12. Перестановочні шифри. Статистичні властивості криптограм перестановок.

Этот метод заключается в том, что символы шифруемого текста переставляются по определенным правилам внутри шифруемого блока символов.

Шифрование простой перестановкой.

• выбирается ключевое слово с неповторяющимися символами;

• шифруемый текст записывается последовательными строками под символами ключевого слова;

• зашифрованный текст выписывается колонками в той последовательности, в которой располагаются в алфавите буквы ключа (или в порядке следования цифр в натураьлном ряду, если он цифровой)

Недостатком шифрования простой перестановкой обуславливается тем, при большой длине шифруемого текста в зашифрованном тексте могут про­явиться закономерности символов ключа. Для устранения этого недостатка можно менять ключ после зашифровки определенного количества знаков. При достаточно частой смене ключа стойкость шифрования можно сущест­венно повысить. При этом, однако, усложняется организация процесса шиф­рования и дешифрования.

Усложненный метод перестановки по таблицам

Усложненный метод перестановки по таблицам заключается в том, что для записи символов шифруемого текста используется специальная таблица, в которую введены некоторые усложняющие элементы. Таблица представляет собой матрицу, размеры которой могут быть выбраны произвольно (напри­мер 10 х 10). В нее, как и в случае простой перестановки, записываются зна­ки шифруемого текста. Усложнение состоит в том, что определенное число клеток таблицы не используется. Количество и расположение неиспользуе­мых элементов является дополнительным ключом шифрования. Шифруемый текст блоками по m x n - S элементов записывается в таблицу (m x n — раз­меры таблицы, S — количество неиспользуемых элементов). Далее процедура шифрования аналогична простой перестановке.

Варьируя размерами таблицы, последовательностью символов ключа, ко­личеством и расположением неиспользуемых элементов, можно получить требуемую стойкость зашифрованного текста.

Усложненный метод перестановок по маршрутам

Весьма высокую стойкость шифрованию можно обеспечить, используя ус­ложненный метод перестановок по маршрутам типа гамильтоновских. При этом для записи символов шифруемого текста используются вершины некото­рого гиперкуба, а знаки зашифрованного текста считываются по маршрутам Гамильтона, причем используется несколько различных маршрутов.

Следует заметить, что все процедуры шифрования и расшифровки по ме­тоду перестановки являются в достаточной степени формализованным и мо­гут быть реализованы алгоритмически.

13.Шифри збивання. Лінійні перетворення.

Суть алгоритма DES заключается в линейном преобразовании:s = l * t, где l – невырожденная матрица случайного линейного преобразования бит. И хотя расшифровывание в этом случае придется осуществлять решением систем линейных уравнений, но каждый бит шифровки начинает уже зависеть от каждого бита текста. Шифры на основе этого преобразования называют скремблерами (взбивателями). Для того, чтобы матрица l была невырожденной, случайной и при расшифровывании не нужно было производить много вычислений, американскими криптографами был предложен оригинальный алгоритм. Входной блок данных делится на левую l’ и правую r’ части. После этого формируется выходной массив так, что его левая часть l” представлена правой частью r’ входного, а правая часть r” формируется как сумма l’ и r’ операцией xor. Далее, выходной массив шифруется перестановкой с заменой. После нескольких таких взбиваний каждый бит выходного блока может зависеть от каждого бита сообщения.