Текстовый редактор "Блокнот" с функцией шифрования - дешифрования классическими криптографическими методами (стр. 1 из 2)
Министерство образования и науки
Республики Казахстан
Карагандинский государственный технический университет
Кафедра
КУРСОВАЯ РАБОТА
на тему: Текстовый редактор "Блокнот" с функцией шифрования -
дешифрования классическими криптографическими методами
Выполнил:
Проверил:
Караганда 2009 г.
Содержание
Введение
Теоретическая часть
Шифры простой замены
Гаммирование
Шифры перестановки
Двойная перестановка столбцов и строк
Метод шифрования с использованием таблицы Виженера
Практическая часть
Вывод
Листинг программы
Введение
Цель работы:
Изучение принципа программной реализации классических криптографических методов:
метод Цезаря;
метод Гронсфельда;
метод гаммирования;
метод двойных перестановок;
метод замены с использованием таблицы Виженера.
Задание:
1. Необходимо создать текстовый редактор "Блокнот", который содержал следующие объекты:
окно ввода исходного текста;
окно вывода зашифрованного текста;
кнопки "Шифровать", "Дешифровать", "Выбор метода шифрования";
строка меню, содержащая меню для работы с файлами, меню для работы с текстом (вырезать, вставить, отменить, повторить, поиск и т.д.), меню для выбора методов шифрования, меню "о программе" и "о разработчике".
Составить вербальный алгоритм для каждого метода шифрования.
Составить программу для шифрования заданными методами.
Составить программу для дешифрования заданными методами.
Оценить результативность реализованных методов.
Теоретическая часть
Шифры простой замены
Система шифрования Цезаря - частный случай шифра простой замены. Метод основан на замене каждой буквы сообщения на другую букву того же алфавита, путем смещения от исходной буквы на K букв.
Шифры сложной замены
Шифр Гронсфельда состоит в модификации шифра Цезаря числовым ключом. Для этого под буквами сообщения записывают цифры числового ключа. Если ключ короче сообщения, то его запись циклически повторяют. Шифротекст получают примерно также как в шифре Цезаря, но отсчитывают не третью букву по алфавиту (как в шифре Цезаря), а ту, которая смещена по алфавиту на соответствующую цифру ключа.
Пусть в качестве ключа используется группа из трех цифр - 314, тогда
Сообщение СОВЕРШЕННО СЕКРЕТНО
Ключ 3143143143143143143
Шифровка ФПИСЬИОССАХИЛФИУСС
В шифрах многоалфавитной замены для шифрования каждого символа исходного сообщения применяется свой шифр простой замены (свой алфавит).
| АБВГДЕЁЖЗИКЛМНОПРСТУФХЧШЩЪЫЬЭЮЯ_ | |
| А | АБВГДЕЁЖЗИКЛМНОПРСТУФХЧШЩЪЫЬЭЮЯ_ |
| Б | _АБВГДЕЁЖЗИКЛМНОПРСТУФХЧШЩЪЫЬЭЮЯ |
| В | Я_АБВГДЕЁЖЗИКЛМНОПРСТУФХЧШЩЪЫЬЭЮ |
| Г | ЮЯ_АБВГДЕЁЖЗИКЛМНОПРСТУФХЧШЩЪЫЬЭ |
| . | ………… |
| Я | ВГДЕЁЖЗИКЛМНОПРСТУФХЧШЩЪЫЬЭЮЯ_АБ |
| _ | БВГДЕЁЖЗИКЛМНОПРСТУФХЧШЩЪЫЬЭЮЯ_А |
Каждая строка в этой таблице соответствует одному шифру замены аналогично шифру Цезаря для алфавита, дополненного пробелом. При шифровании сообщения его выписывают в строку, а под ним ключ. Если ключ оказался короче сообщения, то его циклически повторяют. Шифротекст получают, находя символ в колонке таблицы по букве текста и строке, соответствующей букве ключа. Например, используя ключ АГАВА, из сообщения ПРИЕЗЖАЮ ШЕСТОГО получаем следующую шифровку:
| Сообщение | ПРИЕЗЖАЮ_ШЕСТОГО |
| Ключ | АГАВААГАВААГАВАА |
| Шифровка | ПНИГЗЖЮЮЮАЕОТМГО |
В компьютере такая операция соответствует сложению кодов ASCII символов сообщения и ключа по модулю 256.
Гаммирование
Процесс шифрования заключается в генерации гаммы шифра и наложении этой гаммы на исходный открытый текст. Перед шифрованием открытые данные разбиваются на блоки Т (0) i одинаковой длины (по 64 бита). Гамма шифра вырабатывается в виде последовательности блоков Г (ш) i аналогичной длины (Т (ш) i=Г (ш) i+Т (0) i, где + - побитовое сложение, i =1-m).
Процесс дешифрования сводится к повторной генерации шифра текста и наложение этой гаммы на зашифрованные данные T (0) i=Г (ш) i+Т (ш) i.
