Шифрующее кодирование
Вариант 2-го практического задания для групп 110, 111 (2007)
Краткие теоретические сведения
- Краткий материал по алгоритмам генерации псевдослучайных последовательностей чисел.
- Краткий теоретический материал по xor-шифрованию.
- Перенаправление ввода-вывода средствами командного интерпретатора ОС
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 Lkey 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 | ... | b6 + KL | ||
| Lkey | Lpreamble | Ltail | Key | |||||||
где:
- bi — шестнадцатеричная запись байта последовательности (2 цифры)
- b0 b1 — длина ключа Lkey,
- b2 b3 — длина преамбулы Lpreamble,
- b4 b5 — длина суффикса Ltail,
- b6, ..., b6 + Lkey — 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 | ... | bLpreamble − 1 | bLpreamble | ... | bLpreamble + Lcipher − 1 | bLpreamble + Lcipher | ... | bLpreamble + Lcipher + Ltail − 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.