Klasické šifry

Prednášajúci:Eugen Antal
Cvičiaci:Eugen Antal
Praktikanti:Dominik Bielik
Roman Lipták
Linky:IS Sylabus
Kategória predmetu:,
Aktuality
Organizácia
Prednášky
Cvičenia
Archív zadaní
Materiály
Literatúra

Aktuálne informácie

  • Skúška RT: 16.01.2025 od 14:00 v C802; skúška OT: 29.01.2025 od 14:00 v C802. Prineste si písacie prostriedky (prípadne papier na výpočty). Môžete mať pripravené rôzne pomôcky podľa dohody z prednášok.
  • Druhé zadanie je zverejnené cez Moodle. Čas na vypracovanie je do 23.12.2024, 23:59. Riešenie sa odovzdáva do AIS.

 

  • Zápočtová písomka bude v miestnosti c517 v termíne 20.11.2024 o 17:00. Prineste si písacie prostriedky (prípadne papier na výpočty). Môžete mať pripravené rôzne pomôcky podľa dohody z prednášok.
  • Prvé zadanie bude zverejnené 24.10.2024 cez Moodle. Čas na vypracovanie je do 5.11.2024, 23:59. Riešenie sa odovzdáva do AIS.
  • Výučba je realizovaná prezenčnou metódou.
  • Heslo pre Moodle kurz, ako aj Invite link na Discord sa rozpošlú cez AIS.

Organizácia predmetu

  • Prednášky: Pondelok 13:00-14:40 (C801), Ing. Eugen Antal, PhD.

  • Cvičenia: Utorok 10:00-11:40 a 13:00-14:40 (C802), Ing. Eugen Antal, PhD.

  • Konzultácie: cez Discord

  • Priebežné hodnotenie: (50b)

    • Test počas semestra s bodovou váhou 20 bodov.
    • Malé zadania počas semestra s bodovou váhou 10 bodov.
    • Veľké “semestrálne“ zadanie koncom semestra s bodovou váhou 20 bodov.
    • Dátumy odovzdania zadaní a testov budú upresnené minimálne s týždňovým predstihom.

  • Záverečné hodnotenie: (50b)

    • Zápočet: na skúšku môže ísť len študent, ktorý získa počas semestra aspoň 25 bodov, ďalej musí získať zo semestrálneho zadania viac ako 0 bodov a aj z testu musí získať viac ako 0 bodov.
    • Skúška sa pozostáva z 2 častí: Test (30 bodov) + 24-hodinovka (20 bodov).
    • Termín záverečného testu bude upresnený v sekcii Aktuality a oznamy.
    • Výsledné hodnotenie sa riadi platnou klasifikačnou stupnicou FEI STU.

 

Prednášky

Prezentácie budú zverejnené v systéme Moodle.

 

Predbežný harmonogram  prednášok:

Dátum

Téma
16.09

Základné pojmy, Evolúcia kryptografických algoritmov
23.09

Steganografia, Permutácie
30.09

Transpozičné šifry
7.10

Transpozičné šifry pokr. (prof. Grošek)
14.10

Substitučné šifry
21.10

Substitučné šifry pokr.
28.10

Autokľúče a Šifrovacie stroje (prof. Grošek)
04.11

Zložité šifrovacie systémy (online)
11.11

Lúštenie šifier, Štatistické vlastnosti jazyka, Entropia
18.11

Počítačové lúštenie KŠIF
25.11

Počítačové lúštenie KŠIF pokr.
02.12 Pokročilé metódy lúštenia, meta-heuristiky

 

Cvičenia

Konkrétne úlohy cvičení nájdete v systéme Moodle, kurz Klasické šifry (heslo dostanete na 1. cvičení).

Potrebná literatúra:

E. Antal: Počítačové lúštenie klasických šifier: Programovacie úlohy v jazyku Java. Bratislava : Vydavateľstvo SPEKTRUM STU, 2021. 101 s. ISBN 978-80-227-5077-6.

 

Predbežný harmonogram  cvičení:

Dátum

Téma
17.09 Java opakovanie (úvod, dátové typy, čítanie zo súboru), slovníky, objektový návrh, modulárna aritmetika
24.09 Permutácie (náhodná a inverzná permutácia, generovanie)

Implementácia steganografickej metódy
01.10 Implementácia transpozičných šifier
08.10 Implementácia transpozičných šifier pokr.
15.10 Implementácia substitučných šifier
22.10 Implementácia substitučných šifier pokr.
29.10 Implementácia substitučných šifier pokr. (autokľúče)
05.11 Implementácia zložitých šifier
12.11 Štatistická analýza textu, IC, Entropia, odhad jazyka
19.11 Kryptoanalýza, ohodnotenie textu, odhad typu šifry
26.11 Kryptoanalýza (brute-force, lúštenie Cézarovej šifry, lúštenie Vigenere)
03.12 Automatizovaná kryptoanalýza (brute-force, heuristiky)

Programy

  • F. Morvay: Lúštenie transpozičnej šifry JAR

  • L. Brázdil: Lúštenie Cardanovej mriežky ZIP

  • T. Sovič: Porovnanie vybraných rotorových šifrátorov JAR

  • Šifrátor2.0

Práce

  • T. Sovič: Porovnanie vybraných rotorových šifrátorov BP, ŠVOČ

  • T. Hliboký: Lúštenie nezlomených klasických šifier ŠVOČ

Rôzne

  • Frekvencie znakov v rôznych abecedách a jazykoch frekvencie.xls [XLS]

  • Slovník – 204690 slovenských slov v telegrafnej abecede sk.telegraf.zip [ZIP]

  • Abecedná Pomôcka[pdf]

  • Ukážky v LATEXu z roku 2006/07: text zadania 1, vzor správy pre zadanie 2 a 3, obsahuje základný dokument, slovenčinu v kódovaní Windows-1250, členenie dokumentu, zoznamy, tabuľky, vzorce, obrazky… tex.zip [ZIP]

  • Predbežnú verziu prednášky J.M. Kollára o ČS šifrách v WW2 nájdete tu [pdf]

  • Príklady ku prednáške J.M. Kollára o ČS šifrách v WW2 nájdete tu [pdf]

Odkazy

Literatúra

  1. O. Grošek, M. Vojvoda, P. Zajac : Klasické šifry. STU 2007.
  2. E. Antal: Počítačové lúštenie klasických šifier: Programovacie úlohy v jazyku Java. Bratislava : Vydavateľstvo SPEKTRUM STU, 2021. 101 s. ISBN 978-80-227-5077-6.
  3. D. Kahn: The Code-breakers. SCRIBNER 1996, New York.
  4. C. Shannon: Communication theory of secrecy systems. Bell System Techn. J. 28(1949), 656-715.
  5. H.F.Gaines: Cryptanalysis, Dover Pub. Inc., New York ,1956.
  6. J. Janáček: Odhalená tajemství šifrovacích klíču minulosti. Naše vojsko, Praha, 1994.
  7. E. Antal: The origin of military cryptanalysis in Czechoslovakia. Cryptologia.
  8. E. Antal, P. Zajac: The first Czechoslovak cipher machine. Cryptologia.
  9. E. Antal, P. Reuvers, P. Zajac: The Condenser PBJ cipher machine. Cryptologia.