Шифры перестановки
Алгоритмы двойных перестановок. Сначала в таблицу записывается текст сообщения, а потом поочередно переставляются столбцы, а затем строки. При расшифровке порядок перестановок был обратный. Пример данного метода шифрования показан в следующих таблицах:
| 2 | 4 | 1 | 3 | 1 | 2 | 3 | 4 | 1 | 2 | 3 | 4 | |||
| 4 | П | Р | И | Е | 4 | И | П | Е | Р | 1 | А | З | Ю | Ж |
| 1 | З | Ж | А | Ю | 1 | А | 3 | Ю | Ж | 2 | Е | _ | С | Ш |
| 2 | _ | Ш | Е | С | 2 | Е. | _ | С | Ш | 3 | Г | Т | О | О |
| 3 | Т | О | Г | О | 3 | Г | Т | О | О | 4 | И | П | Е | Р |
Двойная перестановка столбцов и строк
В результате перестановки получена шифровка АЗЮЖЕ_СШГТООИПЕР. Ключом к шифру служат номера столбцов 2413 и номера строк 4123 исходной таблицы.
Число вариантов двойной перестановки достаточно быстро возрастает с увеличением размера таблицы: для таблицы 3 х 3 их 36, для 4 х 4 их 576, а для 5*5 их 14400.
Метод шифрования с использованием таблицы Виженера
Этот шифр можно описать таблицей шифрования, называемой таблицей Виженера, по имени Блеза Виженера, дипломата XVI века, который развивал и совершенствовал криптографические системы:
| АБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬЫЪЭЮЯ | |
| А | АБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬЫЪЭЮЯ |
| Б | _АБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬЫЪЭЮЯ |
| В | Я_АБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬЫЪЭЮ |
| Г | ЮЯ_АБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬЫЪЭ |
| ... ... | |
| Я | ВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬЫЪЭЮЯ_АБ |
| _ | БВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬЫЪЭЮЯ_А |
Каждая строка в этой таблице соответствует одному шифру замены вроде шифра Юлия Цезаря для алфавита, дополненного пробелом. При шифровании сообщения его выписывают в строку, а под ним ключ. Если ключ оказался короче сообщения, то его циклически повторяют. Шифровку получают, находя символ в колонке таблицы по букве текста и строке, соответствующей букве ключа. Этот очень распространенный вид шифра сохранился до наших дней. Например, используя ключ АГАВА, из сообщения ПРИЕЗЖАЮ ШЕСТОГО получаем следующую шифровку:
| сообщение: | ПРИЕЗЖАЮ ШЕСТОГО |
| ключ: | АГАВААГАВААГАВАА |
| шифровка: | ПНИГЗЖЮЮЮАЕОТМГО |
В компьютере такая операция соответствует сложению кодов ASCII символов сообщения и ключа по некоторому модулю. Кажется, что если таблица будет более сложной, чем циклическое смещение строк, то шифр станет надежнее. Это действительно так, если ее менять почаще, например, от слова к слову. Но составление таких таблиц, представляющих собой латинские квадраты, где любая буква встречается в строке или столбце один раз, трудоемко и его стоит делать лишь на ЭВМ.
Практическая часть
Внешний вид текстового редактора "Блокнот" с функцией шифрования-дешифрования классическими криптографическими методами представлен на рисунке 1.
Рисунок 1 - Главная форма текстового редактора
В текстовом редакторе имеются меню "Файл" (рисунок 2), "Правка" (рисунок 3), "Метод" (рисунок 4), "Справка" (рисунок 5).
Рисунок 2 - Меню "Файл" текстового редактора.
Рисунок 3 - Меню "Правка" текстового редактора
Рисунок 4 - Меню "Метод" текстового редактора
Рисунок 5 - Меню "Справка" текстового редактора
Пользователь также может выбрать метод шифрования при нажатии кнопки "Метод шифрования", при этом появится окно "Метод шифрования", показанный на рисунке 6.
Рисунок 6 - Окно "Метод шифрования" текстового редактора
Вывод
В результате выполнения данной курсовой работы, я ознакомилась с классическими методами шифрования. А также изучила принцип программной реализации классических криптографических методов: метода Цезаря; метода Гронсфельда; метода гаммирования; метода двойных перестановок; метода замены с использованием таблицы Виженера. Я смогла, применяя свои знания в области программирования, реализовать их программно.
Листинг программы
procedure TForm1. N23Click (Sender: TObject);
begin
form2. SHOWMODAL;
end;
procedure TForm1. N24Click (Sender: TObject);
begin
Form3. SHOWMODAL;
end;
procedure TForm1. N5Click (Sender: TObject);
var i: integer;
begin
for i: =0 to m2. Lines. Count-1 do
m2. Lines [i]: ='';
for i: =0 to m1. Lines. Count-1 do
m1. Lines [i]: =''; // очистка memo1
m1. SetFocus;
end;
procedure TForm1. N6Click (Sender: TObject);
var
i: integer;
begin
OpenDialog1. Filter: = 'Текстовые файлы| *. txt';
if OpenDialog1. Execute then
begin
EdFile: =OpenDialog1. FileName; {в переменную присваиваем
имя и полный путь к файлу}
m1. Lines. LoadFromFile (EdFile);
end;
end;
procedure TForm1. N7Click (Sender: TObject);
begin
saveDialog1. Filter: = 'Текстовые файлы| *. txt';