metode criptografice bazate pe substitutie rev 02

7/25/2019 Metode Criptografice Bazate Pe Substitutie Rev 02

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UNIVERSITATEA TITU MAIORESCU DIN BUCURESTI

FACULTATEA DE INFORMATICA

METODE CRIPTOGRAFICE BAZATE PE SUBSTITUTIE

MASINI SI DISPOZITIVE

Profesor indrumaor!

Asis" Uni#" Drd" Vio$ea OPRIS

Sundei ! %U&%AN Lu'ian %r ()*

PINTILIE %a+rie$ %r (),

MANU Mi-ai Adrian %r (),

1


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Cifruri poligrafice de u!"i"u"ie

Cifruri de substitutie omofonica (homophonic substitution ciphers)

Sun 'ifruri$e de su+siuie in 'are un 'ara'er a$ a$fa+eu$ui mesa.u$ui in '$ar

/a$fa+e 0rimar1 0oae sa ai+a mai mu$e re0re2enari"

Ideea ui$i2aa in a'ese 'ifruri ese uniformi2area fre'#ene$or de a0ariie a

'ara'ere$or e3u$ui 'ifra /a$fa+e se'undar14 0enru a in5reuna aa'uri$e

'ri0ana$ii'e"

Asfe$4 $iera A 6 'u 'ea mai mare fre'#ena de a0ariie in a$fa+eu$ 0rimar 6 0oae fi

in$o'uia 'u F4 7 sau 8"

Con'$u2ii!

9desi mai 5reu de s0ar de'a 'ifruri$e de su+siuie sim0$e /monoa$fa+ei'e14 e$e

nu mas'-ea2a oa$ 0ro0rieai$e saisi'e a$e mesa.u$ui in '$ar"

9 in 'a2u$ unui aa' 'u e3 in '$ar 'unos'u4 'ifru$ se s0ar5e e3rem de usor"

9: aa'u$ 'u e3 'ifra ese mai difi'i$4 dar unui 'a$'u$aor ii #a $ua doar 'ae#a

se'unde 0enru a$ s0ar5e"

Penru a a#ea o ima5ine de ansam+$u o+ser#am 'a a#em rei mari forme de as'rie se'ree! Se5ano5rafia4 Coduri4 Cifruri si ;as-


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Cifrul de u!"i"u"ie #u!"i"u"io$ cip%er&ese 'ifru$ +$o' $a 'are fie'are

'ara'er sau 5ru0 de 'ara'ere a$e e3u$ui in '$ar ese su+siui 'u un a$ 'ara'er

sau 5ru0 de 'ara'ere in e3u$ 'ifra4 des'ifrarea fa'andu

9 '-eia /a'eeasi $a 'ri0are 'a si $a de'ri0are1 'onsa in numaru$ 'are indi'a

de0$asarea a$fa+ei'a C ? aM @ + /mod N1 unde!

ase numese fa'orde am0$ifi'are>

!'oefi'ien de de0$asare>

M e3 in '$ar /mesa.1

Ce3u$ 'rifra

Fa'and 'ores0ondena +iuni#o'a inre $iere$e a$fa+eu$ui $ain /N?,1 si

e'-i#a$ene$e $or numeri'e )4 4 4 "4 *4 'ifru$ $ui Cesar se 0oae s'rie 'onform

a+e$u$ui !

C#$i&* $i+,#(od-.&

Te3 '$ar ! A B C D E F % ; I 8 L M N O P G R S T U V H J &

Te3 'ifra ! D E F % ; I 8 L M N O P G R S T U V H J & A B C

E3em0$u! Ce$e+ru$ VENI VIDI VICI4 de#ine

0rin 'ri0are ! J;GL JL%L JLFL"

B) Cifrul lui Pol/!iu ese un 'ifru su+siuie" Liere$e a$fa+eu$ui $ain sun ase2ae

inr


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1 V 7 8 9 Z

E3em0$u!

Mesa.u$! A SOSIT TIMPUL

se ransforma du0a 'ifrare in!

