![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Алгоритм перестановки
Этот метод заключается в том, что символы шифруемого текста переставляются по определенным правилам внутри шифруемого блока символов. Рассмотрим некоторые разновидности этого метода, которые могут быть использованы в автоматизированных системах. Самая простая перестановка – написать исходный текст задом наперед и одновременно разбить шифрограмму на пятерки букв. Например, из фразы ПУСТЬ БУДЕТ ТАК, КАК МЫ ХОТЕЛИ. получится такой шифротекст: ИЛЕТО ХЫМКА ККАТТ ЕДУБЪ ТСУП В последней группе (пятерке) не хватает одной буквы. Значит, прежде чем шифровать исходное выражение, следует его дополнить незначащей буквой, например «О» до числа, кратного пяти: ПУСТЬ-БУДЕТ-ТАККА-КМЫХО-ТЕЛИО. Тогда шифрограмма, несмотря на столь незначительные изменения, будет выглядеть по-другому: ОИЛЕТ ОХЫМК АККАТ ТЕДУБ ЬТСУП Кажется, ничего сложного, но при расшифровке проявляются серьезные неудобства. Во время Гражданской войны в США в ходу был такой шифр: исходную фразу писали в несколько строк. Например, по пятнадцать букв в каждой (с заполнением последней строки незначащими буквами). П У С Т Ь Б У Д Е Т Т А К К А К М Ы Х О Т Е Л И К Л М Н О П После этого вертикальные столбцы по порядку писали в строку с разбивкой на пятерки букв: ПКУМС ЫТХЬО БТУЕД ЛЕИТК ТЛАМК НКОАП Если строки укоротить, а количество строк увеличить, то получится прямоугольник-решетка, в который можно записывать исходный текст. Но потребуется предварительная договоренность между адресатом и отправителем посланий, поскольку сама решетка может быть различной длины-высоты, а для шифрования можно брать различные направления. Шифры сложной замены Шифр Гронсфельда состоит в модификации шифра Цезаря числовым ключом. Для этого под буквами сообщения записывают цифры числового ключа. Если ключ короче сообщения, то его запись циклически повторяют. Зашифрованное сообщение получают примерно также, как в шифре Цезаря, но используют не одно жестко заданное смещение, а фрагменты ключа. Пусть в качестве ключа используется группа из трех цифр – 314, тогда сообщение С О В Е Р Ш Е Н Н О С Е К Р Е Т Н О
3 1 4 3 1 4 3 1 4 3 1 4 3 1 4 3 1 4
Ф П Ё С Ь З О С С А Х З Л Ф З У С С
В шифрах многоалфавитной замены для шифрования каждого символа исходного сообщения применяется свой шифр простой замены (свой алфавит). Каждая строка в этой таблице соответствует одному шифру замены аналогично шифру Цезаря для алфавита, дополненного пробелом. При шифровании сообщения его выписывают в строку, а под ним ключ. Если ключ оказался короче сообщения, то его циклически повторяют. Зашифрованное сообщение получают, находя символ в колонке таблицы по букве текста и строке, соответствующей букве ключа. Например, используя ключ АГАВА, из сообщения ПРИЕЗЖАЮ ШЕСТОГО получаем следующую шифровку: ПРИЕЗЖАЮ_ШЕСТОГО АГАВААГАВААГАВАА ПОИГЗЖЮЮЮШЕПТНГО Такая операция соответствует сложению кодов ASCII символов сообщения и ключа по модулю 256. 2. Выполните задание. Результаты запишите в тетрадь. 1. Зашифруйте фразу «ГРУЗИТЕ АПЕЛЬСИНЫ БОЧКАМИ ТЧК БРАТЬЯ КАРАМАЗОВЫ ТЧК» методом Виженера с помощью ключа ВЕНТИЛЬ. 2. Дан шифр-текст: СВПООЗЛУЙЬСТЬ_ЕДПСОКОКАЙЗО. Известно, что шифрование производилось по столбцам. 3. Найдите три высказывания великих людей, каждая минимум из 7 слов. Реализуйте шифрование этой фразы всеми перечисленными видами шифрования.
Контрольные вопросы: 1. В чем заключается система шифрования Цезаря? 2. Как используется схема Виженера? 3. Объясните сущность алгоритма перестановки. 4. В чем особенность шифра Гронсфельда? 5. Как производится расшифровка текста?
Практическая работа 15. Комплексная работа по кодированию информации Цель работы: контроль навыков кодирования информации разного типа. Краткое теоретическое обоснование: см.практические работы 11-15. Оборудование: дидактические материалы – контрольно-оценочные средства по дисциплине «Основы теории информации» Последовательность выполнения: · Выполните ТЗ№2. Тест № 4 " Кодирование и декодирование информации". В тесте необходимо выбрать только один ответ из предложенных вариантов. Выполнять тест лучше самостоятельно, без применения конспектов, учебников и прочей вспомогательной литературы. · Выполните ПЗ№2. Задачи 11-19. Лабораторная работа 2. Изучение приемов сжатия информации с помощью программных средств Цель работы: Изучение приемов сжатия информации с помощью программных средств. Краткое теоретическое обоснование: Сжатие информации– это процесс преобразования информации, хранящейся в файле, к виду, при котором уменьшается избыточность в ее представлении и соответственно требуется меньший объем памяти для хранения. Сжатие информации в файлах производится за счет устранения избыточности различными способами, например за счет упрощения кодов, исключения из них постоянных битов или представления повторяющихся символов или повторяющейся последовательности символов в виде коэффициента повторения и соответствующих символов. Применяются различные алгоритмы подобного сжатия информации. Оборудование: персональный компьютер, ОС, программы-архиваторы, дидактические материалы – контрольно-оценочные средства по дисциплине «Основы теории информации». Последовательность выполнения: 1. На диске D: в папке STUDENT создайте именной каталог. Скопируйте в этот каталог несколько файлов с расширениями.docx (документ MS Word 2007),.txt (Текстовый файл, содержащий текстовые данные, как правило, организованные в виде строк. Текстовым файлам противопоставляются двоичные файлы, в которых содержатся данные, не рассчитанные на интерпретацию в качестве текста (например, файлы, хранящие закодированные звук или изображение),.jpg (изображение JPEG),.bmp (изображение BMP). В папке может находиться несколько файлов одного типа. Суммарный объём файлов каждого типа не должен быть меньше одного мегабайта. 2. Поместите файлы в архивы (отдельный для файлов каждого вида) 7z и Zip с нормальным и наивысшим уровнями сжатия (всего получится 16 архивов). Имя архива должно содержать тип сжимаемого файла, степень сжатия и номер по списку студентов группы. 3. Оцените степени сжатия каждого из архивов — отношение объёмов сжатого и несжатого файлов (объём файла учитывать с точностью до бита). Оформите результаты сравнения в виде электронной таблицы. Проанализируйте степени сжатия, полученные для различных типов файлов и при использовании разных форматов и различных уровней сжатия. 4. Проведите проверку целостности одного из архивов. 5. Создайте защищённый паролем самораспаковывающийся 7z архив для файлов.txt с нормальным уровнем сжатия. Объясните разницу в объёмах файлов самораспаковывающегося и соответствующего не самораспаковывающегося архивов. 6. Создайте подпапку в именной папке и распакуйте туда содержимое самораспаковывающегося архива, а также любой из файлов, содержащийся в архиве с файлами *.bmp. 7. Создайте многотомный архив с размером тома, равным 300Кб, содержащий созданную в предыдущем задании подпапку именной папки. 8. Выполните отчет о проделанной работе. Отчет должен включать: · титульный лист; · содержание (оглавление); · цель работы; · протокол выполнения задания — краткое описание последовательности команд (функций), позволяющих выполнить соответствующее задание; · результаты проведённого анализа и их интерпретацию; · выводы; · список использованной литературы. В отчёте должна присутствовать таблица со сравнением степеней сжатия, интерпретация результатов, снимки экранов различных стадий выполнения заданий, выводы по заданиям. Контрольные вопросы: 1. Какие факторы влияют на степень избыточности данных? 2. Какие программные средства называются архиваторами? 3. Понятие процесса архивации, разархивации файлов. 4. Дайте определение понятиям: сжатие информации, архивный файл, коэффициент сжатия. 5. Основные характеристики процессов сжатия. 6. Какая зависимость существует между коэффициентом сжатия и эффективностью метода сжатия? 7. Преимущества и недостатки обратимых и необратимых методов сжатия. 8. Форматы архивных файлов. Приведите примеры форматов обратимых и необратимых методов сжатия. 9. В чем состоит основная идея алгоритмов RLE, LZW, Хаффмана.
|