Рейтинг@Mail.ru

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
Таблица Виженера

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

криптография, Программирование ,

Пожалуйста, оцените полезность и качество данной статьи. Одна звезда - плохо, 5 - хорошо.
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звёзд (32 голосов, средний: 4,59 из 5)
Loading ... Loading ...

  1. 5 Февраль 2009 в 16:46 | #1

    Шифр Виженера интересен, когда начальный алфавит для циклического сдвига также является перемешанным. Вы об этом упомянули.

    Про шифр Виженера интересно написано в старой, но это этого не менее интересной, в книге Чарльза Уэззерелла «Этюды для программистов». Я ее читал как на русском, так и в оригинале. Забавно, что метод «взлома», оригинально предложенный Уэззереллом, был неверный, а наши, когда переводили, предложили правильный метод, и расшифровали им пример. Еще один прикольный момент: в английской книге была банальная опечатка — одна строка шифровки была просто пропущена, нормально!? Но наши додумкали и до этого и все равно расшифровали. Как мне сказал один из технических переводчиков, они потом связывались с Уэззерелом, и он подтвердил факт обидной опечатки.

  2. C0ffe1n
    5 Февраль 2009 в 18:26 | #2

    @Александр
    Я упоменул ;), сразу же в первом обзаце после заголовка «Таблица Виженера». Благодарю, за интересную справку о шифре… Я даже в недоумении и в полном восторге от наших людей, респект им и уважуха =))

  3. 7 Февраль 2009 в 03:22 | #3

    Если вдруг интересно, есть djv-шка с русским вариантом этой книги. Могу кинуть по почте, если не получается найти самостоятельно.

  4. C0ffe1n
    7 Февраль 2009 в 14:20 | #4

    @Александр
    Конечно интересно, и я думаю многим тоже. Скинь на почту или можешь зайти на форум и там выложить ссылку.(только зарегаться прийдется)

  5. 10 Февраль 2009 в 03:43 | #5

    @C0ffe1n
    Не подскажешь почту, куда кинуть? чего-то сходу не найду в профайле…

  6. Аскамик
    12 Февраль 2009 в 13:34 | #6

    @Александр
    «»Если вдруг интересно, есть djv-шка с русским вариантом этой книги. Могу кинуть по почте, если не получается найти самостоятельно.»"
    скинь пожалуйста мне на почту.. книгу или ссылку на скачку этой книги)
    моё мыло twinsilf@mail.ru

  7. C0ffe1n
    22 Февраль 2009 в 00:37 | #7

    @Аскамик
    Книгу можешь скачать отсюда

  8. 27 Февраль 2009 в 12:26 | #8

    Забыл совсем. Я там тоже написал, откуда можно скачать русскую djvu’шку и скан главы шифр из английского оригинала.

  9. C0ffe1n
    27 Февраль 2009 в 13:27 | #9
  10. }I{ULIK
    28 Февраль 2009 в 16:29 | #10

    слушай не сможещ чуть переделать свою прогу нужно короче чтобы небыло буквы ‘Й’ а после буквы ‘Я’ был типо пробел вот такой ‘_’ целый день голову ломал так и не допер очен надо Заранее спасыбо Учител

    • C0ffe1n
      28 Февраль 2009 в 20:16 | #11

      }I{ULIK, отписывай на форум свою проблему, обсудим ;)

  11. }I{ULIK
    28 Февраль 2009 в 20:45 | #12

    Короче надо написать прогу чтобы зашифровывала текст методом виженера с начяльным алфавитом ->
    ‘А’,'Б’,'В’,'Г’,'Д’,'Е’,'Ж’,'З’,'И’,'К’,'Л’,'М’,'Н’,'О’,'П’,'Р’,'С’,'Т’,'У’,'Ф’,'Х’,'Ц’,'Ч’,'Ш’,'Щ’,'Ь’,'Ы’,'Ъ’,'Э’,'Ю’,'Я’,'_’ пробывал просто так и написать а она при шифровке подставляет не ту которая на пересечении а которая правее ее

  12. C0ffe1n
    28 Февраль 2009 в 21:41 | #13

    @}I{ULIK, проблема в том что таблица Виженера формируется по диапазону кодов заглавных русских символов [192..223] с учетом выравнивания, вычитая из каждого значения кода 191. ТАким образом становиться видно как формируется таблица русского алфавита. ЧТобы добавить пробел необходимо переписать код герерации таблицы так чтобы можно было добавить пробел. ЛУчше всего забить массив в ручную. И дальше все будет нормально.

  13. Игорь
    9 Март 2009 в 13:16 | #14

    Я пишу 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

    а когда дешифрует получается

    Расшифрованный текст:
    ————————
    ————————

  14. Игорь
    9 Март 2009 в 13:22 | #15

    А почему не английского текста?

  15. C0ffe1n
    9 Март 2009 в 20:08 | #16

    @Игорь
    для того чтобы расшифровать полученное ссообщение, его необходимо скопировать и вставить в верхнее поле(где открытый текст), после чего нажать кнопку дешифровать.
    Для того чтобы можно было работать с английским алфавитом, достаточно заменить русский на английсский. Можешь воспользоваться примером который я выложил здесь. Он немного переделан, там тебе тока надо заменить алфавит и изменить размерность массива. Будут вопросы отписывай их на форуме ;).

  16. sveta
    23 Январь 2010 в 19:31 | #17

    Люди!!помогите!!!нужна программа шифрования методом виженера в делфи!!!!!!которая будет поддерживать и рус и англ и укр языки!!!

  17. sveta
    23 Январь 2010 в 19:32 | #18

    rbkvsveta@rambler.ru
    мой адрес!!сроки до понедельника!откликнитесь кто-нибудь,пожалуйста!

  18. вегнер
    24 Январь 2010 в 02:18 | #19

    наие плохой шифр
    *цензура работает =)

  19. patriot
    9 Март 2010 в 11:14 | #20

    Я написал на Delphi шифр Виженера с поддержкой всей таблицы ASCII. Так даже проще было. Цикл начинается с 0 до 255 и таблицу строить не надо!

  20. 9 Март 2010 в 11:34 | #21

    Если использовать таблицу ASCII, то не все символы в ней видимые/читаемые, а если задать таблицу вручную, то на выходе мы получим то же сообщение из привычных нам буковок. Поправьте, если я не прав ;).

  21. aidana
    27 Март 2010 в 11:29 | #22

    @sveta короче у меня есть листинг программы Виженера на программе Дельфи давайте я помогу вам а вы мне потому ято у меня диплоная работа по этой теме ты согласна

  22. 27 Март 2010 в 13:11 | #23

    @aidana
    посмотрите на дату комментария, вопрос уже не актуален =)

  23. aidana
    21 Апрель 2010 в 09:00 | #24

    @patriot
    здраствуйте извените что так нгагло но мне очень нужна юто программа отправьте на мой эл адрес aika_77_33@mail.ru

  24. igor
    21 Апрель 2010 в 13:15 | #25

    Народ, может у кого-то есть програма для шифрования таблицей Тритемия!!!
    Очень нужно, желательно в програме MatLab!!! Заранее спасибо!!!
    igorayao@meta.ua

    • 21 Апрель 2010 в 21:02 | #26

      любопытно =) …я чет МатЛаб в глаза не видел, в смысле не юзал… но может, кто поможет или сам разберусь

  25. Александр
    21 Январь 2011 в 21:57 | #27

    @sveta
    У меня есть исходники программы,но там только русский язык.Если надо могу выслать,пишите мне на Vasiluakinalex@gmail.com

Страницы комментариев
  1. Пока что нет уведомлений.
*