Лабораторная №3. Система шифрования Вижинера.

 

 

Система шифрования Вижинера бала опубликована в 1856 г. и является одной из старейших и наиболее известных многоалфавитных систем. Свое название получила по имени французского дипломата 16 века Блеза Вижинера, который развивал и совершенствовал криптографические системы. Ниже приведена таблица Вижинера для русского алфавита.

 

Рис 5. Таблица Вижинера.

 

Она используется для зашифрования и расшифрования. Таблица имеет два входа:

 

1.             верхнюю строку символов, используемую для считывания исходной буквы открытого текста

2.             левый крайний столбец – для букв ключа

 

При  шифровании исходного сообщения его выписывают в строку, а под ним записывают ключевое слово. Если ключ оказался короче сообщения, то его циклически повторяют. В процессе шифрования находят в верхней строке таблицы очередную букву исходного текста и в левом столбце очередное значение ключа. Очередная буква шифротекста находится на пересечении столбца, определяемого шифруемой буквой, и строки, определяемой числовым значением ключа.

Пример:

Возьмем ключевое слово КЛЮЧ

Исходный текст – ШИФРОВАНИЕ

Выпишем исходное сообщение в строку и запишем под ним ключевое слово с повторением. В третью строку будем выписывать буквы шифротекста, определяемые из таблицы Вижинера.

 

Сообщение   Ш И Ф  Р О В А Н И Е

Ключ             К Л Ю Ч К Л Ю Ч К Л

Шифротекст В У Т   З Ш Н Ю Д Т Р

 

Расшифрование осуществляется следующим образом:

В верхней строке находят очередную букву ключа. В столбце где находится эта буква ищут очередную букву шифротекста, и, если ее нашли, то расшифрованному тексту присваивается первая буква в этой строке.

 

Напишем теперь программу. Разместите на форме следующие компоненты и измените их свойства в соответствии с рисунком 7.

 

Рис 6. Форма после размещения компонентов.

 

 

Напишем обработчик OnCreate формы

 

procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);

var i,j,L:integer;

begin

kir:='АБВГДЕЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬЫЪЭЮЯ';

for i:=1 to sg.ColCount-1 do sg.Cells[i,0]:=kir[i]; //

for j:=0 to sg.RowCount do sg.Cells[0,j+1]:=inttostr(j);

sg.Cells[0,0]:='Ключ';

L:=1;

// заполнение таблицы буквами

FOR I:=1 TO SG.ColCount-1 DO BEGIN

         FOR J:=1 TO SG.RowCount-1 DO BEGIN

         SG.CELLS[I,J]:=KIR[L];

         IF L=32 THEN L:=0;

         L:=L+1;

                                      END;

         L:=I+1;

                             END;

end;

 

Переменную Kir опишите глобально.

 

Напишем обработчик кнопки ШИФРОВАТЬ

 

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);

var kl,txt,RES,j:string; dl_kl,dl_txt,i,i1,j1,ns,nst:integer;

begin

RES:='';// окончательный текст

kl:=edit1.Text; // ключ

txt:=edit2.Text; // исходный текст

dl_kl:=length(kl); // длина ключевого слова

dl_txt:=length(txt); // длина исходного текста

 i:=1;

WHILE  dl_kl<>dl_txt do begin

kl:=kl+copy(KL,i,1);

dl_kl:=length(kl);

i:=i+1;

                        end;

 

for i:=1 to dl_txt do BEGIN // собственно шифрование

         for i1:=1 to sg.ColCount do

             if txt[i]=sg.Cells[i1,0] then begin

                                           ns:=i1;

                                           end;

         for j1:=1 to sg.RowCount do

             if COPY(KL,I,1)=sg.Cells[1,j1] then begin

                                           nst:=j1;

                                           end;

 

RES:=RES+SG.Cells[NS,NST];

                      END;  

LABEL3.Caption:=RES;

end;

 

далее напишите код кнопки РАСШИФРОВАТЬ

 

procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);

var kl,txt,RES,j:string; dl_kl,dl_txt,i,i1,j1,ns,nst:integer;

 

begin

RES:='';

kl:=edit1.Text;

txt:=label3.Caption;

dl_kl:=length(kl);

dl_txt:=length(txt); i:=1;

WHILE  dl_kl<>dl_txt do begin

kl:=kl+copy(KL,i,1);

dl_kl:=length(kl);

i:=i+1;

                        end;

for i:=1 to dl_kl do begin  // собственно расшифрование

    for i1:=1 to sg.ColCount do

        if kl[i]=sg.Cells[i1,0] then begin

                                     ns:=i1;

                                     end;

    for j1:=1 to sg.RowCount do

        if copy(txt,i,1)=sg.Cells[ns,j1] then begin

                                             NST:=J1;

                                              end;

 

res:=res+sg.Cells[1,NST];

                     end;

label4.Caption:=RES;

end;

 

 

Второй вариант шифра

 

Используется специальный ключ. Буквы, из которых будет строиться сообщение, нумеруется в естественном порядке. В качестве ключа выбирается произвольная комбинация букв из этого алфавита. Под буквами сообщения записывается ключ, если необходимо, то он повторяется, и затем складываются цифровые эквиваленты букв сообщения и ключа по модулю количества букв в алфавите. Дешифрование производится в обратном порядке.

Пример.

Возьмем латинский алфавит A  B C D E F…L… R   S   V … X   Y   Z

                                               0   1  2 3 4 5          11  17 18 19      23 24 25

Зашифруем CAREFUL – осторожный.

