„Tajemnice Kryptologii”

Autorki: Karolina Pietrucha i Weronika Piłat z klasy IIsg

Opiekun: Pani Urszula Laskarys

Praca w ramach projektu gimnazjalnego

Prywatne Gimnazjum ABiS w Łodzi 2014 rok

Plan prezentacji● Co to jest kryptologia?

● Sposoby zatajania informacji

● Dziedziny kryptologii

● Szyfry monoalfabetyczne

● Tablica Polibiusza

● Szyfr Cezara

● Szyfry polialfabetyczne

● Dysk Albertiego

● Tablica Vignere'a

● Część praktyczna

● Enigma

● Współczesne metody kryptografii

● Znane postacie

Co to jest kryptologia?

Kryptologia - to czysta matematyka i logika, współcześnie powiązana jeszcze z informatyką.

Polega na zakodowaniu lub zaszyfrowaniu wiadomości tekstowej, której nie będą mogły

przeczytać osoby niepowołane.

Sposoby zatajania informacji

Steganografia

Kod

Szyfr

Atrament sympatyczny

Metoda mikrokropek

Dane ukryte w pliku

Kod ASCII Języki narodowe

Kod Morse'aMaszynowy

Polialfabetyczny

Monoalfabetyczny

Dziedziny kryptologii

KRYPTOLOGIA

KRYPTOGRAFIA KRYPTOANALIZASTEGANOGRAFIA

August Kerckoffs

● Nawet jeżeli przeciwnik zna sposób funkcjonowania systemu, to system nadal jest bezpieczny.

● Klucz powinien być łatwy do zapamiętania.

● Sprzęt i dokumenty związane z systemem powinny dać się łatwo przenosić.

● System powinien być jak najprostszy i powinien nie obciążać szyfranta.

August Kerckhoffs1835 - 1903

Szyfry monoalfabetyczne

Szyfr monoalfabetyczny - jest to szyfr, który polega na posługiwaniu się tylko jednym alfabetem

szyfrowym, to znaczy tylko jedną listą odpowiedników stosowanych do przekształcenia tekstu jawnego w postać tajną (od: mono – jeden, alfabet – alfabet

szyfrowy).

Wady i zalety

Plusy Minusy

Klucz łatwy do zapamiętania. Konieczność stosowania homofonów.

Prosta konstrukcja. Konieczność stosowania pustych symboli.

Samo zapisanie wiadomości za pomocą liter sprawiało trudność w odczytaniu.

Znajomość struktury języka pozwala na łatwe odczytanie, co zmusza do utrudnienia kodu.

Po pewnym czasie staje się niepraktyczny i za łatwy.

Po wielu modyfikacjach kod staje się nieczytelny i trudny do zapamiętania.

Tablica Polibiusza

1 2 3 4 5

1 a b c d e

2 f g h i j

3 k l m n o

4 p r s t u

5 w x y z

„ROWER” zakodowane za pomocą takiej tablicy brzmiałoby tak: „42 35 51 15 42”.

Tablica Polibiusza z kluczem

1 2 3 4 5 6 7 8 9

1 m n ń o ó p

2 a ą b

3 r s ś t u

4 c ć d

5 h i j

6 e ę f g

7 w y ż ź

8 k l ł

9 a

Szyfr Cezara

Szyfr Cezara

A B C D E F G H I J K L M N O P R S T U W X Y Z

D E F G H I J K L M N O P R S T U W X Y Z A B C

Słowo „TYGRYS” zaszyfrowane za pomocą tej metody brzmi „xbjubw”.

Atak statystyczny

ZWCBWFB YFCRLSZLH C YXHWNRLHRLHP FCHNDMD RD NSRLHF USNY WCNSORHJS.57/7=8.1H=E

Szyfry polialfabetyczne

Szyfr polialfabetyczny - jest to szyfr, który polega na posługiwaniu się więcej niż jednym alfabetem

szyfrowym, to znaczy wieloma listami odpowiedników stosowanych do przekształcenia tekstu jawnego w postać tajną (od: poli – wiele,

alfabet – alfabet szyfrowy).

