cu matrici patratice (de dimensiune maxima 10x10). Operatiile cerute sunt: A

Teoria Grafurilor şi Combinatorică recapitulare Principii de numărare Reţineţi că: P (n, r) este numărul de şiruri (sau r-permutări) de forma A 1,...,

E_d_Informatica_sp_SN_2014_bar_10_LRO

E_d_Informatica_sp_MI_2015_bar_02_LRO

ALGORITMICĂ. Seminar 3: Analiza eficienţei algoritmilor - estimarea timpului de execuţie şi notaţii asimptotice. Problema 1 (L) Să se determine număru

43 Prelegerea 4 Protocoale de distribuire a cheilor 4.1 Introducere Am văzut că sistemele bazate pe chei publice nu necesită un canal sigur pentru tra

Lecții de pregă,re la informa,că Admitere 2019 Tema: Discutarea problemelor date la ul,mele sesiuni de admitere Bogdan Alexe

Microsoft Word - Curs1.docx

Microsoft Word - O problema cu bits.doc

Microsoft Word - Lab1a.doc

Curs 3 Permutari cu repetitie. Combinari. Algoritmi de ordonare si generare

GHERCĂ MAGDA CASA CORPULUI DIDACTIC BRĂILA PORTOFOLIU EVALUARE INFORMATICĂ ȘI TIC PENTRU GIMNAZIU CLASA A V-A Neamț SERIA 1 GRUPA 1 CURSANT: GHERCĂ G

Spatii vectoriale

Slide 1

OPERATII DE PRELUCRAREA IMAGINILOR 1

Microsoft Word - TIC5

Nr. 932 din Avizat ISJ Vâlcea, Inspector școlar informatică, Ciochină Luisa EXAMEN DE ATESTARE A COMPETENȚELOR PROFESIONALE A ABSOLVENȚILOR

Metode de sortare - pregătire admitere - Conf.dr. Alexandru Popa Lect. dr. Andrei Pătraşcu Universitatea din Bucureşti 1

ALGORITMII ŞI REPREZENTAREA LOR Noţiunea de algoritm Noţiunea de algoritm este foarte veche. Ea a fost introdusă în secolele VIII-IX de către Abu Ja f

Microsoft Word - Curs_10.doc

Dorel LUCHIAN Gabriel POPA Adrian ZANOSCHI Gheorghe IUREA algebră geometrie clasa a VIII-a ediţia a V-a, revizuită mate 2000 standard EDITURA PARALELA

Lab6LCD

ALGORITHMICS

Departamentul de Management al Cercetării-Inovare- Granturi şi Finanţare Proiecte de Cercetare

Laborator 3

Grile si probleme siruri de caractere in C++ ŞIRURI DE CARACTERE Itemii următori sunt preluaţi din variantele de bacalaureat În secvenţa de i

Microsoft Word - Algoritmi genetici.docx

Microsoft Word - 33-PaleruRodica-Optional-cls2.doc

Limbaje de Programare Curs 6 – Functii de intrare-iesire

Secţiunea 9-10 avansaţi Concurs online de informatică Categoria PROGRAMARE PROBLEMA 1 TEXT 100 puncte Un text este format din una sau mai multe propoz

1. a. Să se scrie un algoritm care să afişeze toate numerele de patru cifre care au cifra sutelor egală cu o valoare dată k, şi cifra zecilor cu 2 mai

Microsoft Word - Prezentare - A4 - cernavoda.doc

1. Găsiți k numerele cele mai apropiate într-un şir nesortat Dându-se un şir nesortat și două numere x și k, găsiți k cele mai apropiate valori de x.

Secţiunea 7-8 începători Concurs online de informatică Categoria PROGRAMARE PROBLEMA 1 ID 100 puncte Calculatoarele trebuie să se recunoască în rețeau

2

METODE NUMERICE ÎN INGINERIE

COMENTARII FAZA JUDEŢEANĂ, 9 MARTIE 2013 Abstract. Personal comments on some of the problems presented at the District Round of the National Mathemati

Emoji Planet Video Slot™

Secţiunea 5-6 avansaţi PROBLEMA 1 Concurs online de informatică Categoria PROGRAMARE 100 puncte NR Un număr natural nenul V care se plictisea singur,

Logică și structuri discrete Relații. Funcții parțiale Marius Minea marius/curs/lsd/ 20 octombrie 2014

Microsoft Word - D_ MT1_II_001.doc

Secţiunea Concurs online de informatică Categoria PROGRAMARE PROBLEMA 1 PIEPTBICEPS 100 puncte Mihai este un bodybuilder cunoscut în Romania. El