В качестве ключа возьмем P I E S – 15 8 4 18

 

C	A	R	E	F	U	L
2	0	17	4	5	20	11
P	I	E	S	P	I	E
15	8	4	18	15	8	4
- зашифрованное сообщение   17	8	21	22	20	2	15

 

 

 

Расшифруем полученное сообщение.

 

17	8	21	22	20	2	15
P	I	E	S	P	I	E
15	8	4	18	15	8	4
2	0	17	4	5	20	11
C	A	R	E	F	U	L

 

Создайте такую форму

 

 

 

код кнопки Открыть

 

if opendialog1.Execute then

memo1.Lines.LoadFromFile(opendialog1.FileName);

 

код кнопки Шифровать

 

procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);

var dl_txt,dl_kl,dl_kir:integer;

    txt,kl,shifr:string;

    i,j,i1,res,k,k1,j1:integer;x:char;

begin

j:=0;// номер 1 буквы

for x:='а' to 'я' do  begin

  kir[j]:=x; // забиваем массив буквами и нумеруем их

  inc(j); // увеличиваем номер на 1

  end;

res:=0; // результат шифрования не известен пока

txt:=memo1.Text; // переменной txt присваиваем открытый текст в memo - поле

memo1.Text:=''; // очищаем поле

kl:=edit1.Text; // переменной kl присвиваем ключевое слово

dl_txt:=length(txt);// считаем длину открытого текста

dl_kl:=length(kl); // считаем длину ключевого слова

shifr:='';

i:=1;// номер первой буквы открытого текста

i1:=1; // номер первой буквы ключевого слова

while (i<=dl_txt)  do  //пока номер буквы не равен длине открытого текста то выполнять

 begin

      if i1>dl_kl then i1:=1; // если очередной номер буквы > длины кл.слова то номеру:=1,

                              // т.е. берем опять первую букву

 

      res:=0; // обнуляем результат

      k:=0; // обнуляем параметры

      k1:=0;

      for j1:=0 to high(kir) do begin // перебор номеров букв алфавита

      if txt[i]=kir[j1] then k:=j1; // если i-ая буква откр.текста=букве   алфавита то запоминаем номер этой буквы в алфавите

      if kl[i1]=kir[j1] then k1:=j1 // если i1-ая буква кл.слова=букве алфавита то запоминаем номер этой буквы в алфавите

                         end;

      res:=(k+k1) mod high(kir); // складываем номера этих букв по модулю с количеством букв в алфавите

      shifr:=shifr+kir[res];// рез-ту := букву находящуюся под номером res  в алфавите

      i:=i+1;// берем следующую букву откр.текста

      i1:=i1+1;//берем следующую букву кл.слова

 

 end;

memo1.Text:=shifr; // окончательный вывод шифрованного текста

end;

 

 

код кнопки Расшифровать

 

procedure TForm1.Button3Click(Sender: TObject);

var dl_txt,dl_kl,dl_kir:integer;

    txt,kl,shifr:string;

    i,j,i1,res,k,k1,j1:integer;x:char;

begin

j:=0;// номер 1 буквы

for x:='а' to 'я' do  begin

  kir[j]:=x; // забиваем массив буквами и нумеруем их

  inc(j); // увеличиваем номер на 1

  end;

res:=0; // результат расшифрования не известен пока

txt:=memo1.Text; // переменной txt присваиваем шифрованный текст в memo - поле

memo1.Text:=''; // очищаем поле

kl:=edit1.Text; // переменной kl присвиваем ключевое слово

dl_txt:=length(txt);// считаем длину шифрованного текста

dl_kl:=length(kl); // считаем длину ключевого слова

shifr:='';

i:=1;// номер первой буквы шифрованного текста

i1:=1; // номер первой буквы ключевого слова

while (i<=dl_txt)  do  //пока номер буквы не равен длине шифрованного текста то выполнять

 begin

      if i1>dl_kl then i1:=1; // если очередной номер буквы > длины кл.слова то номеру:=1,

                              // т.е. берем опять первую букву

 

      res:=0; // обнуляем результат

      k:=0; // обнуляем параметры

      k1:=0;

      for j1:=0 to high(kir) do begin // перебор номеров букв алфавита

      if txt[i]=kir[j1] then k:=j1; // если i-ая буква шифр.текста=букве алфавита то запоминаем номер этой буквы в алфавите

      if kl[i1]=kir[j1] then k1:=j1 // если i1-ая буква кл.слова=букве алфавита то запоминаем номер этой буквы в алфавите

                         end;

      if k<k1 then res:=high(kir)-(k1-k)  // если номер буквы шифр.текста<номера буквы кл.слова то res:=кол-во букв в алфавите-(номер буквы кл.слова - номер буквы шифр.соощения)

       else // иначе

      res:=(k-k1) mod high(kir); // складываем номера этих букв по модулю с количеством букв в алфавите

      form1.Caption:=form1.Caption+' '+inttostr(res);

      shifr:=shifr+kir[res];// рез-ту := букву находящуюся под номером res  в алфавите

      i:=i+1;// берем следующую букву откр.текста

      i1:=i1+1;//берем следующую букву кл.слова

 

 end;

memo1.Text:=shifr; // окончательный вывод шифрованного текста

 

 

end;

 

Самостоятельное задание.

 

Сделайте так чтобы использовались все символы, а также буквы латинского алфавита