Скачиваний:
14
Добавлен:
03.01.2024
Размер:
295.94 Кб
Скачать

МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ,

СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ ИМ. ПРОФ. М.А. БОНЧ-БРУЕВИЧА»

(СПбГУТ)

Факультет Инфокоммуникационных сетей и систем

Кафедра Защищенных систем связи

Дисциплина Криптографические методы защиты информации

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №4

        Изучение подстановочно-перестановочного шифра и его свойств

(тема отчета)

Направление/специальность подготовки

10.03.01 Информационная безопасность

(код и наименование направления/специальности)

Выполнил студент 3 курса:

Травкина Е.А., ИКБ-14

(Ф.И.О., № группы) (подпись)

Преподаватель:

д.т.н., проф. Яковлев В.А.

(уч. звание Ф.И.О.) (подпись)

Цель работы

Целью данной работы является изучение структуры и основных свойств блочного шифра, основанного на подстановочно перестановочной сети (Substitution-Permutation Network - SPN), криптоанализ шифра методом тотального перебора ключей, исследование влияние ошибок в канале связи на достоверность расшифрованного сообщения.

Порядок выполнения работы

1.Изучиение схемы и принципа действия учебного шифра ППШ

1. Генерация раундовых ключей.

Выбран управляющий ключ из 7-ми бит: 1010101.

На его основе сгенерированы раундовые ключи:

2. Анализ преобразований шифра

2. Криптоанализ перебором всех возможных ключей

Приведите:

  1. Скриншот криптограммы.

  1. Скриншот расшифрованного сообщения (в сообщении должна быть фамилия студента).

  1. Анализ статистики контрольных символов сообщения.

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=1010101 P(«О»)=2% P(«А»)=12,9% P(«И»)=4,8%

Перебор ключей дал однозначный результат благодаря частотным значениям пробелов.

Аналогично скриншоты криптограммы, полученной от Федченко А.С. и дешифрованного сообщения и ключ, найденный методом тотального перебора.

Полученная криптограмма:

Расшифрованная криптограмма:

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=1010100 P(«О») = 6,6% P(«А») = 5,2% P(«И») = 2,9%

Метод полного перебора (тотального опробования) ключей заключается в последовательном переборе всех элементов ключевого множества с проверкой на истинность каждого значения. Перебор ключей становится проще, если текст большой, так как статистика частот использования русского языка подводит меньше.

3. Исследование влияния ошибок в канале передачи

Исходная криптограмма: 0001 1011 1100 0011

Расшифровка криптограммы: 1011 0101 1010 1100

Расшифровка криптограммы при эмуляции ошибки

в 1-м бите

расшифровка криптограммы: 01111 00010 11000 1

количество ошибок в расшифровке: 9

во 2-м бите

расшифровка криптограммы: 01101 10111 00101 0

количество ошибок в расшифровке: 8

в 3-м бите

расшифровка криптограммы: 11100 00111 01001 1

количество ошибок в расшифровке: 10

в 4-м бите

расшифровка криптограммы: 10001 10100 01000 1

количество ошибок в расшифровке: 9

в 5-м бите

расшифровка криптограммы: 11001 00110 10110 0

количество ошибок в расшифровке: 5

в 6-м бите

расшифровка криптограммы: 10111 11111 11101 1

количество ошибок в расшифровке: 7

в 7-м бите

расшифровка криптограммы: 00110 00100 10100 0

количество ошибок в расшифровке: 4

в 8-м бите

расшифровка криптограммы: 10010 11000 10010 0

количество ошибок в расшифровке: 5

в 9-м бите

расшифровка криптограммы: 00010 11010 10010 1

количество ошибок в расшифровке: 6

в 10-м бите

расшифровка криптограммы: 10100 01111 01100 0

количество ошибок в расшифровке: 7

в 11-м бите

расшифровка криптограммы: 10001 11110 10011 0

количество ошибок в расшифровке: 6

в 12-м бите

расшифровка криптограммы: 01100 01011 10001 0

количество ошибок в расшифровке: 10

в 13-м бите

расшифровка криптограммы: 01001 01001 10001 0

количество ошибок в расшифровке: 13

в 14-м бите

расшифровка криптограммы: 11000 10101 10010 1

количество ошибок в расшифровке: 7

в 15-м бите

расшифровка криптограммы: 00000 11110 01101 1

количество ошибок в расшифровке: 9

в 16-м бите

расшифровка криптограммы: 00110 00001 10011 1

количество ошибок в расшифровке: 8

Среднее значение ошибок в дешифрованном сообщении при ошибочном приеме одного бита криптограммы.

Nош.ср. = (9 + 8 + 10 + 9 + 5 + 7 + 4 + 5 + 6 + 7 + 6 + 10 + 13 + 7 + 9 + 8)/16 =11,625%

Количество ошибок после дешифрования больше, чем число ошибок, которые произошли в период времени передачи криптограммы, следовательно, это шифр с размножением ошибок.

Вывод: В данной работе мы изучили структуры и основные свойства 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.

6

Соседние файлы в папке 22 варик