Wady i zalety

Plusy Minusy

Nie trzeba stosować homofonów. Zbyt skomplikowany proces szyfrowania.

Nie trzeba stosować pustych symboli. Zbyt czasochłonny.

Trudniej go złamać. Podatny na błędy szyfranta.

Łatwo zmieniać kombinacje.

Leon Battista Alberti

Leon Battista Alberti1404 - 1472

Dysk Albertiego

Wskaźnik: małe „g” pod dużym „B”

Tekst jawny: Uwielbiam sport

Tekst zaszyfrowany: BfnxukgxlbZsnfiy

Tablica Vigenere'a

Słowo klucz: Żabka

Tekst jawny: Bocian

Tekst zakodowany: AODSAŁ

A

Miara koincydencji

K R Y P T O L O G I A T O C I E K A W A D Z I E D Z I N A M A T E M A T Y K I

A L E N I E S T E T Y J E S T R Ó W N I E Ż B A R D Z O T R U D N A .

3/73=0.041095....

Polski – 0.0479Angielski – 0.065-69Niemiecki – 0.075-83Rosyjski – 0.529

Uwaga:Jeżeli chcemy uzyskać prawidłową miarę, musimy dysponować dłuższym tekstem.

Część praktyczna - zadania

Szyfry monoalfabetyczne:

1.Tekst zaszyfrowany:43 21 51 82 11 95 99 51 61 51 24 82 23 21 61 81 91 44 24 94 41 42 22 95 96 51 97 21 94 11 44 2.Tekst zaszyfrowany:ODXHP ZBTSFBZA WLH RDG PSUCHP RD TODCB

Szyfry polialfabetyczne:

1.Tekst zaszyfrowany:JjhszhczqupdoacwfoalavsigixyxeqzwnWskaźnik: małe j pod dużym J

2.Tekst zaszyfrowany:QWUĘ HOŹYLQ YGÓ NŚ ĄEŁTAWUSłowo klucz: Śnieżka

Część praktyczna - odpowiedzi

Szyfry monoalfabetyczne:

1.Tekst jawny: Wiosną do Polski przylatują bociany.

2.Tekst jawny: Latem odpoczywa się nad morzem na plaży.

Szyfry polialfabetyczne:

1.Tekst jawny: Jesienią zbiera się grzyby i jagody.

2.Tekst jawny: Zimą jeździ się na sankach.

Enigma

Sposób działania

Udział Polaków w procesie Enigmy

Marian Rejewski 1905 -1980

Jerzy Różycki 1909 -1942

Henryk Zygalski1908 -1978

Płachty Zygalskiego

Henryk Zygalski1908 -1978

Współczesne metody szyfrowania

SZYFRY WSPÓŁCZESNE

SYMETRYCZNE ASYMETRYCZNE

BLOKOWE STRUMIENIOWE

Superkomputer Cray

BibliografiaLiteratura:

„Narodziny kryptologii matematycznej” - Marek Grajek i Leszek Gralewski„W kręgu Enigmy” - Władysław Kozaczuk„Łamacze Kodów” - David Kahn

Grafika:http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Kerkhoffs.jpghttp://pl.wikipedia.org/wiki/Plik:Caesar3.svg https://www.google.pl/search?q=juliusz+cezar&client=firefox-

a&hs=GHS&rls=org.mozilla:pl:official&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=_63iUrSyO4ncswbP7oHgDg&ved=0CAkQ_AUoAQ&biw=1440&bih=806#facrc=_&imgdii=_&imgrc=poFvUOcYmc62BM%253A%3Bpd7f1031fUZLuM%3Bhttp%253A%252F%252Fs1.blomedia.pl%252Fgadzetomania.pl%252Fimages%252F2012%252F11%252Fjuliusz-329863.jpg%3Bhttp%253A%252F%252Fgadzetomania.pl%252F2012%252F12%252F03%252Fkalendarz-i-rachuba-czasu-dlaczego-october-nie-jest-osmym-miesiacem-roku%3B616%3B411

