Шифр виженера как расшифровать
Перейти к содержимому

Шифр виженера как расшифровать

  • автор:

Шифр Виженера

Калькулятор шифрует входной текст на русском языке шифром Виженера. Неалфавитные символы (пробелы, знаки препинания, цифры) — не преобразуются.

Так как Шифр Цезаря у нас уже есть, было бы логично дополнить его калькулятором, который шифрует/расшифровывает текст используя шифр Виженера.

Суть алгоритма шифрования проста. Шифр Виженера — это последовательность шифров Цезаря с различными значениями сдвига (ROTX — см. Шифр Цезаря). То есть к первой букве текста применяется преобразование, например, ROT5, ко второй, например, ROT17, и так далее. Последовательность применяемых преобразований определяется ключевой фразой, в которой каждая буква слова обозначает требуемый сдвиг, например, фраза ГДЕ ОН задает такую последовательность шифров Цезаря: ROT3-ROT4-ROT5-ROT15-ROT14, которая повторяется, пока не будет зашифрован весь текст сообщения.

Как повествует Википедия, шифр Виженера является шифром подстановки, то есть шифром, в котором каждая буква исходного текста заменяется буквой шифр-текста. Для вскрытия подобных шифров используется частотный криптоанализ.

Еще там можно прочитать про вариант шифра с бегущим ключом (running key), который был когда-то был невзламываемым. Этот вариант заключается в использовании в качестве ключа блока текста, равного по длине исходному тексту. Впрочем, и этот вариант, как оказалось, успешно поддается взлому. Проблема с бегущим ключом шифра Виженера состоит в том, что криптоаналитик имеет статистическую информацию о ключе (учитывая, что блок текста написан на известном языке) и эта информация будет отражаться в шифрованном тексте. Если ключ действительно случайный, его длина равна длине сообщения и он использовался единожды, то шифр Виженера теоретически будет невзламываемым, но такие системы уже относятся к классу систем одноразового кода, или одноразового шифр-блокнота (one-time pad). Они действительно не поддаются взлому, однако их практическое применение довольно затруднительно.

Шифр Виженера

Шифр Виженера — это классический метод шифрования, который был разработан французским криптографом Блезом де Виженером в XVI веке. Этот метод шифрования, также известный как полиалфавитный шифр, представляет собой важную часть истории криптографии. Название «Виженера» связано с именем его создателя.

Принцип работы

В основе шифра Виженера лежит идея комбинирования открытого текста с ключом для создания шифротекста. Процесс шифрования в этом методе основывается на сдвиге символов открытого текста на определенное количество позиций в алфавите с учетом символов ключа. Принцип работы можно представить следующей формулой:

\[C_i = (P_i + K_j) \mod n\]

  • \(C_i\) — символ шифротекста на позиции \(i\).
  • \(P_i\) — символ открытого текста на позиции \(i\).
  • \(K_j\) — символ ключа на позиции \(j\).
  • \(n\) — количество символов в алфавите.

Этот процесс повторяется для каждой буквы открытого текста, и если ключ короче открытого текста, он повторяется до тех пор, пока не будет иметь такую же длину.

Шифр Виженера обеспечивает дополнительный уровень безопасности по сравнению с моноалфавитными шифрами, такими как Шифр Цезаря, благодаря использованию ключа. Это делает его популярным инструментом для шифрования текстовых сообщений.

Ключевые компоненты шифра Виженера

Шифр Виженера, как классический метод шифрования, состоит из нескольких ключевых компонентов, которые играют важную роль в его функционировании. Понимание этих компонентов является ключевым для понимания принципов работы шифра Виженера.

Открытый текст (Plaintext). Открытый текст представляет собой исходное сообщение, которое вы хотите зашифровать с использованием шифра Виженера. Этот текст может содержать буквы, цифры, пробелы и другие символы. Открытый текст подвергается процессу шифрования, в результате которого он преобразуется в шифротекст.

Ключ (Key). Ключ является основным элементом шифра Виженера. Это набор символов, который определяет, как будет происходить шифрование открытого текста. Ключ может быть представлен словом или фразой и может иметь разную длину. Важно отметить, что без знания ключа невозможно правильно дешифровать шифротекст.

Таблица Виженера (Vigenère Table). Таблица Виженера (также известная как таблица шифра Виженера) представляет собой таблицу, которая используется для определения значений шифротекста на основе открытого текста и ключа. Таблица состоит из строк и столбцов, где каждая строка соответствует одной из букв алфавита, а каждый столбец соответствует символу ключа. В каждой ячейке таблицы находится буква, которая представляет результат шифрования определенной комбинации букв открытого текста и ключа.

