1 of 26

Шифры перестановки

2 of 26

Перестановочные шифры используют перестановку символов исходного сообщения в соответствии с установленным правилом.

3 of 26

Сцитала шифр

4 of 26

Маршрутные перестановки

5 of 26

1. Простой вертикальный перестановочный шифр

6 of 26

Открытый текст пишется по горизонтали на листе бумаги фиксированной длины, а шифртекст считывается по вертикали.

Пример:

t = ВАСЯ ЛЮБИТ МАШУ

Считывание по столбцам снизу вверх приводит к такому шифртексту:

Т = «_ЛВМЮААБСШИЯУТ_».

Принцип записи исходного сообщения и порядок считывания символов может быть различным

7 of 26

Пример:

t = ВАСЯ ЛЮБИТ МАШУ

Осуществляя считывания по уровням, начиная с верхнего, получим следующий шифртекст:

Т = «СЮ_УАЯЛБТМШВ_ИА».

8 of 26

2. Простой горизонтальный перестановочный шифр

9 of 26

Шифр перестановки строк

Открытый текст вписывается в прямоугольник столбцами сверху вниз. Криптограмма выписывается по строкам, которые выбирают в определенной последовательности по ключу
Пример:
t = СЕГОДНЯ ВЕЧЕРОМ �ВСТРЕЧА В ВОСЕМЬ

Т = СЯОЕСЕВМЧЕГЕВАМОЧСВЬДЕТВНРРО

С	Я	О	Е	С
Е	В	М	Ч	Е
Г	Е	В	А	М
О	Ч	С	В	Ь
Д	Е	Т	В
Н	Р	Р	О

10 of 26

3. Лабиринты

11 of 26

Маршрутные перестановки со сложными маршрутами записи открытого текста и криптограммы.

Например, путь в лабиринте или как при обходе шахматной доски «ходом коня»

12 of 26

Шифр перестановки с фиксированным периодом

13 of 26

Сообщение делится на блоки соответствующие заданному периоду. К каждому блоку применяется одна и та же перестановка

14 of 26

Поворотные решетки

15 of 26

Решетка Кардано

Ключ – карточка с окошками, которая при наложении на лист оставляет открытыми только некоторые его части. Секретный текст вносят в окошки при разном положении решетки, зависящем от поворота карточки на 90º против часовой стрелки. При дешифровании криптограмму вписывают в диаграмму нужных размеров, а потом накладывают решетку и читают открытый текст

16 of 26

Выбирается число k. Строим квадрат со стороной длины k и заполняем его клетки числами от 1 до k^2:

Поворачиваем квадрат на 90 градусов по часовой стрелке и приписываем справа от исходного квадрата:

Поворачивая на 90 градусов по часовой стрелке �и добавляя полученный квадрат сначала снизу, �а затем слева от предыдущего, получим �следующий квадрат со стороной 2k:

1	2	3
4	5	6
7	8	9

1	2	3
4	5	6
7	8	9

7	4	1
8	5	2
9	6	3

1	2	3
4	5	6
7	8	9

7	4	1
8	5	2
9	6	3

3	6	9
2	5	8
1	4	7

9	8	7
6	5	4
3	2	1

17 of 26

В этом квадрате закрасим произвольным образом все цифры, причем каждая цифра может быть закрашена только один раз. Например:

1	2	3
4	5	6
7	8	9

7	4	1
8	5	2
9	6	3

3	6	9
2	5	8
1	4	7

9	8	7
6	5	4
3	2	1

Кодирующая решетка

18 of 26

Пример:

t = ТЕКСТ ПОСЛЕ ШИФРОВАНИЯ СТАНЕТ НЕПОНЯТНЫМ

Разобьем t на блоки по 9 символов без пробелов, получим 4 блока:

Используя алгоритм шифрования �Кордано и предыдущую �кодирующую решетку для �первого блока получим:

Т	Е	К
С	Т	П
О	С	Л

Е	Ш	И
Ф	Р	О
В	А	Н

И	Я	С
Т	А	Н
Е	Т	Н

Е	П	О
Н	Я	Т
Н	Ы	М


		П
О

		Т

		К

		Л
Е
	С

	С
	Т

Т	Е	К
С	Т	П
О	С	Л

О	С	Т
С	Т	Е
Л	П	К

К	П	Л
Е	Т	С
Т	С	О

Л	С	О
П	Т	С
К	Е	Т

19 of 26

Повторим шаг выше для других 3 блоков, поворачивая кодирующую решётку на 90 градусов по часовой стрелке.
В итоге получим таблицу:

Из этой таблицы криптограмма получается выписыванием символов по любому маршруту.

Е	Ш	О
Ф	А	П
О	Т	Н

В	Т	Т
Ы	Я	Я
Н	О	К

С	Т	Л
Е	Р	А
И	С	Н

М	С	Е
Н	Т	Н
И	П	Е

20 of 26

Сеть Фейстеля

21 of 26

Определение: Функция F называется образующей, а действие состоящее из однократного вычисления F и последующего наложения ее результата на другую ветвь с обменом их местами, называется циклом или раундом сети Фейстеля.

Ячейка Фейстеля

22 of 26

Механизм работы

Блок разбивается на две равные части - левую (L) и правую (R).
После разбиения левый подблок изменяется функцией F с использованием ключа K. В качестве функции можно представить себе какое угодно преобразование - например, шифр сдвига с ключом K.
Полученный подблок складывается по модулю 2 с правым подблоком R.
Далее полученные части меняются местами и склеиваются.

23 of 26

Задача:

При помощи телеграфного алфавита (код Бодо) зашифруйте сообщение «AVADAKEDAVRA» со сдвигом на позиции секретного ключа [1,2].

24 of 26

Код Бодо

25 of 26

Декодирование сети Фейстеля

1. Шифротекст разбивается на блоки и затем подблоки

2. Левый подблок поступает в функцию, складывается по модулю 2 с правым

3. Затем подблоки меняются местами.

Отличие заключается в том, что раундовые ключи подаются в обратном порядке, то есть в нашем случае в первом раунде применим ключ K = 2, а затем во втором раунде K = 1.

26 of 26

Модификация сети Фейстеля

В настоящее время чаще применяют модификацию сети Фейстеля для большего числа ветвей. Это в первую очередь связано с тем, что при больших размерах кодируемых блоков (128 и более бит) становится неудобно работать с математическими функциями по модулю 64 и выше. Как известно, основные единицы информации обрабатываемые процессорами на сегодняшний день – это байт и двойное машинное слово 32 бита. Поэтому все чаще и чаще в блочных криптоалгоритмах встречается сеть Фейштеля с 4-мя ветвями. Самый простой принцип ее модификации изображен на рисунке а). Для более быстрого перемешивания информации между ветвями применяются две модифицированные схемы, называемые "type-2" и "type-3".