«ульяновский государственный технический университет» Кафедра «Вычислительная техника»

Скачать 52.52 Kb.

Название	«ульяновский государственный технический университет» Кафедра «Вычислительная техника»
Дата публикации	23.07.2013
Размер	52.52 Kb.
Тип	Отчет

100-bal.ru > Информатика > Отчет

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «Вычислительная техника»

Отчёт по лабораторной работе №2

«Изучение работы блоковых шифров и способов их объединения»

Вариант №7
Выполнил:

студент группы ИСТд-41

Ильин А. Г.

Проверил:

доцент каф. «Вычислительная техника»

к.т.н. Мартынов А.И.

Ульяновск, 2012 г.

Задание на лабораторную работу

Изучить блочные алгоритмы шифрования: алгоритм перестановки, алгоритм скремблеров, алгоритм замены по таблице, матричный метод преобразования и алгоритм Винжера;
Изучить режимы использования блочных шифров (ECB, CBC, CFB и OFB);
Изучить способы объединения блочных шифров (многократное шифрование, сеть Фейстела);
Реализовать систему и оценить работу алгоритма;

Шифрование методом скремблеров

В алгоритме шифрования методом сдвига (скремблера) исходный текст разбивается на подблоки и внутри каждого такого подблока реализуется операция циклического сдвига на несколько бит в указанном направлении.

В данной реализации величина сдвига каждого блока определяется значением, которое выдаёт ГСПЧ Парка-Миллера. Далее работа идёт в зависимости от режима использования шифра.

В данном приложении я использую CFB, когда зашифрованный блок данных кроме добавления к итоговому шифротексту шифруется повторно, и затем играет роль гаммирующей последовательности (через xor).

Режим обратной связи по шифротексту (режим гаммирования с обратной связью)

Один из вариантов использования симметричного блочного шифра, при котором для шифрования следующего блока открытого текста он складывается по модулю 2 с перешифрованным (блочным шифром) результатом шифрования предыдущего блока.

Шифрование может быть описано следующим образом:

$c_i = e_k \left( c_{i-1} \right) \oplus p_i$

$p_i = e_k \left( c_{i-1} \right) \oplus c_i$

где

— номера блоков,

— вектор инициализации (синхропосылка),

— блоки зашифрованного и открытого текстов соответственно, а

— функция блочного шифрования.

$c:\users\creitve\documents\edu\encryptcfb_2.png$ $c:\users\creitve\documents\edu\decryptcfb.png$

Вектор инициализации

, как и в режиме сцепления блоков шифротекста, можно делать известным, однако он должен быть уникальным.

Ошибка, которая возникает в шифротексте при передаче (например, из-за помех), сделает невозможным расшифровку как блока, в котором ошибка произошла, так и следующего за ним, однако не распространяется на последующие блоки.

Существует более сложный вариант использования режима, когда размер блока CFB не совпадет с размером блока шифра.

Листинг программы

Приводится только листинг непосредственно библиотеки функций, так как всё исполнение программы сводится к двум вызовам из неё.

#!/usr/bin/env python

# -*- coding: utf-8 -*-

from hashlib import md5
# Фунции преобразования строки битов в строку символов и наоборот

bits = lambda block: ''.join(bin(ord(x))[2:].zfill(8) for x in block)

chars = lambda bts: ''.join(chr(int(ch, 2)) for ch in (bts[i:i+8] for i in

xrange(0, len(bts),8)))
def scramble(bl, shift):

"""Превращает строку символов в строку бит и возвращает её, сдвинув

на величину shift, пришедшую из ГСПЧ

"""
rshift = lambda st, s: st[-s:] + st[:-s]

shifted = rshift(bits(bl), shift)

return shifted

def PRNG(pwd):

""" Собственно, ГСПЧ Парка-Миллера из первой л/р """

if pwd:

seed = 0

for i in xrange(len(pwd)):

seed += ord(pwd[i]) * (257 ** i)
last = seed

while 1:

last = (16807 * last % 2147483647)

yield (last % 55) + 1

else:

print "Invalid password to use"
def sxor(prim, sec):

""" 'Воркэраунд', xor, обрабатывающий строки бит.

Решает проблему потери бит """

if len(sec) < len(prim):

sec = sec.zfill(len(prim))

res = ''

for a,b in zip (prim, sec):

c = '0' if a == b else '1'

res += c

return res

def encrypt(inf, key, outf, mode='cfb'):
""" Шифрование, переключает тип четвёртым параметром, по умолчанию — cfb,

можно задать ecb. Работает с именами файлов и строкой пароля.
Сначала в файл пишется md5-хеш пароля, затем md5-хеш зашифрованного

содержимого. Затем три байта для обозначения режима шифрования.