Процесс шифрования в шифре Виженера заключается в сочетании открытого текста и ключа для получения шифротекста. Этот процесс выполняется путем нахождения соответствующей ячейки в таблице Виженера для каждой пары символов открытого текста и ключа, и записи буквы, которая находится в этой ячейке, в шифротекст. Процесс повторяется для каждого символа открытого текста с учетом ключа.

Примеры шифрования и дешифрования

Для более наглядного представления принципов работы шифра Виженера, давайте рассмотрим примеры шифрования и дешифрования.

Пример шифрования:

Предположим, у нас есть открытый текст «HELLO» и ключ «KEY.»

  1. Для первой буквы открытого текста (H) и первой буквы ключа (K) находим соответствующую ячейку в таблице Виженера и записываем букву R в шифротекст.
  2. Для второй буквы открытого текста (E) и второй буквы ключа (E) находим соответствующую ячейку и записываем букву X в шифротекст.
  3. Продолжаем этот процесс для остальных букв открытого текста и ключа.

Итак, открытый текст «HELLO» шифруется в «RXAKX.»

Пример дешифрования:

Для дешифрования шифротекста «RXAKX» с использованием ключа «KEY,» мы просто выполняем обратные операции. Для каждой буквы шифротекста и ключа находим соответствующую ячейку в таблице Виженера и записываем букву открытого текста.

Таким образом, шифротекст «RXAKX» дешифруется обратно в «HELLO» при использовании того же ключа «KEY.»

Это лишь простой пример принципов работы шифра Виженера, и на практике могут использоваться более сложные тексты и ключи.

Сильные и слабые стороны шифра Виженера

Шифр Виженера имеет свои сильные и слабые стороны, которые следует учитывать при его использовании.

Сильные стороны:

  • Ключевое слово: использование ключевого слова или фразы делает шифр Виженера более надежным, так как без знания ключа дешифрование практически невозможно.
  • Шифр Виженера является полиалфавитным шифром, что означает, что он способен обманывать частотный анализ, который используется для атаки моноалфавитных шифров, таких как Шифр Цезаря.

Слабые стороны:

  • Если длина ключа является кратной периоду повторения текста, шифр Виженера становится уязвимым для атаки методом «крибл-текст.» Это означает, что если злоумышленник угадает период повторения ключа, он сможет восстановить открытый текст.
  • Ключевое слово может быть слабым звеном, если оно слишком короткое или предсказуемое. Следует использовать длинные и случайные ключи для обеспечения безопасности.
  • Безопасная передача ключа от отправителя к получателю может быть сложной задачей. Если злоумышленник перехватит ключ, он сможет легко расшифровать сообщение.

Вариации и модификации

Шифр Виженера имеет несколько вариаций и модификаций, которые были разработаны для устранения некоторых его недостатков или расширения его функциональности. Некоторые из них включают:

  • Автоключ (Autokey). В этой вариации шифра Виженера ключ формируется на основе открытого текста. Это позволяет избежать периодического повторения ключа и делает шифр более надежным.
  • Шифр Белазо (Beaufort Cipher). Этот вариант шифра Виженера представляет собой его модификацию, где используется обратная таблица Виженера для шифрования. Это изменение делает шифр более устойчивым к атакам.
  • Шифр Виженера продолжает использоваться в современной криптографии как один из элементов более сложных алгоритмов шифрования, таких как шифр RSA и шифр DES.
  • Со временем были предложены и другие модификации шифра Виженера, включая изменения в таблицах и методах шифрования.

Шифр Виженера остается интересной исторической темой в криптографии и представляет собой важный элемент развития средств защиты информации. Он продолжает использоваться и исследоваться в современном мире с учетом новых методов и алгоритмов криптографии.

Применение в современном мире

Шифр Виженера, хотя и является классическим методом шифрования, продолжает иметь свое место и применение в современном мире, особенно в контексте информационной безопасности и криптографии.

Применение шифра Виженера в современном мире:

Криптография в интернете Несмотря на свою старину, шифр Виженера используется в современных криптографических протоколах для защиты данных в интернете. Например, он может быть использован в качестве части более сложных алгоритмов шифрования, таких как шифр RSA или AES.
Обучение криптографии Шифр Виженера часто используется в образовательных целях для обучения студентов и специалистов криптографии. Этот шифр позволяет лучше понять принципы полиалфавитных шифров и основы шифрования.
Задачи и головоломки Шифр Виженера также используется в головоломках и задачах на логическое мышление. Он предоставляет людям возможность развивать свои навыки в криптографии и решать интересные головоломки.

Заключение

Шифр Виженера остается значимым элементом истории криптографии и информационной безопасности. Несмотря на свою старину, он продолжает находить новые применения и оставаться частью современных методов шифрования.

Этот шифр демонстрирует, как эволюция криптографии привела к разработке более сложных и надежных методов шифрования, однако его базовые принципы остаются важными для понимания основ криптографии.

