Substituční šifry a frekvenční analýza. Mgr. Radim Janča ijanca@fit.vutbr.cz



Podobné dokumenty
Frekvenční analýza a substituční šifry

Vzdálenost jednoznačnosti a absolutně

Monoalfabetické substituční šifry

Kryptografie, elektronický podpis. Ing. Miloslav Hub, Ph.D. 27. listopadu 2007

Šifrová ochrana informací historie KS4

Šifrová ochrana informací historie PS4

klasická kryptologie základní pojmy požadavky na kryptosystém typologie šifer transpoziční šifry substituční šifry

Šifrová ochrana informací historie PS4

Ukázkyaplikacímatematiky

Ukázky aplikací matematiky. Kapitola 1. Jiří Tůma. Úvod do šifrování. Základní pojmy- obsah. Historie šifrování

klasická kryptologie základní pojmy požadavky na kryptosystém typologie šifer transpoziční šifry substituční šifry

Šifrovací kroužek, 2015 Pro potřeby žáků ZŠ Čerčany ŠIFROVACÍ KROUŽEK - 3. hodina

AD7B32KBE. Dešifrování zadaných textů

CO JE KRYPTOGRAFIE Šifrovací algoritmy Kódovací algoritmus Prolomení algoritmu

VY_32_INOVACE_06_Předpřítomný čas_03. Škola: Základní škola Slušovice, okres Zlín, příspěvková organizace

Úvod do kryptologie. Ing. Jan Přichystal, Ph.D. 12. listopadu PEF MZLU v Brně

Informatika Datové formáty

kryptosystémy obecně další zajímavé substituční šifry klíčové hospodářství kryptografická pravidla Hillova šifra Vernamova šifra Knižní šifra

Kryptografie a počítačová

kryptoanalýza druhy útoků proti klasickým šifrám příklad útok hrubou silou frekvenční analýza Kasiskiho metoda index koincidence Jakobsenův algoritmus


Psaná podoba jazyka, slovní zásoba

2000 zveřejnění dobové zprávy General Report on Tunny informací nedostatek k odvození konstrukce šifrátoru Lorenz cíl: odvození pravděpodobného


BEZPEČNOST INFORMACÍ

základní informace o kurzu základní pojmy literatura ukončení, požadavky, podmiňující předměty,

Tonda Beneš Ochrana informace jaro 2011

Informatika / bezpečnost

Škola: Střední škola obchodní, České Budějovice, Husova 9. Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Snow White and seven dwarfs

Identifikátor materiálu: ICT-2-04

EU-OPVK:VY_32_INOVACE_FIL13 Vojtěch Filip, 2014

2000 zveřejnění dobové zprávy General Report on Tunny

Present Perfect x Past Simple Předpřítomný čas x Minulý čas Pracovní list

POSLECH. M e t o d i c k é p o z n á m k y k z á k l a d o v é m u t e x t u :

19/ Přítomný podmiňovací způsob

Asymetrická kryptografie a elektronický podpis. Ing. Mgr. Martin Henzl Mgr. Radim Janča ijanca@fit.vutbr.cz

Asymetrická kryptografie a elektronický podpis. Ing. Dominik Breitenbacher Mgr. Radim Janča

Kódování a Šifrování. Iveta Nastoupilová

Matematické základy šifrování a kódování

Luk aˇ s R uˇ ziˇ cka Pˇ redbudouc ı ˇ cas

PŘEDPŘÍTOMNÝ průběhový ČAS (PRESENT PERFECT continuous TENSE) - cvičení

PŘEDPŘÍTOMNÝ prostý ČAS - procvičení

Výukový materiál zpracovaný v rámci projektu EU peníze do škol. illness, a text

CONDITIONALS PODMÍNKOVÉ VĚTY

CZ.1.07/1.5.00/ Zefektivnění výuky prostřednictvím ICT technologií III/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Demonstrace základních kryptografických metod

Anglický jazyk. Souslednost časů. Anglický jazyk. Vytvořil: Eva Burianová. Souslednost. DUM číslo: 9. Souslednost časů.