Следом идёт сам шифрованный контент.
"""

if not mode == 'cfb':

mode = 'ecb'

print u'Начинаем шифрование в режиме ' + mode

hat = PRNG(key)

result = ''

if mode == 'cfb':

with open(inf, 'rb') as src:

cipher = '1111111'

block = bits(src.read(7))

while block:

t = sxor(block, scramble(cipher, hat.next()))

cipher = chars(t)

result += cipher

block = bits(src.read(7))

else:

with open(inf, 'rb') as src:

block = src.read(7)

while block:

result += chars(scramble(block, hat.next()))

block = src.read(7)
with open(outf, 'wb') as dest:

dest.write(md5(key).hexdigest() + md5(result).hexdigest() + mode +

result)
print u'Шифрование успешно завершено'

def decrypt(inf, key, outf):

""" Расшифровка, по аналогии, но режим шифрования определяется по файлу.

Сначала проверяем хеши паролей и шифротекста. Потом определяем

режим шифрования (cfb/ecb) и расшифровываенм.
"""

print u'Начинается расшифровка'

hat = PRNG(key)

result = ''
with open(inf, 'rb') as src:

if not md5(key).hexdigest() == src.read(32):

print u"Неверный пароль!"

return 0
_hash = src.read(32)

mode = src.read(3)

print u'Режим расшифровки: ' + mode

if _hash == md5(src.read()).hexdigest():

print u"Целостнось шифротекста в норме."

else:

print u"Тело сообщения повреждено!"

# return 0
src.seek(67)

block = src.read(7)

if mode == 'ecb':

while block:

result += chars(scramble(block, -hat.next()))
block = src.read(7)

else:

cipher = '1111111'

while block:
t = scramble(cipher, hat.next())
cipher = block
result += chars(sxor(bits(block),t))

block = src.read(7)

print u'Расшифровка завершена!'
with open(outf, 'wb') as dest:

dest.write(result)

if __name__ == '__main__':

pass

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

	«ульяновский государственный технический университет» Кафедра «Вычислительная техника» Сформировать познавательный интерес к содержанию учебного материала помочь выработать у студентов стремление к самостоятельной работе...		Структурный синтез гетерогенных подсистем обработки информации в... Работа выполнена на кафедре «Вычислительная техника» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего...
	Факультет авт кафедра «Вычислительная техника»		Программа разработана в соответствии с: Федеральному Государственному... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов для направления 230100. 68...
	Ульяновский государственный технический университет «Программная инженерия» магистерская программа «Методы и средства разработки программных систем» на кафедре «Информационные системы»...		«ульяновский государственный технический университет» Администрация... Цель: создание педагогических условий для формирования общих компетенций студентов педагогического колледжа
	Фгбоу впо «Брянский государственный технический университет» Факультет энергетики и электроники Профиль (магистерская программа, специализация): «Промышленная электроника и микропроцессорная техника»		Пермский Государственный Технический Университет Кафедра государственного... План
	Учебной дисциплины Фгос) по профессии начального профессионального образования (далее нпо), входящей в состав укрупненной группы профессий 230000 Информатика...		Рабочая программа учебной дисциплины Основы алгоритмизации и программирования... Фгос нпо, входящей в состав укрупненной группы профессий 230000 Информатика и вычислительная техника, по направлению подготовки 230100...
	Реферат по дисциплине «Введение в специальность» ...		Учебно-методический комплекс дисциплины культурология федеральное... «Дальневосточный государственный технический университет (двпи им. В. В. Куйбышева)» в г. Петропавловске-Камчатском
	Учебно-методический комплекс дисциплины социология федеральное агентство... «Дальневосточный государственный технический университет (двпи им. В. В. Куйбышева)» в г. Петропавловске-Камчатском		Пермский Государственный Технический Университет Кафедра мкмк курсовая работа Задача о бесконечной ортотропной пластинке с эллиптическим отверстием. Анализ ндс вблизи отверстия
	Программа учебной ди c циплины основы информационных технологий правительство... Фгос) по профессии начального профессионального образования (далее нпо) входящей в состав укрупненной группы профессий 230000 Информатика...		Методические указания по выполнению реферата Волгоград Ысшего профессионального образования «волгоградский государственный технический университет» камышинский технологический институт...

Школьные материалы