(KK((KKKK KKK(*(*K("

O+ser#aie! Codu$ 0oae fi s'-im+a 0rin rearan.area $iere$or in 0arau$

*3*"

A'es 'ifru nu ese in rea$iae un 'ifru de se'uriae> e$ se ui$i2ea2a adesea in

0osuri$e de ui$i2aori de reea 0enru a as'unde e3e 0oenia$ ofensi#e"

Con'$u2ie! Cifruri$e de su+siuie monoa$fa+ei'a 0o fi s0are 'u usurina deoare'e

fre'#ene$e $iere$or a$fa+eu$ui nu se s'-im+a in e3u$ 'ifra faa de e3u$ in '$ar"

-& Cifruri de u!"i"u"ie o(ofo$ica #%o(op%o$ic u!"i"u"io$ cip%er&

Sun 'ifruri$e de su+siuie in 'are un 'ara'er a$ a$fa+eu$ui mesa.u$ui in '$ar

/a$fa+e 0rimar1 0oae sa ai+a mai mu$e re0re2enari" Ideea ui$i2aa in a'ese 'ifruri

ese uniformi2area fre'#ene$or de a0ariie a 'ara'ere$or a$fa+eu$ui e3u$ui 'ifra

/a$fa+e se'undar14 0enru a in5reuna aa'uri$e 'ri0ana$ii'e"

Asfe$4 $iera A 6 'u 'ea mai mare fre'#ena de a0ariie in a$fa+eu$ 0rimar < 0oae fi

in$o'uia 'u F4 7 sau 8"

Con'$u2ii!

9 desi mai 5reu de s0ar de'a 'ifruri$e de su+siuie sim0$e /monoa$fa+ei'e14 e$e

nu mas'-ea2a oa$ 0ro0rieai$e saisi'e a$e mesa.u$ui in '$ar >

K ( ) K ( ) K ( )

Cu#an '-eie M O N A M O N A M O N A

Te3 in '$ar A S O S I T T I M P U L

Te3 'ifra M % B S U ; % I J D ; L

9 in 'a2u$ unui aa' 'u e3 in '$ar 'unos'u4 'ifru$ se s0ar5e e3rem de usor

9 aa'u$ 'u e3 'ifra ese mai difi'i$4 dar unui 'a$'u$aor ii #a $ua doar 'ae#a

se'unde 0enru a


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,& Cifruri de u!"i"u"ie poligra(ica #pol/gra( u!"i"u"io$ cip%er& se o+in

su+siuind +$o'uri de 'ara'ere a$e a$fa+eu$ui 0rimar < numie 0o$i5rame < 'u a$e

+$o'uri de 'ara'ere4 de e3em0$u!

ABA RTG

SLL ABB

Ui$i2ari!

: Cifru$ P$afair4 in#ena in *K4 a fos ui$i2a in An5$ia4 in im0u$ 0rimu$ui ra2+oi

mondia$>

: Codu$ de 'om0resie ;uffman4 +a2a 0e a'e$asi 0rin'i0iu4 0oae fi ui$i2a dar ese

nesi5ur"

0& Cifruri de u!"i"u"ie polialfa!e"ice sun formae din mai mu$e 'ifruri de

su+siuie sim0$e" Au fos in#enae de Leon Baisa4 in *," Dinre a'esea #om

amini 0e doua dinre 'e$e mai 'e$e+re si anume 'e$e a$e $ui Tri-emius si Vi5enere"

A) Cifrul lui Tri"%e(iuese un 'ifru 0o$ia$fa+ei'" A$fa+eu$ ese dis0us 0e , de $inii

numeroae de $a ) $a *4 unde numaru$ de ordine a$ $iniei indi'a numaru$ de

'ara'ere 'u 'are se de0$asea2a 'i'$i' a$fa+eu$ s0re drea0a" Linia numeroaa 'u )

'onsiuie o'mai a$fa+eu$ in ordinea iniia$a"