Projekt 2 - Nejčastější chyby. Ing. Dominik Breitenbacher

PSK2-16. Šifrování a elektronický podpis I

Správa přístupu PS3-2

Klasická kryptologie: Historické šifry

Střední průmyslová škola strojnická Olomouc, tř.17. listopadu 49

Primární modální slovesa CAN COULD (modál) I could play the piano. You could play the piano. He/She could play the piano. We could play the piano.

Výukový materiál zpracovaný v rámci operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost

SOFTWAROVÁ PODPORA VÝUKY KLASICKÉ KRYPTOANALÝZY

20/ Řeč přímá a nepřímá

POSLECH. M e t o d i c k é p o z n á m k y k z á k l a d o v é m u t e x t u :

DUM DIGITÁLNÍ UČEBNÍ MATERIÁL ANGLIČTINA. Mgr. Kateřina Kasanová

Škola: Střední škola obchodní, České Budějovice, Husova 9. Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

seznamu nepravidelných sloves, osvojuje si správnou výslovnost, vede jednoduchý rozhovor

Základy šifrování a kódování

Konstrukce šifer. Andrew Kozlík KA MFF UK

Škola: Střední škola obchodní, České Budějovice, Husova 9. Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Kryptografie a informační bezpečnost


Klasická kryptologie: Historické šifry


Anglický jazyk 1. lekce Jméno. 2. ročník. Správně spoj. Použij k tomu různé pastelky. Dobré odpoledne

Informace o písemných přijímacích zkouškách. Doktorské studijní programy Matematika

Škola: Střední škola obchodní, České Budějovice, Husova 9. Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Škola: Střední škola obchodní, České Budějovice, Husova 9. Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Zásadní gramatické struktury (pro SOU) Michal Kadlec, Dis

doc. Ing. Róbert Lórencz, CSc.

Anotace: VY_32_INOVACE_01_B_10.notebook. July 08, 2013


Střední průmyslová škola strojnická Olomouc, tř.17. listopadu 49

1 ELEKTRONICKÁ POŠTA


VY_12_INOVACE_ / Vyprávíme a překládáme příběh

Y36PSI Bezpečnost v počítačových sítích. Jan Kubr - 10_11_bezpecnost Jan Kubr 1/41

ŠIFROVÁNÍ, EL. PODPIS. Kryptografie Elektronický podpis Datové schránky

Od Enigmy k PKI. principy moderní kryptografie T-SEC4 / L3. Tomáš Herout Cisco. Praha, hotel Clarion dubna 2013.

POSLECH. M e t o d i c k é p o z n á m k y k z á k l a d o v é m u t e x t u :

Celostátní kolo soutěže Baltík 2008, kategorie C

Postup objednávky Microsoft Action Pack Subscription

Název sady: Anglický jazyk pro 2. ročník čtyřletých maturitních uměleckořemeslných oborů

Kdo jsme Čím se zabýváme Nabídka služeb pro veřejnou správu Ověřeno v praxi u tisíce uživatelů v podnikatelské a bankovní sféře Plně využitelné u

POSLECH. M e t o d i c k é p o z n á m k y k z á k l a d o v é m u t e x t u :

Střední odborná škola stavební a Střední odborné učiliště stavební Rybitví

Jméno autora: Mgr. Alena Chrastinová Datum vytvoření: Číslo DUMu: VY_32_INOVACE_14_AJ_G


Andrew Kozlík KA MFF UK

Základy kryptografie. Beret CryptoParty Základy kryptografie 1/17

POSLECH. Cinema or TV tonight (a dialogue between Susan and David about their plans for tonight)

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

CZ.1.07/1.5.00/

Šifrovací stroje. Dějiny kryptografie. Zpracováno podle knihy Simon Singh: Kniha kódů a šifer. Alena Gollová Dějiny kryptografie 1/44

Zásadní gramatické struktury (pro SOU) Michal Kadlec, Dis

8. RSA, kryptografie s veřejným klíčem. doc. Ing. Róbert Lórencz, CSc.

Transkript:

