ПРОГРАММА ДЛЯ ЧАСТОТНОГО КРИПТОАНАЛИЗА ШИФРА ПРОСТОЙ ЗАМЕНЫ Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Секция ««Молодежь, наука, творчество (направленияСПО)»

УДК 004.056

ПРОГРАММА ДЛЯ ЧАСТОТНОГО КРИПТОАНАЛИЗА ШИФРА

ПРОСТОЙ ЗАМЕНЫ

В. Р. Козлов, А. П. Надёжкин

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

Е-mail: geseron@list.ru

Представляется информация об истории криптографического анализа, о принципах и алгоритме его работы, а также представлена разработанная программа для осуществления данных операций.

Ключевые слова: криптография, частотный криптоанализ, шифр простой замены.

SOFTWARE FOR FREQUENCY CRYPTANALYSIS OF SIMPLE REPLACEMENT CODE

V. R. Kozlov, A. P. Nadezhkin

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation

Е-mail: geseron@list.ru

In this work there is information about history of cryptanalysis, about aspects and algorithms of its using. Also there is description of developed software to do such operations.

Keywords: cryptography, frequency cryptanalysis, simple replacement code.

В современный век остро стоит вопрос защиты информации. В мире вокруг нас для защиты информации повсеместно применяются различные шифры. Иногда появляется проблема расшифровки текста без ключа, поэтому применяются различные методы анализа текста.

Частотный криптоанализ - один из методов криптоанализа, основывающийся на предположении о существовании нетривиального статистического распределения отдельных символов и их последовательностей как в открытом тексте, так и в шифротексте, которое, с точностью до замены символов, будет сохраняться в процессе шифрования и дешифрования [4].

Частотный анализ предполагает, что частота появления заданного символа алфавита в достаточно длинных текстах одна и та же для разных текстов одного языка [5]. При этом, в случае моноалфавитного шифрования, если в шифротексте будет символ с аналогичной вероятностью появления, то можно предположить, что он и является указанной зашифрованной буквой [1]. Метод частотного криптоанализа известен с IX века, но наиболее известным случаем его применения в реальной жизни, является дешифровка египетских иероглифов в 1822 году. Начиная с середины XX века большинство используемых алгоритмов шифрования разрабатываются устойчивыми к частотному криптоанализу, поэтому он применяется в основном в процессе обучения будущих криптографов [2].

Для написания программы-анализатора необходимо составить алгоритм анализа [3]. Первым действием будет указание переменных. Количество переменных зависит от мощности алфавита, который был использован для шифровки текста. Требуется указать три типа переменных: string, integer, real. Переменные «real» отражают частоту определённого символа. Переменные «integer» используется для подсчёта количества одинаковых символов в тексте и затем вычисления частоты. Переменная «string» необходима для ввода текста. Кроме переменных, относящихся

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2018. Том 3

к алфавиту и частоте требуется добавить две переменные: переменную, отвечающую за работу циклов «i» и переменную, отвечающую за общее количество символов в тексте «kn».

Следующим этапом является ввод текста и присвоение всем переменным, кроме переменной отвечающей за работу циклов, значения, равного нулю.

После выполнения предыдущего этапа следует записать цикл, считающий количество символов в тексте:

for i:=1 to length(s) do begin

if (s[i] = 'а') or (s[i] = 'A') then inc(kn); end;

Переменная length возвращает длину строки в виде целого числа. Условие «если» определяет какие символы будет считывать программа. Процедура «inc» увеличивает число на определённое значение (без указания значения прибавляет к числу единицу).

Третьим этапом является подсчёт частот символов. И выглядит следующим образом: for i := 1 to length(s) do if (s[i] = 'а') or (s[i] = 'A') then inc(aa); aaa:=aa/kn;

Частота символов в тексте высчитывается путём деления количества определённого символа на общее количество символов. В данном примере частота обозначена переменной «aaa». Заключающим этапом является вывод частот: writeln('A = ',aaa);

Таким образом, применение частотного анализа позволяет расшифровать текст, зашифрованный любым ключом в случае применения шифра простой замены. Полученные при разработке такой программы навыки позволяют в дальнейшем заняться более значимыми и сложными задачами.

Библиографические ссылки

1. Богаченко Н. Ф. Применение теоретико-автоматных моделей в криптографии // Математические структуры и моделирование. Омск : ООО «УниПак», 2007. Вып. 17. С. 112-120.

2. Богаченко Н. Ф., Файзуллин Р. Т. Синтез дискретных автоматов. Учебно-методическое пособие. Омск : Наследие : Диалог-Сибирь, 2006. 150 с.

3. Девянин П. Н. Модели безопасности компьютерных систем. М. : Академия, 2005. 144 с.

4. Криптография. Официальное руководство RSA Security. 2-е изд., стереотип. М. : ООО «Бином-Пресс», 2007. 384 с.

5. Адаменко М. Основы классической криптологии. Секреты шифров и кодов. 2012. 257 с.

© Козлов В. Р., Надёжкин А. П., 2017