http://www.howtodrawjourney.com/leon-battista-alberti.html %252520Screensaver2.jpg%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.download.net.pl%252F1771668%252Fthe-matrix-screen-saver%252F%3B1024%3B768 https://www.google.pl/search?q=enigma&client=firefox-

a&hs=tdE&rls=org.mozilla:pl:official&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=cl3qUpD6NYLOtQaG14DQDw&ved=0CAkQ_AUoAQ&biw=1440&bih=806#facrc=_&imgdii=_&imgrc=nBgAiQzzPpmv-M%253A%3BfyF_o6cHCOqubM%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.cryptomuseum.com%252Fcrypto%252Fenigma%252Fh%252Fimg%252Fh_full.jpg%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.cryptomuseum.com%252Fcrypto%252Fenigma%252Fh%252Findex.htm%3B1000%3B814

https://www.google.pl/search?q=marian+rejewski&client=firefox-a&rls=org.mozilla:pl:official&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=11_qUvikCYaYtAbT9YDgAw&sqi=2&ved=0CAcQ_AUoAQ&biw=1440&bih=806#facrc=_&imgdii=_&imgrc=gQwfi3WarwpFFM%253A%3BidutCwPOPokYlM%3Bhttp%253A%252F%252Fbi.gazeta.pl%252Fim%252F8%252F2380%252Fz2380508Q%252CMarian-Rejewski.jpg%3Bhttp%253A%252F%252Fbydgoszcz.gazeta.pl%252Fbydgoszcz%252F1%252C35608%252C2380477.html%3B244%3B365

https://www.google.pl/search?q=jerzy+R%C3%B3%C5%BCycki&client=firefox-a&rls=org.mozilla:pl:official&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=RGDqUuD7G4fZtQbG1IG4Dg&ved=0CAcQ_AUoAQ&biw=1440&bih=806#facrc=_&imgdii=_&imgrc=B488ox_9uNqdCM%253A%3BQfQqeJqq5-cXwM%3Bhttp%253A%252F%252Fupload.wikimedia.org%252Fwikipedia%252Fcommons%252F6%252F6c%252FJerzy_Rozycki.jpg%3Bhttp%253A%252F%252Fpl.wikipedia.org%252Fwiki%252FJerzy_R%2525C3%2525B3%2525C5%2525BCycki_%28matematyk%29%3B568%3B760

https://www.google.pl/search?q=henryk+zygalski&client=firefox-a&rls=org.mozilla:pl:official&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=o2DqUsrDOc3Rsgaw3YDgCw&sqi=2&ved=0CAcQ_AUoAQ&biw=1440&bih=806#facrc=_&imgrc=kLfsxaDUROiZTM%253A%3BDScKkOOcNivTAM%3Bhttp%253A%252F%252Fupload.wikimedia.org%252Fwikipedia%252Fcommons%252F7%252F7d%252FHenryk_Zygalski.jpg%3Bhttp%253A%252F%252Fpl.wikipedia.org%252Fwiki%252FHenryk_Zygalski%3B451%3B570

http://pl.wikipedia.org/wiki/Plik:Polish_letters_frequencies.svg http://www.mateureka.it/notizie/grafometro-incertezza-dimensionale-disco-cifrante-le-nuove-acquisizione-del-mateureka.html http://odkrywcy.pl/kat,1013261,title,Archiwa-ujawnia-przechwycone-meldunki-Enigmy,wid,12341036,wiadomosc.html https://web.duke.edu/isis/gessler/collections/crypto-disk-strip-ciphers.htmhttp://krystianpiwowarczyk.pl/showarticle.php?article=30http://www.softwareknowhow.info/Buyers-Guide/Sheer-power/106 http://pl.wikipedia.org/wiki/Plik:P%C5%82achta_Zygalskiego_-_decrypting_Enigma.jpg

Podziękowania

Dziękujemy za uwagę :)