Substituční šifry a frekvenční analýza Mgr. Radim Janča ijanca@fit.vutbr.cz

Harmonogram Celkově 4 cvičení v P256 Prezentace z cvičení budou zveřejňovány na http://buslab.fit.vutbr.cz/kib/ 3 samostatné projekty Projekty jsou povinné bodované 0-6 body Z každého projektu musíte získat min. 3 body Bonusové body z projektů 2

Základní pojmy Kryptografie Kryptoanalýza Prostý text - mala pismena Zašifrovaný text - VELKA PISMENA Šifra Šifrování Dešifrování 3

Motivace Sdílení tajných informací bez strachu z prozrazení Zasílání válečných rozkazů Znalost nepřátelských plánů může změnit výsledek války Bezdrátová komunikace bez šifrování? Dnes setkáváme s kryptografií prakticky na každém kroku -> internet Elektronické platby, autentizace webových stránek, HTTPS 4

Transpoziční šifra Změna pořadí znaků v textu Použití geometrického obrazce Pro dešifrování je použit reverzní postup Příklad šifra Scytale 5

Substituční šifra Nahrazení znaků prostého textu podle klíče Caesarova šifra Caesar šifroval tak, že nahradil každé písmeno třetím následujícím v abecedě caesar= FDHVDU Nevýhoda každý kdo zná algoritmus, může zprávu dešifrovat Vylepšení 1 Odesílatel si zvolí klíč od 1 do n, kde n je počet znaků abecedy Šifra je stále slabá, příliš malý prostor klíčů 6

Monoalfabetická substituční šifra Vylepšení 2 Použití permutace abecedy jako klíče abcdefghijklmnopqrstuvwxyz VWXYZEFGHIJKLMABCDNOPQRSTU medvedik cistotny = LZYQZYHJ XHNOAOMT Takto vytvořených klíčů je 26! = 4x10^26 Šifra nerozluštitelná celé první tisíciletí našeho letopočtu 7

Anatomie jazyka Každý jazyk má svá specifika Frekvence jednotlivých písmen v textu Frekvence digramů, trigramů Frekvence slov A B C D E F G H I J K L M 8.2 1.5 2.8 4.3 12.7 2.2 2.0 6.1 7.0 0.2 0.8 4.0 2.4 N O P Q R S T U V W X Y Z 6.7 7.5 1.9 0.1 6.0 6.3 9.1 2.8 1.0 2.4 0.2 2.0 0.1 8

Anatomie jazyka Vlastnosti pro angličtinu Nejčastější písmena: etaoinshrdlu Digramy: th, he, in, er, an, re, ed, on, es, st, en, at, to, nt, ha, nh, ou, ea, ng, as, or, ti, is, et, it, ar, te, se, hi, of Trigramy: the, ing, and, her, ere, ent, tha, nth, was, eth, for, dth Stejné znaky tvořící dvojice: ss, ee, tt, ff, ll, mm, oo Dále může napomoci frekvence slov, frekvence slov za čárkou atd. Pro ztížení dešifrování je vhodné prostý text zbavit mezer, interpunkce a diakritiky. 9

Frekvenční analýza Poprvé popsal Al-Kindi v 9 století n.l. Určení početnosti písmen Určení početnosti digramů a trigramů Postupné odkrývání textu Pokud je znám účel textu je vhodné vytvořit si vlastní frekvenční tabulky Vojenská korespondence bude mít jiné frekvence než běžná kominkace 10

Index koincidence Způsob jak zjistit jazyk zprávy Jazyky mají různé indexy koincidence IK pravděpodobnost, že dvě náhodná písmena z textu budou stejná f i počet znaků i v textu N celkový počet znaků textu čeština 0.06027 angličtina 0.06689 dánština 0.07073 finština 0.07380 francouzština 0.07460 holandština 0.07981 němčina 0.07667 IK " Z " i " A" f i ( N( N f i 1) 1) 11

Příklad YAQZOSXYGJEXMJXNHMEIESIKIZEIZUASYHDXYGMEIESXLISJESH HMAYMAYJEHJEAOMIYZIYZWXSMJYXGEJQEHYMEHEIZHYZHZJEHJI BHAWNIISOWMEHSAMHIYZDXMMHZJEHGSAOYZUHWASHEXNMILXYGG SHIJDXYGWASIJEAOMIYZIYZAYHYXGEJMXEIFHUHHYSHPAOYJXYG JALAOJEHWIUBHMAWRIMJIGHMIYZJEHBHGHYZMAWIYPXHYJDXYGM NILXNIDHMAUABZIMJAPSIFHIWIFASAWLAOSNITHMJL Index koincidence - 0.06563 jedná se pravděpodobně o angličtinu Celkový počet znaků 337 12

Příklad Frekvence jednotlivých znaků H 11.1111% I 10.4377% Y 9.0909% A 7.7441% M 7.7441% E 7.4074% J 7.0707% S 5.7239% X 5.7239% Z 5.3872% G 4.0404% W 3.3670% O 2.6936% N 2.0202% L 2.0202% D 1.6835% U 1.6835% B 1.3468% P 1.0101% F 1.0101% Q 0.6734% T 0.3367% K 0.3367% R 0.3367% 13

Příklad Nejčastější znaky: H I Y Pravděpodobně odpovídají e t a to nemusí platit vždy H I tvoří digram s většinou znaků, jedná se pravděpodobně o samohlásky Y v textu nesousedí s 15 znaky, jedná se pravděpodobně o souhlásku 14

Příklad Nejčastější trigram v angličtině the t a e mají vysokou četnost, h střední Častý výskyt digramu he, ale nízký u eh Nejčastější trigramy: XYG, IYZ, JEH JEH -> the IYZ -> and XYG ->ing 15

Příklad n..d..ingthi.ti.e.hah.a.adhad...ne.ing.hah.i.a.th.e e..n..ntheth...andand.i..tnight.hen.hehadendedtheta.e...aa...he...eand.i..edtheg...nd.e...ehi..a.ingg.eat.ing...ath...andand.nenight.iha.e.een.e...nting t...the.a..e...a.tage.andthe.egend...an.ient.ing..a.i.a.e...da.t...a.ea.a...a.e.t. Vidíme slova th.ee,.een,.egend Stanovíme S -> r, U -> b, B -> l 16

Příklad n..d.ringthi.ti.e.hahra.adhadb.rne.ing.hahri.arthre e..n..ntheth...andand.ir.tnight.hen.hehadendedtheta le...aar...her..eand.i..edthegr..ndbe..rehi..a.ingg reat.ing..rath...andand.nenight.iha.ebeenre...nting t...the.able...a.tage.andthelegend...an.ient.ing..a.i.a.e..b.lda.t..ra.ea.a..r...r.a.e.t. Vidíme slova ha.e,.he, d.ring Stanovíme F -> v, M -> s, O -> u 17

Příklad nowduringthistimeshahrazadhadbornekingshahriyarthre esonsonthethousandandfirstnightwhenshehadendedtheta leofmaarufsheroseandkissedthegroundbeforehimsayingg reatkingforathousandandonenightsihavebeenrecounting toyouthefablesofpastagesandthelegendsofancientkings mayimakesoboldastocraveafavorofyourmajesty Nakonec najdeme celý klíč ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ ol_khvgeatzysmucwprjb_find 18

Příklad Now during this time Shahrazad had borne King Shahriyar three sons. On the thousand and first night, when she had ended the tale of Maaruf, she rose and kissed the ground before him, saying: "Great King, for a thousand and one nights I have been recounting to you the fables of past ages and the legends of ancient kings. May I make so bold as to crave a favor of your majesty? Epilogue, Tales from the Thousand and One Nights 19

Projekt 1 Dešifrování textu Monoalfabetická substituční šifra Zveřejnění zadání 2.10.2013 na http://www.securityfit.cz/kib/ Odevzdání projektu do 14.10.2013 na ijanca@fit.vutbr.cz Předmět emailu KIBProjekt 1 Odevzdaná zpráva ve formátu pdf bude obsahovat dešifrovaný text, klíč postup dešifrování. Možný bodový zisk: 10 bodů 20

Děkuji za pozornost 21