Методические указания для выполнения практического задания №9 «Элементы криптографии. Симметричный алгоритм шифрования»

Задание. Изучение симметричного алгоритма шифрования (на примере программы cript.pas).

Программа содержит 2 процедуры – шифрование текста и дешифровка текста, зашифрованного с помощью симметричного алгоритма.

Разберем текст программы. В программе объявлены глобальные переменные

• text_in – строка, предназначенная для шифрования;
• text_out – строка зашифрованного текста,
• cript_st – ключевая строка.

Объявлена переменная alf_st, строка, в которой перечислены все допустимые символы, которые могут содержаться в шифруемой строке и ключевом слове.

До начала работы процедур шифрования или дешифровки нам надо выполнить подготовительную работу. Имея доступ к строке допустимых символов, мы можем любому числу i от 1 до длины строки alf_st поставить в соответствие допустимый символ alf_st[i]. Надо организовать возможность получения обратной зависимости. Для этого заведем массив alf2num с элементами типа integer, в котором индексами являются символы с кодами от 1 до 255. Заполним этот массив.

Var

text_in, text_out, cript_st, alf_st: string;

alf2num: array [chr(1).. chr(255)] of integer;

i,ln: integer;

Begin

alf_st:='ячсмитьбюфывапролджэйцукенгшщзхъЯЧСМИТЬБЮФЫВАПРОЛДЖЭЙЦУКЕНГШЩЗХЪ 1234567890.,+=)(-!?';

ln:=length(alf_st);

for i:=1 to ln do begin

alf2num[alf_st[i]]:=i;

end;

Теперь, когда подготовительная работа окончена, рассмотрим процедуру шифрования текста. В процедуру передается шифруемая строка text_in и ключевая строка cript_st.

Procedure cript_in (criptin, key_text: string);

Var

cript_text, textout: string;

d, i, text_len: integer;

Begin

text_len:=length(criptin); {Определяем длину строки для шифрования}

cript_text:=key_text;

{Формируем ключевую строку путем повторения ключевого слова, пока ее длина не превысит длину шифруемой строки}

while length(cript_text)<=text_len do begin

cript_text:= cript_text+key_text;

end;

textout:='';

{Вычисляем по очереди каждый зашифрованный символ. Для этого определяем номера очередных символов шифруемой и ключевой строк в строке допустимых символов, складываем их и ищем остаток от деления полученного числа на длину алфавита. Таким образом, мы получаем число, лежащее в диапазоне от 1 до длины алфавита. Находим символ, соответствующий этому числу, и записываем его в результирующую (зашифрованную) строку.}

for i:=1 to text_len do begin

if alf2num[criptin[i]]=-1 then begin

writeln('Недопустимый символ', criptin[i]);

exit;

end;

d:=alf2num[criptin[i]]+alf2num[cript_text[i]];

d:= d mod ln;

textout:= textout+alf_st[d];

end;

writeln(textout); {процедура выводит на экран зашифрованный текст}

end;

Процедура дешифровки очень похожа на процедуру шифрования, с той лишь разницей, что вместо складывания номеров символов исходной и ключевой строк, мы ищем их разность и, затем, если получается отрицательный ответ, прибавляем к нему длину алфавита, с тем, чтобы результирующее число находилось в диапазоне между 1 и длиной алфавита.

Procedure cript_out (criptout, key_text: string);

Var

cript_text, textin: string;

d, i, text_len: integer;

Begin

text_len:=length(criptout); {Определяем длину строки для шифрования}

cript_text:=key_text;

{Формируем ключевую строку путем повторения ключевого слова, пока ее длина не превысит длину шифруемой строки}

while length(cript_text)<=text_len do begin

cript_text:= cript_text+key_text;

end;

textin:='';

for i:=1 to text_len do begin

if alf2num[criptout[i]]=-1 then begin

writeln('Недопустимый символ', criptout[i]);

exit;

end;

d:=alf2num[criptout[i]]-alf2num[cript_text[i]];

d:= d mod ln;

textin:= textin+alf_st[d];

end;

writeln(textin); {процедура выводит на экран расшифрованный текст}

end;