1. Теоретическое введение

1.1 Шифр моноалфавитной подстановки

Шифр моноалфавитной подстановки - это один из самых древних шифров на Земле. Частным случаем этого шифра для шифровки секретных сообщений пользовался еще Гай Юлий Цезарь.

Первая лабораторная работа посвящена изучению моноалфавитных подстановок и их криптоанализа. Рассмотрим, как используют этот шифр.

Прежде всего выбирается нормативный алфавит, т.е. набор символов, которые будут использоваться при составлении сообщений, требующих зашифровки. Допустим, это будут прописные буквы руского алфавита (исключая буквы "Ё" и "Ъ") и пробел. Таким образом, наш нормативный алфавит состоит из 32 символов. Затем выбирается алфавит шифрования и устанавливается взаимно однозначное соответствие между символами нормативного алфавита и символами алфавита шифрования. Алфавит шифрования может состоять из произвольных символов, в том числе и из символов нормативного алфавита.

Чтобы зашифровать исходное сообщение, каждый символ открытого текста заменяется на соответствующий ему символ алфавита шифрования.

Зашифруем, например, слово "звезда". Если использовать алфавиты, приведенные в таблице 1.1, то получится следующее :

Метод моноалфавитной подстановки можно представить как числовые преобразования символов исходного текста. Для этого каждой букве нормативного алфавита ставится в соответствие некоторое число, называемое числовым эквивалентом этой буквы. Например, для букв русского алфавита и пробела это выглядит так :

Моноалфавитные подстановки можно описать выражением :

где:

E_i , M_i - числовые эквиваленты символов алфавита шифрования и нормативного алфавита соответственно,

S_i - коэффициент сдвига,

L - мощность алфавита.