Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Челябинская государственная академия культуры и искусств»

Факультет информационных ресурсов и технологий

Кафедра информатики

Курсовая работа

по курсу «Высокоуровневые методы информатики и программирования»

Шифрование методом Виженера

Выполнил студент:

группы 313пи, 3 курса ФИРТ ДО,

Логвинов Максим Юрьевич

Научный руководитель:

Абдрахманова Зульфия Амуровна

Подпись руководителя –

Подпись зав. кафедрой –

Курсовая работа защищена

«____» _______________ 2012 г.

Оценка ________________

Председатель комиссии ______________

Челябинск 2012

Содержание

Введение 3

1. Полиалфавитные шифры 5

2. Шифр Виженера 6

2.1. История 6

2.2. Описание 7

2.3. Криптоанализ 9

2.3.1. Метод Касиски 9

2.3.2. Тест Фридмана 11

2.4. Частотный анализ 11

2.5. Варианты 12

2.6. Экспериментальная проверка работы программы 13

3. Взлом полиалфавитных шифров 14

Заключение 15

Список использованной литературы 16

Приложения 17

Приложение А. Шифр Виженера 17

Приложение Б. Скриншоты программы 19

Приложение В. Квадрат Виженера (tabula recta) 20

Введение

Вообще, историю криптографии можно считать равной по возрасту истории существования письменности, потому что именно с появлением письменности возникла потребность придумывать различные способы для хранения информации в виде, доступном только для определѐнного круга лиц. Например, до нашей эры был придуман известный «Шифр Цезаря», который заключался в замене каждого символа в тексте на элемент, отстоящий от него в алфавите на фиксированное число позиций.

Естественно, что люди, от которых информация утаивалась, искали всяческие способы расшифровать закодированные сообщения. Таких людей сейчас называют криптоаналитиками. Обе враждующие стороны находились в постоянном противоборстве: первые постоянно придумывали новые шифры, с первого взгляда недоступные для криптоаналитиков, а вторые находили способы дешифровки скрытых сообщений.

Благодаря работе Абу аль – Кинди оказалось, что шифры типа «Шифра Цезаря» (то есть моноалфавитные шифры, в которых каждой букве кодируемого текста ставится в соответствие однозначно какая-то шифрованная буква) довольно-таки легко поддаются частотному криптоанализу. Возникла потребность в разработке таких шифров, ручная расшифровка которых может потребовать очень значительных усилий. И на смену моноалфавитным шифрам пришли полиалфавитные шифры. Абу аль – Кинди первым предложил использовать многоалфавитный шифр. В европейских странах это произошло в эпоху Возрождения, когда развитие торговли потребовало надѐжные способы защиты информации. Одним из первых предложил полиалфавитный шифр итальянский архитектор Батисте Альберти. Впоследствии данный шифр получил имя дипломата XVI века Блеза де Виженера. Также вклад в развитие полиалфавитных шифров внѐс немецкий аббат XVI века Иоганн Трисемус. Простым, но стойким способом полиалфавитной замены является шифр Плейфера, открытый в начале XIX века Чарльзом Уитстоном.

Этот шифр использовался вплоть до I мировой войны. Последним словом в развитии полиалфавитных шифров стали так называемые роторные машины, которые позволяли легко создавать устойчивые к криптоатакам полиалфавитные шифры. Примером такой машины является немецкая машина Enigma, разработанная в 1917 г. Эдвардом Хеберном.

Целью курсовой работу является реализация криптографического алгоритма шифрования и дешифрования с использованием шифра Виженера.

Полиалфавитные шифры:

Вводить понятие полиалфавитного шифра удобнее всего, сначала определив моноалфавитный шифр, что было сделано в исторических сведениях.

Суть полиалфавитного шифра заключается в циклическом применении нескольких моноалфавитных шифров к определённому числу букв шифруемого текста. Например, пусть у нас имеется некоторое сообщение x₁ , x₂ , x₃ , ….. x_n , …… x_2n , ….., которое надо зашифровать. При использовании полиалфавитного шифра имеется несколько моноалфавитных шифров (например, n штук). И в нашем случае к первой букве применяется первый моноалфавитный шифр, ко второй букве — второй, к третьей — третий….. к n-ой букве — n-й, а к n+1 опять первый, ну и так далее. Таким образом, получаётся довольно-таки сложная последовательность, которую уже не так просто вскрыть, как один моноалфавитный шифр. Самым важным эффектом, достигаемым при использовании полиалфавитного шифра, является маскировка частот появления тех или иных букв в тексте, на основании которой обычно очень легко вскрываются моноалфавитные шифры.