Limbaje Formale, Automate si Compilatoare

Matematici aplicate științelor biologie Lab06 MV


Elemente de aritmetica

Cuantizare Vectoriala.doc

gaussx.dvi

Subiecte_funar_2006.doc

Fâciu N. Maria-Ema CASA CORPULUI DIDACTIC BRĂILA PROGRAM DE FORMARE INFORMATICĂ ȘI TIC PENTRU GIMNAZIU CLASA A V-A SERIA 1 GRUPA 2 CURSANT: Fâciu N. M

Slide 1

RainbowCrack Rodocea Madalina Grupa Martie 2016

DISPOZITIVE DE INTRARE

Microsoft Word - Instructiuni montaj si utilizare CRH6.doc

UNIVERSITATEA DIN BUCUREŞTI FACULTATEA DE MATEMATICĂ ŞI INFORMATICĂ Protocoale de stabilire a cheilor de grup bazate pe scheme de partajare a secretel

Kein Folientitel

Paradigme de programare

Ghidul pentru utilizator

I. Partea introductivă Proiectul unității de învățare CONCEPTUL DE MATRICE ŞCOALA: Colegiul Național Petru Rareș Suceava CLASA: a XI a- matematică / a

Pachete de lecţii disponibile pentru platforma AeL

Baze de date Anul 2 Teorie Examen 1. Diagrama entitate/relatie si diagrama conceptuala (curs 2-5) 2. Arbore algebric si expresie algebrica (curs 6-10)

Guns N' Roses Video Slots Regulile jocului Guns N' Roses Video Slots este un slot video cu 5 role, 3 rânduri și 20 de linii care conține substituții W

PROBLEME PRIVIND INSTABILITATEA UNOR CALCULE ALE MECANISMELOR

ÎS CENTRUL DE TELECOMUNICAȚII SPECIALE CENTRUL DE CERTIFICARE A CHEILOR PUBLICE POLITICA de utilizare a certificatelor SSL Iunie 2013 Chişinău 2013

Aggregating Data

CURS

MergedFile

Slide 1

Introducere

CASA CORPULUI DIDACTIC BRAILA PROGRAM DE FORMARE INFORMATICA SI TIC PENTRU GIMNAZIU CLASA A V-A SERIA 1 GRUPA 2 CURSANT: TIMOFTI V. AFRODITA COLEGIUL

Microsoft Word - PLANIFICARE CLASA 2.doc

Algebra si Geometri pentru Computer Science

Microsoft Word - RES nr. 3_corectat.doc

ENVI_2019_matematica_si_stiinte_Test_2_Caietul_elevului_Limba_romana

proposal Directive T4.3 tractors

DIFERENŢA CONTEAZĂ Care dintre acești tucani este diferit? a c b f d e g h 22

Ecuatii si sisteme de ecuatii neliniare 1 Metoda lui Newton Algorithm 1 Metoda lui Newton pentru ecuaţia f(x) = 0. Date de intrare: - Funcţia f - Apro

Modul Modbus ASCII SISTEME DE COMUNICATIE CURS 5 - Constantinescu Catalin Atunci cand se foloseste modul MODBUS ASCII fiecare octet din mesaj

Programarea şi utilizarea calculatoarelor

PROGRAMA CONCURSULUI NAŢIONAL

PowerPoint-Präsentation

Microsoft Word - CarteC.doc

Probleme rezolvate informatica: Probleme rezolvate grafuri si a

Microsoft Word - Rezolvarea Test nr. 11.doc

Proiect

DETERMINAREA CONSTANTEI RYDBERG

SUBPROGRAME

Curs7

1

Schliesszylinder_RO_SK_HR.indd

Microsoft Word - BAC sociologie

Transcriere:

CIFRURI DE SUBSTITUŢIE

Clasificarea metodelor simetrice 1. Cifruri substituţie; 2. Cifruri transpoziţie; 3. Cifruri combinate.

