Министерство науки и высшего образования Российской Федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Н.П. ОГАРЁВА» (ФГБОУ ВО «МГУ им. Н.П. Огарёва») Институт электроники и светотехники Кафедра информационной безопасности и сервиса ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 по теме: Шифрование методом Цезаря Автор работы ________________________ А.В. Магрицкая подпись, дата Специальность 38.05.01 Экономическая безопасность Проверил работу канд. тех. наук, доц. _______________________ подпись, дата Оценка _________________ Саранск 2023 И. П. Карьгин Ключевые слова: практическая работа, шифрование, защита информации, криптография, метод Цезаря, Microsoft Excel Оборудование: компьютерный класс, программа Microsoft Office, карточки с заданиями (см.приложение) Цель: изучение простейших методов криптографической зашиты информации и закрепление навыков работы в программной среде Microsoft Excel. Теоретические сведения: Система шифрования Цезаря – частный случай шифра простой замены. Метод основан на замене каждого символа сообщения (открытого текста) на другой символ того же алфавита, путем смещения от исходного на k позиций (получаем закрытый текст). Величина k называется ключом шифра (ключ – это информация, необходимая для беспрепятственного дешифрования информации). Ключ в методе Цезаря – целое число. Если поставить в соответствие каждому символу используемого алфавита число, то процесс шифрования будет проходить по формуле: где xi – номер i-того символа в открытом тексте, yi – номер i-того символа в закрытом тексте, k – ключ, n – число символов в алфавите. Операция mod – это взятие остатка от деления одного числа на другое (например: 5 mod 2 = 1, 10 mod 5 = 0, 20 mod 7 = 6). Дешифрование (расшифровывание) будет проходить по формуле Вариант-2 Часть 1. Задание: Kлюч -> 6 Cтрокa: Кто хочет много знать, тому надо мало спать Зашифрованный текст: ршф ыфэлш туфйф нужшв, шфтщ ужкф тжсф чхжшв Порядок выполнения работы: 1.На втором листе электронной книги представленной ниже, записываем в столбец А буквы русского алфавита. В столбце В – номер букв, в столбце С – опять. Переименовала лист в «Алфавит». Рисунок 1 – Ввод Алфавита 2. Далее добавила третий лист и переименовала его в «Решение». Записала название работы, ключ и название столбцов таблицы (S – исходные символы, Х – числа исходных символов, Y – пересчитанные по формуле значения, S1 – символы закрытого текста). В соответствии со своим варинатом, записала значение ключа в отдельную ячейку (В6). Рисунок 2 – Внесение данных В столбец S, начиная с 9 строки, вписала строку, в соответствии со своим вариантом, каждую букву в отдельной ячейке. Рисунок 3 – Шифрование текста 3. В столбце Х должны быть числовые значения символов из столбца S. Эти значения хранятся на листе Алфавит. Чтобы получить их, можно воспользоваться функцией ВПР, как представлено на рисунках ниже. Далее растягиваем формулу до конца талицы. Рисунок 4 – Шифрование текста Рисунок 5 – Шифрование текста 4. В ячейку С9 (столбец Y) записывается формула для шифрования. Исходная формула метода Цезаря имеет вид: Операции mod в Excel соответствует функция ОСТАТ (число; делитель). В нашем случае число – это а делитель – 32. Т.е. функция ОСТАТ будет иметь вид =ОСТАТ((B9+$B$6);32). Растягиваем формулу до конца таблицы. Рисунок 6 – Шифрование текста Рисунок 7 – Шифрование текста 5. В ячейку D9 (столбец S1) опять записываем функцию ВПР, которая по числу Y найдет букву, а также растягиваем формулу до конца таблицы. Эта функция будет выглядеть следующим образом: Рисунок 8 – Шифрование текста Окончательный вид таблицы представлен ниже: Рисунок 9 – Шифрование текста Рисунок 10 – Шифрование текста Часть 2. Задание: Используя ключ 6 проведите дешифрование информации, зашифрованной методом Цезаря: ршф ыфэлш туфйф нужшв, шфтщ ужкф тжсф чхжшв Порядок выполнения: 1. Рядом приготовьте место для дешифрования информации: Рисунок 11 – Дешифрование текста 2. Полученный закрытый текст записываем в столбец S1 новой таблицы, начиная с ячейки F9. Рисунок 12 – Дешифрование текста 3. Проводим дешифрование текста по аналогии с зашифровыванием. Рисунок 13 – Дешифрование текста 4.Для расшифровывания (столбца Х) используем формулу: 5.В экселе это выглядит следующим образом: Рисунок 14 – Дешифрование текста 6.Аналогично, как делали в Часть 1, заполняем столбец S1: Рисунок 15 – Дешифрование текста В итоге таблица будет выглядеть следующим образом: Рисунок 16 – Дешифрование текста В итоге, в данной работе мы ознакомились с Шифром Цезаря. Узнали, что Метод основан на замене каждого символа сообщения (открытого текста) на другой символ того же алфавита, путем смещения от исходного на k позиций (получаем закрытый текст). Величина k называется ключом шифра (ключ – это информация, необходимая для беспрепятственного дешифрования информации). Ключ в методе Цезаря – целое число. Если поставить в соответствие каждому символу используемого алфавита число, то процесс шифрования будет проходить по формуле: где xi – номер i-того символа в открытом тексте, yi – номер i-того символа в закрытом тексте, k – ключ, n – число символов в алфавите. Операция mod – это взятие остатка от деления одного числа на другое (например: 5 mod 2 = 1, 10 mod 5 = 0, 20 mod 7 = 6). Дешифрование (расшифровывание) будет проходить по формуле Изучили простейшие методы криптографической зашиты информации и закрепили навыки работы в программной среде Microsoft Excel.
