Шифрующее кодирование

Вариант 2-го практического задания для групп 110, 111 (2007)

Краткие теоретические сведения

Постановка задачи

Реализовать три исполняемых модуля:
- генератор ключа шифра,
- шифратор,
- дешифратор.
Подготовить отчет, состоящий из следующих пунктов:
- ФИО, группа
- Постановка задачи
- Краткое описание используемых структур данных и структуры алгоритмов
- Особенности реализации
- Тесты

Требования к реализации

Генератор ключа шифра

Генератор ключа шифра должен запросить у пользователя желаемую длину L_key шифр-ключа (целое от 16 до 30 000), затем инициализировать алгоритм генератора псевдослучайной последовательности значением сотых долей секунд текущего времени. После чего генератор должен вывести следующую ключевую последовательность байтов в шестнадцатеричном виде (по 2 цифры на байт). Формат следования данных в последовательности может быть, например, таким:

b₀	b₁	b₂	b₃	b₄	b₅	b₆	...	b_{6 + K_L}
L_key		L_preamble		L_tail		Key

где:

b_i — шестнадцатеричная запись байта последовательности (2 цифры)
b₀ b₁ — длина ключа L_key,
b₂ b₃ — длина преамбулы L_preamble,
b₄ b₅ — длина суффикса L_tail,
b₆, ..., b_{6 + L_key} — байты шифр-ключа Key.

Шифратор

Шифратор должен ввести сгенерированную первым модулем ключевую последовательность, а затем ввести текст, оканчивающийся комбинацией CTRL+Z (символ с кодом 1Аh), и вывести шифр-последовательность в шестнадцатеричном виде, предваренную случайной преамбулой и оканчивающуюся случайным суффиксом. Формат следования данных в шифр-последовательности может быть, например, таким:

b₀	...	b_{L_{preamble − 1}}	b_{L_preamble}	...	b_{L_preamble + L_cipher − 1}	b_{L_preamble + L_cipher}	...	b_{L_preamble + L_cipher + L_tail − 1}
Preamble			Cipher			Tail

Длина преамбулы и суффикса порождается генератором шифр-ключа и содержится в ключевой последовательности.

Дешифратор

Дешифратор, аналогично шифратору, должен сначала ввести ключевую последовательность, затем шифр-последовательность и вывести расшифрованный текст.

Варианты сложности

В качестве возможного усложнения задания предлагается реализовать в шифраторе:

кодирование входной последовательности алгоритмом сжатия для повышения энтропии шифруемого текста.
кодирование выходной последовательности избыточным кодом для повышения устойчивости к ошибкам передачи.

Ссылки по теме

Фог Агнер. Генераторы псевдослучайных чисел.
Робер Журден. Справочник программиста на персональном компьютере фирмы IBM.
Дональд Кнут. Искусство программирования. Том 2. Получисленные алгоритмы.