Utilization of Statistical Methods in Cryptanalysis of Combinations of Classical Ciphers and Their Implementation in the Python Programming Language

Thesis title: Využití statistických metod v kryptoanalýze kombinací klasických šifer a jejich implementace v programovacím jazyce Python
Author: Soukup, Daniel
Thesis type: Bakalářská práce
Supervisor: Šafr, Karel
Opponents: Karel, Tomáš
Thesis language: Česky
Abstract:
Tato práce se zabývá výzkumem a implementací statistických metod v oblasti kryptoanalýzy, s důrazem na analýzu a dešifrování šifer, které využívají kombinace klasických šifer substituce a transpozice. V první části je představen teoretický základ kryptoanalýzy, aplikovatelný na principy šifer substituce a transpozice. Následně jsou zkoumány konkrétní statistické metody, mezi něž patří frekvenční analýza, Kasiskiho metoda a Friedmanův index koincidence pro odhad délky klíče. Pro řešení kombinace šifer jsou využity metody vycházející z maximalizace věrohodnosti a Markovových řetězců. Závěr práce je věnován implementaci těchto metod v programovacím jazyce Python a vyhodnocení výsledků. Přínos práce spočívá v zaměření na využití statistických metod na kombinace šifer, kterým se standardní literatura přímo nevěnuje.
Keywords: statistická kryptoanalýza; maximalizace věrohodnosti; statistické metody
Thesis title: Utilization of Statistical Methods in Cryptanalysis of Combinations of Classical Ciphers and Their Implementation in the Python Programming Language
Author: Soukup, Daniel
Thesis type: Bachelor thesis
Supervisor: Šafr, Karel
Opponents: Karel, Tomáš
Thesis language: Česky
Abstract:
This work focuses on the research and implementation of statistical methods in the field of cryptanalysis, with an emphasis on the analysis and decryption of ciphers that utilize combinations of classical substitution and transposition ciphers. The first part introduces the theoretical foundation of cryptanalysis, applicable to the principles of substitution and transposition ciphers. Subsequently, specific statistical methods are examined, including frequency analysis, Kasiski's method, and Friedman's index of coincidence for estimating the key length. To address the combination of ciphers, methods based on maximum likelihood and Markov chains are employed. The conclusion of the work is dedicated to implementing these methods in the Python programming language and evaluating the results. The contribution of the work lies in focusing on the use of statistical methods for combinations of ciphers, a topic not directly addressed in standard literature.
Keywords: maximum likelihood; statistical cryptanalysis; statistical methods

Information about study

Study programme: Matematické metody v ekonomii/Datové analýzy a modelování
Type of study programme: Bakalářský studijní program
Assigned degree: Bc.
Institutions assigning academic degree: Vysoká škola ekonomická v Praze
Faculty: Faculty of Informatics and Statistics
Department: Department of Statistics and Probability

Information on submission and defense

Date of assignment: 29. 1. 2024
Date of submission: 5. 5. 2024
Date of defense: 12. 6. 2024
Identifier in the InSIS system: https://insis.vse.cz/zp/87277/podrobnosti

Files for download

    Last update: