Криптография: Шифр Виженера и его программная реализация.
Немного теории. Шифр Виженера представляет собой усовершенствованную многоалфавитную систему шифрования. Идея шифра состоит в использовании в качестве ключа (кодовое слово) текста самого сообщения (открытого — не зашифрованного) или же шифрованного текста (закрытого). Кроме того, для усиления стойкости шифра, в качестве первого символа ключа берется случайным образом буква из алфавита. Авторами этой идеи являются Джероламо Кардано и собственно сам Блез де Виженер. Данный шифр также имеет другое название «шифр самоключ». Этот шифр Виженер описал в своей книге «Трактат о шифрах». В своем трактате Блез описал этот шифр следующим образом: В простейшем случае за основу бралась таблица Тритемия, в последствии которая получила название таблица Виженера.
| * | АБВГДЕЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬЫЪЭЮЯ | |
| А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ь Ы Ъ Э Ю Я | абвгдежзийклмнопрстуфхцчшщьыъэюя бвгдежзийклмнопрстуфхцчшщьыъэюяА вгдежзийклмнопрстуфхцчшщьыъэюяАБ гдежзийклмнопрстуфхцчшщьыъэюяАБВ дежзийклмнопрстуфхцчшщьыъэюяАБВГ ежзийклмнопрстуфхцчшщьыъэюяАБВГД жзийклмнопрстуфхцчшщьыъэюяАБВГДЕ зийклмнопрстуфхцчшщьыъэюяАБВГДЕЖ ийклмнопрстуфхцчшщьыъэюяАБВГДЕЖЗ йклмнопрстуфхцчшщьыъэюяАБВГДЕЖЗИ клмнопрстуфхцчшщьыъэюяАБВГДЕЖЗИЙ лмнопрстуфхцчшщьыъэюяАБВГДЕЖЗИЙК мнопрстуфхцчшщьыъэюяАБВГДЕЖЗИЙКЛ нопрстуфхцчшщьыъэюяАБВГДЕЖЗИЙКЛМ опрстуфхцчшщьыъэюяАБВГДЕЖЗИЙКЛМН прстуфхцчшщьыъэюяАБВГДЕЖЗИЙКЛМНО рстуфхцчшщьыъэюяАБВГДЕЖЗИЙКЛМНОП стуфхцчшщьыъэюяАБВГДЕЖЗИЙКЛМНОПР туфхцчшщьыъэюяАБВГДЕЖЗИЙКЛМНОПРС уфхцчшщьыъэюяАБВГДЕЖЗИЙКЛМНОПРСТ фхцчшщьыъэюяАБВГДЕЖЗИЙКЛМНОПРСТУ хцчшщьыъэюяАБВГДЕЖЗИЙКЛМНОПРСТУФ цчшщьыъэюяАБВГДЕЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХ чшщьыъэюяАБВГДЕЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦ шщьыъэюяАБВГДЕЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧ щьыъэюяАБВГДЕЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШ ьыъэюяАБВГДЕЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩ ыъэюяАБВГДЕЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬ ъэюяАБВГДЕЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬЫ эюяАБВГДЕЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬЫЪ юяАБВГДЕЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬЫЪЭ яАБВГДЕЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬЫЪЭЮ |
|
Замечу, в общем случае таблица Виженера состоит из алфавита, циклически сдвинутого на один символ влево, однако, возможны и другие перестановки — это на Ваше усмотрение. Кроме того, первая строка может представлять собой алфавит, случайным образом перемешанный.
Процесс шифрования выглядит следующим образом: открытый текст (который надо зашифровать) записывается в строчку без пробелов. Далее необходимо определить ключ. Виженер предлагал в качестве ключа использовать сам открытый текст, с добавлением к началу ключа символ, выбранный случайным образом. Но замечу, что не обязательно следовать установленному правилу создателя шифра. В качестве ключа вполне возможно использовать и любую другую последовательность символов длиною равной длине открытого текста.
После всего проделанного, для получения шифр-текста (криптограмма) берем первый символ открытого текста в качестве указателя строки в Таблице Виженера, а стоящую под ним букву — в качестве столбца. На пересечении этой пары из таблицы выписываем символ шифр-текста. Далее повторяем эти действия для всех оставшихся символов. Для примера рассмотрим шифрование открытого текста — «яблочный джем». В качестве ключа будем использовать сам открытый текст с добавлением в начала случайного символа — у меня это вышло «щ». Повторюсь, что ключ может быть образован иным способом, к примеру просто перемешанный случайным образом открытый текст — «ляйычнбо жемд». Но ключ должен быть известен получателю шифра, то есть известна схема перемешивания открытого текста для того, чтобы он мог расшифровать криптограмму. Так, теперь записываем открытый текст в строку без пробелов, а под ней также записываем ключ.
Получаем:
открытый текст: я б л о ч н ы й д ж е м
ключ: щ я б л о ч н ы й д ж е
---------------------------
шифр-текст: ш а м щ е д й д н к л с
Для того, чтобы восстановить (расшифровать) открытый текст, необходимо знать шифр-текст и ключ. Далее берем первую букву ключа определяем соответствующий ей столбец в Таблице Виженера и пробегаемся по нему сверху вниз пока не встретим первый символ шифр-текста. Как только встретили нужный символ, выписываем букву указывающую на эту строку — таким образом мы получаем первый символ открытого текста. Проделываем те же действия для оставшихся символов ключа и шифр-текста.
Шифр Виженера был незаслуженно забыт на долгое время. И многие по сей день под этим шифром понимают самый простой вариант с коротким ключевым словом и с таблицей, состоящей из обычных алфавитов.
А теперь рассмотрим программную реализацию шифра Виженера на Delphi.
Для начала нам необходимо сгенерировать саму таблицу Виженера. Для этого
необходимо объявить следующие глобальные переменные:
mas_alf: array[1..32] of char =
('А','Б','В','Г','Д','Е','Ж','З','И','Й','К','Л','М','Н','О','П','Р','С
','Т','У','Ф','Х','Ц','Ч','Ш','Щ','Ь','Ы','Ъ','Э','Ю','Я');
tab_Vig: array[1..32,1..32] of Char;
Ну а теперь напишем код генерации таблицы:
var
i,j,k,n:integer;
begin
k:=0;
n:=k;
for i:=Ord('А')-191 to Ord('Я')-191 do
begin
k:=n+1;
for j:=Ord('А')-191 to Ord('Я')-191 do
begin
if k = 33 then
k:=1;
tab_vig[i][j]:=mas_alf[k];
k:=k+1;
end;
n:=n+1;
end;
end;
Таблица есть и можно смело приступать к реализации процедуры шифрования. Смотрим:
var
key : array [0..255] of Char;
s:char;
k:Boolean;
length_key,length_text,i,j,c,stroka,stolbec: integer;
begin
Label5.Caption:='';//
Memo2.Clear;//
length_key:=Edit1.GetTextLen;
Edit1.GetTextBuf(key,sizeof(key));
length_text:=Memo1.GetTextLen;
//выводим таблицу Виженера
for i:=Ord('А')-191 to Ord('Я')-191 do
begin
for j:=Ord('А')-191 to Ord('Я')-191 do
begin
Label5.Caption:= Label5.Caption +' '+ tab_Vig[i][j];
end;
Label5.Caption := Label5.Caption + #13+#10;
end;
//приступаем к процессу шифрования
j:=1;
c:=0;
k:=false;
Memo2.Lines.Add('Зашифрованный текст:');
Memo2.Lines.Add('------------------------');
for i:= 0 to Memo1.Lines.Count-1 do
begin
s:=Memo1.Lines[i][j];
if ((s <> #0) or (s <> #13)) then
while k = false do
begin
if Ord(key[c])>223 then
stolbec:=Ord(key[c])-32-191
else
stolbec:=Ord(s)-191;
if Ord(s)>223 then
stroka:=Ord(s)-32-191
else
stroka:=Ord(s)-191;
Memo2.Text:=Memo2.Text+tab_Vig[stroka][stolbec];
if(c < length_key-1)then
c:=c+1
else
c:=0;
j:=j+1;
s:=Memo1.Lines[i][j];
if(s = #0) then
k:=true;
end;
k:=false;
j:=1;
end;
Memo2.Lines.Add('------------------------');
end;
Так как шифрование реализовано, значит пора рассмотреть процедуру расшифровки. Смотрим:
var
key : array [0..255] of Char;
s:char;
k:Boolean;
length_key,length_text,i,j,c,stroka,stolbec,q: integer;
begin
Label5.Caption:='';//
Memo2.Clear;//
length_key:=Edit1.GetTextLen;
Edit1.GetTextBuf(key,sizeof(key));
length_text:=Memo1.GetTextLen;
j:=1;
c:=0;
k:=false;
Memo2.Lines.Add('Расшифрованный текст:');
Memo2.Lines.Add('------------------------');
for i:= 0 to Memo1.Lines.Count-1 do
begin
if Ord(Memo1.Lines[i][j])>223 then
s:=Ord(Memo1.Lines[i][j])-32-191
else
s:=Ord(Memo1.Lines[i][j])-191;
s:=Memo1.Lines[i][j];
if ((s <> #0) or (s <> #13)) then
while k = false do
begin
if Ord(key[c])>223 then
stolbec:=Ord(key[c])-32-191
else
stolbec:=Ord(s)-191;
for q:=1 to 32 do
begin
if tab_Vig[q][stolbec] = s then
begin
Memo2.Text:=Memo2.Text+Chr(q+191);
break;
end;
end;
if(c < length_key-1)then
c:=c+1
else
c:=0;
j:=j+1;
s:=Memo1.Lines[i][j];
if(s = #0) then
k:=true;
end;
k:=false;
j:=1;
end;
Memo2.Lines.Add('------------------------');
end;
Что ж, на этом все, если Вы обнаружили какие то неточности, или что то не понятно прошу отписывать их на форуме ;). Спасибо за внимание.
Рабочий пример скачать.
Рекомендую для прочтения:
Книга Чарльз Уэзерелл, «Этюды для программистов». Скачать
Статья о книге. Читать


(32 голосов, средний: 4,59 из 5)
Огромное спасибо автору за программу! Очень выручили!
Помогите расшифровать до завтрашнего вечера шифр Виженера
Текст: Цбйпейыё нядйхфа хубрф Жгнмсев, лсучсхя еь абуус рщпкирпъйфё рб ьсрлгц лёрнзущйк.Уур гтёщгэё тсненпййф йурсмеирггуе иврвуья мбн ниужнгусшжтнйт ипбн?
Ключ ::: Забава
Мне очень важно прошу!!!
Нужна реализация на visual c#, куплю.
С предложениями на мыло droffick@gmail.com
Пожалуйсто напишите ключевое слово этой проги,очень надо