CIFRURI DE SUBSTITUŢIE Cifruri de substituţie monoalfabetică (monoalphabetic ciphers) Cifruri de substituţie omofonica (homophonic substitution ciphers) Cifrul de substituţie poligramică (polygram substitution ciphers) Cifruri de substituţie polialfabetice

4. Cifruri de substituţie polialfabetice sunt formate din mai multe cifruri de substituţie simple Fie d alfabete de cifrare c 1, c 2,..., c d, şi d funcţii f i care realizează substituţia de forma: f i : A C i, 1 i d. Un mesaj clar M=m 1 m 2 m d m d+1 m 2d... va fi cifrat prin repetarea secvenţelor de funcţii f 1, f 2,...,f d : E k (M) = f 1 (m 1 )...f d (m d ) f (m d+1 ). Obs. numărul cheilor posibile se măreşte de la 26!, câte erau la substituţia monoalfabetică, la (26!) n

A. Cifrul lui Vigenere In acest caz cheia k este o secvenţă de litere de forma : k=k 1 k 2...k d. Funcţiile f i de substituţie se definesc astfel: f i (a)=(a+k i ) mod n, unde n este lungimea alfabetului. Exemplu considerăm cheia de 8 litere ACADEMIE care va fi utilizată repetitiv pentru cifrarea mesajului SUBSTITUŢIE POLIALFABETICĂ. Folosind o corespondenţă biunivocă între literele alfabetului şi elementele claselor de resturi modulo 26 (A=0, B=1,..., Z=25 ), substituţia 8-alfabetică conduce la următorul text:

text clar : cheia : S U B S T I T U T I E P O L I A L F A B E T I C A A C A D E M I E A C A D E M I E A C A D E M I E A S + A = 18 + 0 (mod 26) = 18 (mod 26) = 18 = S U + C = 20 + 2 (mod 26) = 22 (mod 26) = 22 = W B + A = 1 + 0 (mod 26) = 1 (mod 26) = 1 = B... C + E = 2 + 4 (mod 26) = 6 (mod 26) = 6 = G A + A = 0 + 0 (mod 26) = 0 (mod 26) = 0 = A - text cifrat : SWBVXUBYTKESSXQELHAEIFQGA

Algoritmul lui Vigenere cheia k=k 1 k 2...k n este folosită periodic pentru a transforma caracterul m i {A,..., Z} din textul clar după formula: c j = (m j + k j mod n ) mod 26 Pentru decriptare se folosește formula: m j = (c j - k j mod n ) mod 26

B. Cifrul lui Trithemius Alfabetul este dispus pe 26 de linii numerotate de la 0 la 25, unde numărul de ordine al liniei indică numărul de caractere cu care se deplasează ciclic alfabetul spre dreapta. Linia numerotată cu 0 constituie tocmai alfabetul în ordinea iniţială. Acest cifru poate fi utilizat astfel: primul caracter se cifrează selectându-l din linia 1, al doilea din linia a 2-a şi aşa mai departe. Exemplu: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Mesajul: T R E B U I E S Ǎ I N V I N G E M se cifrează: UTHFZOL AJ SYHVBVUD 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5

C. Cifrul lui Trithemius cu cheie Tabel_litere.pdf Cuvântul cheie: BANI Mesajul: Nu te fac fericit. Codificarea: Literele cuvântului cheie: BA NI BAN IBANIBA. Literele mesajului: NU TE FAC FERICIT. Mesajul codificat: OU GM GAP NFRVKJT.

Cifruri transpoziţie Cifrurile transpoziţie realizează o permutare a caracterelor din textul clar. Cheia de cifrare este perechea k=(d, f), unde d reprezintă lungimea blocurilor succesive de caractere care vor fi cifrate conform permutării f: f: Z d -> Z d, Z d = {1,2,,d} de forma 1 2 d f(1) f(2) f(d) unde f(i) f(j), pentru orice i j. Mulţimea funcţiilor astfel definite este d! În acest fel mesajul clar M= m 1 m 2 m d m d+1 m 2d este cifrat astfel: C = E k (M) = m f(1) m f(d) m f(d+1) m d+f(d).

Descifrarea se obţine prin permutarea inversă. Cifrarea prin transpoziţie este o transformare a textului clar prin care se modifică poziţia caracterelor în mesaj. O metodă des folosită pentru implementarea acestui tip de transformare este scrierea mesajului într-o anumită matrice după care textul cifrat se obţine prin citirea caracterelor pe linie, pe coloană sau după un anumit traseu în matrice. Cele mai simple transpoziţii se obţin prin împărţirea textului clar în două jumătăţi care se scriu una sub alta, după care se citesc coloanele de la stânga la dreapta.

