Слайд 1
Презентация
по компьютерной алгебре
на тему:
«Шифр Скитала»
Выполнила:
студентка группы МДМ-114
Курышова Светлана
Слайд 2В криптографии скитала (или сцитала от греческого σκυτάλη, жезл), известный также как шифр Древней Спарты, представляет собой
прибор, используемый для осуществления перестановочного шифрования, состоит из цилиндра и узкой полоски пергамента, обматывавшейся вокруг него по спирали, на которой писалось сообщение. Античные греки и спартанцы использовали этот шифр для связи во время военных кампаний.
История
Слайд 3Шифруемый текст писался на пергаментной ленте по длине палочки, после того
как длина палочки оказывалась исчерпанной, она поворачивалась и текст писался далее, пока либо не заканчивался текст, либо не исписывалась вся пергаментная лента. В последнем случае использовался очередной кусок пергаментной ленты. Дешифровка выполнялась с использованием палочки такого же диаметра.
Шифрование
Слайд 4Длина блока n определялась длиной и диаметром палочки, а само шифрование заключалось в
перестановке символов исходного текста в соответствии с длиной окружности палочки. Например, используя палочку, по длине окружности которой помещается 4 символа, а длина палочки позволяет записать 6 символов, исходный текст: «это шифр древней спарты» превратится в шифрограмму: «эфвптрнаодершрйтиесы».
Слайд 5Схематически это можно изобразить так:
После разматывания ленты, шифротекст будет следующим «ЭФВПТРНАОДЕРШРЙТИЕСЫ». Как видно
из примера получается таблица, у которой есть два параметра: n — количество столбцов, m — количество строчек. Поскольку при регулярном обмене данными, сообщения часто имеют разную длину, то оба этих параметра за неизменяющийся ключ взять неудобно. Поэтому обычно в качестве известного каждой стороне ключа выбирается один из них (часто это m), а второй вычисляется на основе известного и длины сообщения.
n = [(k-1)/m]+1, где [x] - целая часть числа x, а k - длина сообщения
Слайд 71. Первые n символов выписываются в первую строку слева направо (в
примере выше: ЭТОШИ).
2. Следующие n символов выписываем во вторую строчку, пока её не заполним и т.д.
3. Если все символы выписаны, а остались незаполненные ячейки, заполняем их пробелами или любыми другими
символами по договоренности (например для сообщения "НАС АТАКУЮТ" мы получаем таблицу (см. ниже), где n = 4,m = 3 и звездочка стоит на месте недостающего символа).
4. Если выписаны не все символы, а таблица заполнена, значит, при выборе размеров допущена ошибка.
5. Теперь разворачиваем текст по столбцам (НАУАТЮСАТ_К* -- в примере ниже).
_________________________________________
| | | | | |
|__| Н | А | С |__ |__
| А | Т | А | К | |
| У | Ю | Т | * | |
_________________________________________
Слайд 8Для расшифровки адресат использовал палочку такого же диаметра, на которую он наматывал
пергамент, чтобы прочитать сообщение. Преимущество шифра скитала состоит в простоте и отсутствии ошибок — очень важное качество на поле боя. Однако, такой шифр может быть легко взломан. Например, метод взлома скиталы был предложен Эдгаром Алланом По в своей работе «A Few Words on Secret Writing». Метод состоит в том, что не зная точного диаметра палочки, можно использовать конус, имеющий переменный диаметр и перемещать пергамент с сообщением по его длине до тех пор, пока текст не начнёт читаться — таким образом дешифруется диаметр скиталы.
Расшифровка
Слайд 10Пусть имеется зашифрованный текст:
РНОАЫЙКЕСЕ_КТВА
Применялся шифр скитала с количеством строк 3, столбцов
5 (т. е. m = 3, n = 5). При шифровании считывание велось по столбцам, а в каждом столбце было по 3 символа.
1. Разобьем наш зашифрованный текст по m букв, учитывая пробелы (РНО АЫЙ КЕС Е_К ТВА).
2. Сначала восстановим первый столбец, для этого первую группу букв запишем в первый столбец сверху вниз.
_________________________________________
| | Р | * | * | * | * |
|__| Н | * | * | * | * |__
| О | * | * | * | * | |
_________________________________________
Слайд 113.По следующим m символам восстановим второй столбец.
_________________________________________
| | Р
| А | * | * | * |
|__| Н | Ы | * | * | * |__
| О | Й | * | * | * | |
_________________________________________
4. После восстановления всех столбцов, можно будет прочитать текст - РАКЕТНЫЕ ВОЙСКА.
_________________________________________
| | Р | А | К | Е | Т |
|__| Н | Ы | Е | _ | В |__
| О | Й | С | К | А | |
_________________________________________
Слайд 12Описание работы скиталы приводится у Плутарха (50—120 до н. э.):
А скитала
вот что такое. Отправляя к месту службы начальника флота или сухопутного войска, эфоры берут две круглые палки совершенно одинаковой длины и толщины. Одну они оставляют себе, другую передают отъезжающему. Эти палки и называют скиталами. Когда эфорам нужно сообщить какую-нибудь важную тайну, они вырезают длинную и узкую, вроде ремня, полосу папируса, наматывают её на свою скиталу, не оставляя на ней ни одного промежутка, так чтобы вся поверхность палки была охвачена этой полосой. Затем, оставляя папирус на скитале в том виде, как он есть, они пишут на нём то, что нужно, а написав, снимают полосу и без палки отправляют её военачальнику. Так как буквы на ней стоят без всякой связи, но разбросаны в беспорядке, прочитать написанное он может, только взяв свою скиталу и намотав на неё вырезанную полосу, располагая её извивы в прежнем порядке, чтобы, водя глазами вокруг палки и переходя от предыдущего к последующему, иметь перед собой связное сообщение. Полоса папируса называется, как и деревянная палка, «скиталой», подобно тому как измеряемый предмет называется по мере.
— Плутарх, Сравнительные жизнеописания (Лисандр)