A'es 'ifru 0oae fi ui$i2a asfe$! 0rimu$ 'ara'er se 'ifrea2a se$e'andu


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Mai ar2iu4 $a #reo rei2e'i si doi de ani4 Vi5enere 'onsidera 'a a a'umu$a

desu$a a#ere 0enru a


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Pas ! Penru a 'ri0a 0rima $iera din 'u#an4 se 'aua in mari'e 0e $inia 0e 'are se

af$a a$fa+eu$ 'are in'e0e 'u $iera 'ores0un2aoare din '-eie /A1 'ara'eru$ 'are

'ores0unde 'o$oanei 'are in'e0e 'u 0rima $iera din 'u#an /M1" Cara'eru$ asfe$

o+inu re0re2ina 'odifi'area 0rimu$ui 'ara'er din 'u#an"

Pas (! Se re0ea 0asu$ 0ana 'and se ermina de 'ri0a inre5 e3u$"

Vi5enere a $un5i '-eia 0rin re0eiie asfe$ in'a a'easa sa se 0ori#eas'a $un5imii

mesa.u$ui in '$ar" A'es $u'ru ese ne'esar deoare'e $un5imea '-eii 0oae diferi de $a

o 'ifrare

Exemplu de patrat Vigenere.

In a+e$u$ de mai sus am 0re2ena un 0ara Vi5enere a$'aui din , de

a$fa+ee" Cauarea se fa'e du0a '-eie 0e $inii si mesa.u$ ese 'ifra 0e 'o$oane du0a

a$fa+eu$ de sus"

A'easa forma de 'ifrare ese deose+ia deoare'e ea 'onine mai mu$e

e$emene 'are forifi'a si5urana 'ifru$ui" In 0rimu$ rand se 0oae o+ser#a 'a o $iera'are a0are de mai mu$e ori in e3u$ 'ifra 0oae re0re2ena de fie'are daa o $iera

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diferia in e3u$ '$ar" La fe$ de mu$ indu'e in eroare si fa0u$ 'a o $iera 'are a0are de

mai mu$e ori in e3u$ '$ar 0oae fi re0re2enaa 0rin $iere diferie in e3u$ 'ifra" Cifru$

VI%ENERE admie si un numar imens de '-ei"

E30edioru$ si desinaaru$ 0o sa 'ada de a'ord asu0ra ori'arui 'u#an din

di'ionar4 asu0ra ori'arei 'om+inaii de 'u#ine sau 'u#ine in#enae 0enru a a$'aui

'-eia" Un aa' 0rin fora +rua de a 'aua oae '-ei$e 0osi+i$e nu are o so$uie in im0

'om0uaiona$ ni'i 0e siseme$e informai2ae din 2i$e$e noasre"

Mun'a $ui Vi5enere s


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Metode de substitutie

Cri0area unui e3 fo$osind un 'ifru 0o$i5rafi' de su+siuie se fa'e nu 0rin

in$o'uirea unei sin5ure $iere 'u un sim+o$ 0re'um in su+siuii$e sim0$e4 'i 0rin

in$o'uirea unui 5ru0uri de $iere rea$i2and un 'ifru dia5rafi'"

A#ana.u$ a'esui mod de 'ri0are ese fa0u$ 'a fre'#ena unui anumi 5ru0 de

$iere ese mu$ mai mare de'a a0ariia a'e$or $iere in mod indi#idua$"

De asemenea dinr


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< se s'riu numere$e in 0ere'-i de 'ae in'e0and 'u 0rima $inie si mer5and o 0e

$inie

( K (( K* K K (( ( * ( (* ( * * K* K

< se ia din mari'e $iera e'-i#a$ena fie'arei 0ere'-i de numere de mai sus

(

K

((

K*

K

K

((

(

*

(

(*

(

*

*

K*

K

C A D A M T P G M C A B V 8 O 8 E E T P F

Te3u$ re2u$a ese e3u$ iniia$ 'ri0a"

Cifrul Pla/fair

A fos in#ena de 'are C-ar$es H-easone in *K e$ fiind fo$osi in'$usi# in

a$ Doi$ea Ra2+oi Mondia$" Nume$e #ine de $a +aronu$ P$afair 0rieen 'u omu$ de

siina C-ar$es H-easone" Baronu$ ese 'e$ 'are a 'on#ins 5u#ernu$ +riani' sa

ado0e ofi'ia$ a'es 'ifru"

Cifru$ P$afair ese 'onsidera a2i 'a un 'ifru 0rimii# si usor de re2o$#a iar un

'a$'u$aor 0oae de'oda 'u usurina un mesa. doar in 'ae#a se'unde"

Pasii 'are re+uie urmai 0enru 'ri0area unui e3 sun!

Pasu$ ! A$e5em o '-eie 'u oae $iere$e a$fa+eu$ui aran.ae inr


11/15

Azi e luni nu vineri.

Vom fo$osi '-eia!

YO A N P

I Z B C D

EF G H K

LM Q R S

TU V W X

Im0arim e3u$ de 'ri0a in 5ru0e de 'ae doua $iere!

A

Z

I

E

S

T

E

L

U

N

I

N

U

V

I

N

E

R

I

X

Penru a 'ri0a 5ru0u$ de $iere UN $iere$e 'ores0un2aoare 'ri0arii!

YO A N P

I Z B C D

EF G H K

LM Q R S

TU V W X

Se #a a$e5e 0enru $iera U


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Y O A N P

I Z B C D

E F G H K

L M Q R S

T U V W X

Te3u$ 'ri0a #a araa asfe$!

O

B

E

L

L

X

L

T

W

O

C

Y

V

W

C

Y

H

L

D

T

Cifrul Vic

Cifru$ Vi' a fos 'rea in Uniunea So#iei'a" Ese 'onsidera 'a fiind un 'ifru desu$ de

si5ur" A fos des'o0eri din inam0$are inr


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E3em0$u! Vi'orie4 am 'asi5a 0e daa de

Te3u$ 'ri0a #a fi! VFV%F%DDD%VVV%D4 DV%

F%DVVDDDV%%VDVDD ADD A%DVDDDV A%D A

MASINI SI DISPOZITIVE

A#nd in #edere fa0u$ 'a meode$e de su+siuie si 0ermuari re0eae sun

desu$ de 'om0$i'ae s


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Prime$e s0ar5eri a$e masinii Eni5ma au a#u $o' $a in'e0uu$ ani$or () de 'are

maemai'ienii 0o$one2i A$i'en Re.esQi4 er2 Ro2'Qi si ;enrQ &5a$sQ" Cu noro'

si inuiie Re.esQi si e'-i0a $ui au reusi sa 'om0romia masina4 ou$ fiind 0osi+i$ nu

daoria #reunei s'a0ari in 0roie'area masinii 'i de'i2iei nemi$or de a ransmie

re0eii# /de ori1 '-eia"U$erior Eni5ma a fos 0erfe'ionaa4 s0ar5erea ei de#enind 0ra'i'e im0osi+i$a

0enru a'e$e im0uri" Un a0or 'onsidera+i$ in dire'ia s0ar5erii a'esei masini a a#u

A$an Turin54 'are 0roie'ase o masina e$e'rome'ani'a /denumia YBom+e du0a

mode$u$ ori5ina$ 0o$one21 'e 0uea a.ua $a s0ar5erea masinii Eni5ma mai ra0id

de'a Y+om+a din ( a $ui Re.esQi4 din 'are s


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Masina YBom+e 'aua seari 0oenia$ 'ore'e 0enru un mesa. Eni5ma

/adi'a4 ordinea rooare$or4 seari$e rooare$or4 e'"14 fo$osind un fra5men de e3 '$ar

0ro+a+i$" Penru fie'are seare 0osi+i$a a rooare$or /numaru$ ma3im 0osi+i$ fiind de

ordinu$ a ) sari4 sau ) 0enru masini$e Eni5ma de $a U

metode criptografice bazate pe substitutie rev 02

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