diff options
Diffstat (limited to 'cryptography')
| -rw-r--r-- | cryptography/cryptography.pdf | bin | 603522 -> 627512 bytes | |||
| -rw-r--r-- | cryptography/cryptography.tex | 2 | ||||
| -rw-r--r-- | cryptography/lectures/lecture10.tex | 2 | ||||
| -rw-r--r-- | cryptography/lectures/lecture9.tex | 100 |
4 files changed, 104 insertions, 0 deletions
diff --git a/cryptography/cryptography.pdf b/cryptography/cryptography.pdf Binary files differindex e422629..00653d8 100644 --- a/cryptography/cryptography.pdf +++ b/cryptography/cryptography.pdf diff --git a/cryptography/cryptography.tex b/cryptography/cryptography.tex index 254c8ec..c7edba4 100644 --- a/cryptography/cryptography.tex +++ b/cryptography/cryptography.tex @@ -20,5 +20,7 @@ \input{lectures/lecture6.tex} \input{lectures/lecture7.tex} \input{lectures/lecture8.tex} +\input{lectures/lecture9.tex} +\input{lectures/lecture10.tex} \end{document} diff --git a/cryptography/lectures/lecture10.tex b/cryptography/lectures/lecture10.tex new file mode 100644 index 0000000..7ab1fb8 --- /dev/null +++ b/cryptography/lectures/lecture10.tex @@ -0,0 +1,2 @@ +% Лекция 10 (07.11.22) + diff --git a/cryptography/lectures/lecture9.tex b/cryptography/lectures/lecture9.tex new file mode 100644 index 0000000..cb430f9 --- /dev/null +++ b/cryptography/lectures/lecture9.tex @@ -0,0 +1,100 @@ +% Лекция 9 (31.10.22) + +\subsubsection{Дисковые многоалфавитные шифры замены} + +\paragraph{} +Рассмотрим правило зашифрования и некоторые свойства такого шифра. Пусть +алфавитом является множество $Z_n = \set{0, 1, \dots, n - 1}$. Запишем +преобразование символов алфавита, осуществляемое движущимся диском. Рассмотрим +два соседних угловых положения диска при повороте по часовой стрелке. + +Пусть в исходном положении диск реализует подстановку +$$X = \begin{pmatrix} + 0 & 1 & \dots & n - 1 \\ + x_0 & x_1 & \dots & x_{n - 1} \\ +\end{pmatrix}$$ + +Для того, чтобы выписать подстановку, реализуемую диском после поворота на угол +$\frac{2 \pi}{n}$ посмотрим на соответствующие рисунки. + +\textbf{TODO: рис1} +% Рисунок --- начальное положение диска. + +\textbf{TODO: рис2} +% Рисунок --- положение диска после поворота. + +Так как диск сдвигается как твёрдое тело, символ открытого текста поступающий +на него с входной розетки, проходит затем по имеющимся в диске соединениям, +превращаясь в символ шифртекста. + +Разница между двумя рассматриваемыми положениями диска состоит в том, что после +поворота символы с входной розетки поступают на входные контакты диска, номер +которых уменьшаются на единицу (по модулю $n$). + +Можно перенумеровать входные символы, уменьшив каждый на единицу. Тогда входные +контакты диска будут совпадать с выходными символами, которые пройдя по своим +траекториям через диск, попадут на контакты выходной розетки. + +Чтобы вернуться к исходной нумерации символов, следует их увеличить на единицу. +Введём подстановку +$$T = \begin{pmatrix} + 0 & 1 & \dots & n - 2 & n - 1 \\ + 1 & 2 & \dots & n - 1 & 0 \\ +\end{pmatrix}$$ + +После поворота диск реализует подстановку, представимую в виде произведения +подстановок: $$T^{-1} \cdot X \cdot T = \left( \frac{i}{i - 1} \right) \cdot +\left( \frac{i - 1}{x_{i - 1}} \right) \cdot \left( \frac{x_{i - 1}}{x_{i - 1} + +1} \right) = \left( \frac{i}{x_{i - 1} + 1} \right)$$ + +Таким образом, при повороте диска на угол $\frac{2 m \pi}{n}, \, m = +\overline{1, n - 1}$, диск будет реализовывать подстановку $T^{-m} \cdot X \cdot +T^m$. + +\paragraph{} +Рассмотрим дисковый шифратор, состоящий из нескольких насаженных на общую +ось дисков, так что символы с входной розетки, попадая на блок дисков, +последовательно проходят перепайки каждого из дисков, попадая на контакты +выходной розетки. + +Обычно при работе такого шифратора диски при шифровании очередного знака +открытого текста сдвигаются по определённому правилу на некоторые угловые +положения, кратные $\frac{2 \pi}{n}$. + +Схема движения дисков является ключевым элементом шифратора. +Найдём правило зашифрования текущего знака открытого текста такого шифратора. + +Пусть в начальных угловых положениях рассматриваемые диски реализуют подстановки +$X_1, \dots, X_N$ из симметрической группы $S_n$ (они также являются ключевыми +элементами) и в данный такт шифрования данные диски находятся в соответствующих +угловых положениях $\gamma_1, \dots, \gamma_N, \, \gamma_i \in \overline{0, n - +1}$. + +Это означает, что $i$-й диск реализует подстановку $T^{-\gamma_i} \cdot X_i +\cdot T^{\gamma_i}$. + +Тогда очередная буква открытого текста $x$ будет зашифрована в букву $y = +E_k(x)$, где $$y = T^{-\gamma_1} \cdot X_1 \cdot T^{\gamma_1 - \gamma_2} \cdot +X_2 \cdot T^{\gamma_2 - \gamma_3} \cdot \dots T^{\gamma_{N - 1} - \gamma_N} +\cdot X_N \cdot T^{\gamma_N}(x)$$. + +\paragraph{} +Формально определить правило зашифрования любого открытого текста для дискового +шифратора сложно в связи с обилием различных ключевых элементов. + +Для поточных шифров, как правило, бывает достаточно знания правила зашифрования +буквы текста. + +Число простых замен, из которых <<состоит>> многоалфавитный шифр, реализуемый +дисковым шифратором, может быть очень большим. Чем больше это число, тем сложнее +криптоанализ такого шифра. В связи с этим параметры дисковых схем должны быть +тщательно продуманы. + +Схемы токопрохождения электрических импульсов в дисковом шифраторе могут +усложняться за счёт введения <<отражающего экрана>> вместо выходной розетки. +В результате этого импульс тока вторично проходит через блок дисков, только в +противоположную сторону. + +Криптоанализ дисковых шифраторов является весьма сложной задачей. + +\textbf{TODO: Дописать} |