Ex1. cuvântul calculator se cifrează astfel: Text clar: c a l c u l a t o r Text cifrat: CLAALTCOUR Ex2. C O M P U T E R F A S T Text cifrat: CUFOTAMESPRT

Ex.3. Misiunea a fost îndeplinită 1 2 3 4 5 6 1 M I S I U N 2 E A A F O S 3 T I N D E P 4 L I N I T A 5 X Y Z T W U 1 2 3 4 5 6 5 X Y Z T W U 3 T I N D E P 4 L I N I T A 1 M I S I U N 2 E A A F O S

Ex.4. Misiunea a fost îndeplinită cheia: VULTUR L R T U U V 1 2 3 4 5 6 sannz nspau ifdit iaiiy uoetw metlx V U L T U R 6 4 1 3 5 2 1 2 3 4 5 6 1 M I S I U N 2 E A A F O S 3 T I N D E P 4 L I N I T A 5 X Y Z T W U 1 2 3 4 5 6 S N I I U M A S F A O E N P D I E T N A I I T L Z U T Y W X

Ex.5. cheia CRIPTOGRAFIE (N = 12) mesajul SI IN CRIPTOGRAFIE TACEREA ESTE AUR - literele din cheie scrise în ordine lexicografică sunt: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A C E F G I I O P R R T - Permutarea este 2 10 6 9 12 8 5 11 1 4 7 3 - Textul clar este scris într-o tabelă cu 12 coloane: 2 10 6 9 12 8 5 11 1 4 7 3 S I Q I N Q C R I P T O G R A F I E Q T A C E R E A Q E S T E Q A U R Q - Textul cifrat se obține citind coloanele tabelei de cifrare în ordinea indicată de cheia numerică: IAA SGE ORQ PCUCQE QAQTER QETIFE IRARTQ NIS

Sisteme mecanice de criptare ușurează operațiile de criptare/decriptare determină un număr mare de chei posibile o maşină de cifrat, respectiv descifrat, trebuie să cuprindă următoarele elemente: - mulţimea (algoritmul) transformărilor; - sistemul de chei; - dispozitive auxiliare care să permită introducerea datelor şi cheilor, adaptarea acestora la canalul de legătură etc.

Din punct de vedere al metodei utilizate, maşinile de cifrat polialfabetice pot fi împărţite în trei categorii: - maşini polialfabetice simple care realizează substituţii diferite la fiecare literă a textului în clar în funcţie de numărul de alfabete utilizate. Nu pot exista mai mult de 26 de alfabete diferite şi acest impediment duce la apariţia repetărilor, factor deosebit de decisiv în bătălia descifrărilor; - maşini polialfabetice bazate pe principiul autocifrării. Substituţiile realizate depind atât de numărul alfabetelor cât şi de caracteristicile textului cifrat. Aceasta duce le reducerea numărului de repetări, deci îngreunează lucrul criptanaliştilor dar complică în acelaşi timp descifrarea. - maşini polialfabetice complexe la care există posibilitatea schimbării aleatoare a rangurilor diferitelor alfabete utilizate.

metodele de substituţie şi permutări repetate sunt destul de complicate mecanizarea lor prin mașini rotor (1920)

MAŞINI ROTOR O maşină rotor (rotor machine) are o tastatură şi o serie de rotoare ce permit implementarea unei versiuni a cifrului Vigénère. Fiecare rotor face o permutare arbitrară a alfabetului, are 26 de poziţii şi realizează o simplă substituţie. Deoarece rotoarele se mişcă cu viteze de rotaţie diferite, perioada unei maşini cu n rotoare este 26 n. cifru bazat pe o maşină rotor este Enigma, utilizată de germani în cel de-al doilea război mondial. El a fost inventat de Arthur Scherbius şi Arvid Gerhard Damm în Europa şi a fost patentat în SUA.

Enigma este o combinație de sisteme mecanice și electrice. Mecanismul mecanic constă dintr-o tastatură, un set de discuri rotative numite rotoare și un mecanism de deplasare care ajută la mișcarea unuia sau a mai multor discuri atunci când o tastă este apăsată. Algoritmul criptografic al maşinii avea la bază o substituţie polialfabetică complexă, realizată cu ajutorul a trei discuri mobile, prevăzute fiecare cu câte 26 de contacte pe o faţă şi 26 de ace pe cealaltă.

alfabet de substituţie cu 26 x 26 x 26 = 17576 substituţii

- dispozitivul de decodificare Colossus

1949 Claude Elwood Shannon (30.04.1916 24.02.2001, fondatorul teoriei informaţiei)- Communication Theory of Secrecy Systems Criptografia modernă utilizează în principiu aceeaşi algoritmi ca şi criptografia tradiţională (transpoziţia şi substituţia), dar accentul cade pe complexitatea algoritmilor. Obiectivul criptografic din actuala perioadă este de a concepe algoritmi de criptare atât de complecşi şi de ireversibili încât atacatorul (sau criptanalistul), chiar şi în situaţia în care are la dispoziţie cantităţi mari de text criptat, să nu poată face nimic fără cheia secretă.