Важно помнить, что безопасность шифра Виженера зависит от безопасного хранения и обмена ключами, что делает его актуальным и важным для современных специалистов по информационной безопасности и криптографии.

Шифр виженера как расшифровать

Шифр Виженера — метод полиалфавитного шифрования буквенного текста с использованием ключевого слова.

В шифре Цезаря каждая буква алфавита сдвигается на несколько позиций; например в шифре Цезаря при сдвиге +3, A стало бы D, B стало бы E и так далее.
Шифр Виженера состоит из последовательности нескольких шифров Цезаря с различными значениями сдвига. Для зашифровывания может использоваться таблица алфавитов, называемая tabula recta или квадрат (таблица) Виженера. Применительно к латинскому алфавиту таблица Виженера составляется из строк по 26 символов, причём каждая следующая строка сдвигается на несколько позиций. Таким образом, в таблице получается 26 различных шифров Цезаря. На каждом этапе шифрования используются различные алфавиты, выбираемые в зависимости от символа ключевого слова. Например, предположим, что исходный текст имеет такой вид:

ATTACKATDAWN

Человек, посылающий сообщение, записывает ключевое слово («LEMON») циклически до тех пор, пока его длина не будет соответствовать длине исходного текста:

LEMONLEMONLE

Квадрат Виженера

Квадрат Виженера, или таблица Виженера, может быть использована для шифрования и расшифровывания

Первый символ исходного текста («A») зашифрован последовательностью L, которая является первым символом ключа. Первый символ зашифрованного текста («L») находится на пересечении строки L и столбца A в таблице Виженера. Точно так же для второго символа исходного текста используется второй символ ключа; то есть второй символ зашифрованного текста («X») получается на пересечении строки E и столбца T. Остальная часть исходного текста шифруется подобным способом.

Исходный текст: ATTACKATDAWN Ключ: LEMONLEMONLE Зашифрованный текст: LXFOPVEFRNHR

Расшифровывание производится следующим образом: находим в таблице Виженера строку, соответствующую первому символу ключевого слова; в данной строке находим первый символ зашифрованного текста. Столбец, в котором находится данный символ, соответствует первому символу исходного текста. Следующие символы зашифрованного текста расшифровываются подобным образом.

Шифр Виженера

Для шифрования используется таблица Виженера (Квадрат Виженера), который строится следующим образом: сверху и по левому краю квадрата выписывается исходный алфавит. В первую строку квадрата заносится перестановка из букв алфавита. Во второй строке та же перестановка циклически сдвигается на одну позицию влево, в третьей – на две и т.д. Таким образом, квадрат состоит из N перестановок, и каждой из них соответствует та буква исходного алфавита, которая записана слева от нее. В приложении № 1 представлен пример квадрата Виженера.

Часто в качестве первой строки таблицы используется не перемешанный, а исходный алфавит. Это значительно упрощает процесс криптоанализа.

Шифрование исходного текста с помощью данного ключа и квадрата Виженера осуществляется следующим образом. Ключевое слово многократно записывается под исходным текстом. Каждая буква исходного текста шифруется при помощи буквенной перестановки, соответствующей той букве ключевого слова, которая стоит под данной буквой исходного текста. Таким образом, k-я буква шифрованного текста находится в квадрате Виженера на пересечении i-й строки и j-го столбца, где i – строка, соответствующая k-й букве исходного текста, а j – строка, соответствующая букве ключевого слова с номером k (mod n), где n – длина ключевого слова.

Ниже представлен пример шифрования фразы «Белый медведь – самый крупный хищник» при помощи ключевого слова «квадрат» и квадрата Виженера:

БЕЛЫЙ МЕДВЕДЬ САМЫЙ КРУПНЫЙ ХИЩНИК

КВАДР АТКВАДР АТКВА ДРАТКВА ДРАТКВ

ЛЭЛПО ЧНЯЖЗМЧ ДЙУРЩ ЯЕЬШНРЩ ОСОПЙЧ

Для того чтобы получить первую букву зашифрованного текста — Л, нам необходимо в первой строке таблицы Виженера (Приложение №1) найти букву – Б, которая является первой буквой в строке, которую требуется зашифровать. Буква Б определяет нужный столбец в таблице. В первом столбце таблицы ищется буква – К, которая является первой буквой в строке с повторениями ключа. Буква К определяет в таблице нужную строку. На пересечении столбца – Б, и строки –К, находится искомая буква – Л. Все остальные буквы шифруются аналогично.

Расшифровать текст, зашифрованный с помощью шифра Виженера, зная секретный ключ и квадрат Виженера, несложно. Поскольку шифр Виженера является симметричным, для расшифровки необходимо выполнить действия, обратные тем, которые применялись при шифровании текста.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *