Классические шифры и криптоанализ: Цезарь, Виженер, частотный анализ — тест

Шифр Цезаря взламывается за минуту перебором, шифр Виженера три века считали неразгаданным, а одноразовый блокнот невзламываем в принципе. Раздел о введении в криптографию показывает, почему так, — на классических шифрах проще всего понять, что делает шифр стойким. Работа проверяет умение шифровать и расшифровывать вручную и оценивать слабости шифров.

Темы работы

Основные понятия: открытый текст, шифртекст, ключ, зашифрование и расшифрование, криптография и криптоанализ. Шифры замены — Цезарь, Атбаш, Виженер, Плейфер — и шифры перестановки, в том числе скитала. Частотный анализ и почему он ломает простую замену. Число ключей и полный перебор. Правило Керкгоффса: стойкость не должна зависеть от секретности алгоритма. Абсолютная стойкость по Шеннону и одноразовый блокнот, требования к его ключу.

Формат

Пятнадцать заданий: зашифровать и расшифровать короткое слово шифром Цезаря и Атбашем, найти букву шифра Виженера, оценить число ключей, сопоставить шифр и его тип, расставить шаги частотного анализа, дополнить текст об одноразовом блокноте. Используется русский алфавит из 33 букв или латиница — в каждом задании это указано. Двадцать пять минут.

Разбор

Пояснения показывают вычисления по шагам и объясняют, почему у шифра Цезаря всего 32 полезных ключа, почему повторное использование ключа одноразового блокнота разрушает его стойкость и почему криптограф заранее исходит из того, что противник знает алгоритм.

Назначение

Работа подходит после раздела о классической криптографии в десятом классе и перед переходом к симметричным и асимметричным шифрам, где те же понятия ключа, перебора и стойкости переносятся на компьютерные алгоритмы.

Как и на чём выполнять тест

Работа доступна и на компьютере, и на мобильном телефоне: интерфейс сам подстраивается под размер экрана. Период выполнения задаётся гибко, поэтому работу проводят и в классе, и дома. От списывания помогает наблюдение за переходами в другие вкладки и приложения в ходе прохождения.