Šiame straipsnyje apžvelgsime Vigenère lentelę rusų abėcėlei, ty jos reikšmę plėtojant. Susipažinkime su terminija, istoriniais faktais. Mes išnagrinėsime iššifravimą ir jo metodus, taip pat daug daugiau, kas galiausiai leis mums aiškiai apibrėžti Vigenère lentelės sąvoką.
Įvadas
Egzistuoja „informacijos šifravimo“sąvoka – tai tam tikras informacijos interpretavimo į kitą formą mechanizmas, kurį galima atpažinti tik žinant jos iššifravimo būdą.
Vigenère šifras yra vienas iš tokių daugiabėcėlinio informacijos šifravimo metodų, pakeičiant pažodinį tekstą, kurį galima perskaityti tik žinant raktus. Šis daugiaalfabetinis pakaitalas nebuvo išrastas iš karto. Pirmasis mokslininkas, aprašęs šį metodą, buvo J. Battista Bellaso. Jis tai padarė knygos „La cifra del“puslapiuose. Sig. Tačiau 1553 m. metodas buvo pavadintas diplomato iš Prancūzijos B. Vigenère vardu. Jos metodiką gana paprasta suprasti ir vykdyti. Jis taip pat neprieinamas įprastaikriptoanalizės įrankiai.
Istoriniai duomenys
L. Alberti, žinomas architektūros ir filosofijos sričių specialistas, 1466 m. pateikęs apžiūrėti ir įvertinti traktatą, kuriame buvo informacijos apie šifravimą, jis buvo išsiųstas į popiežiaus biurą. Informacija pasakojo apie įvairius šio veiksmo atlikimo būdus. Galutinį darbo rezultatą jis pristatė asmeniškai sukurtu duomenų kodavimo metodu, kurį pavadino „karalių vertu šifru“. Šis šifravimo mechanizmas buvo daugiabėcėlinė struktūra, sudaranti šifravimo diską. Spaustuvės išradimas Vokietijoje 1518 m. suteikė naują erdvę kriptografijos plėtrai.
1553 m. buvo žengtas dar vienas žingsnis, leidžiantis plėtoti šią žmogaus veiklos sritį. Tai padarė J. Bellazo. Savo kūrinį jis pavadino „Sinjoro Belaso šifru“. Čia kaip raktas buvo naudojama frazė arba vienas žodis, kuris tarnavo kaip slaptažodis. Ateityje šias idėjas transformavo Bellaso tautietis, būtent J. B. Porta. Pagrindinis pakeitimas buvo pasiūlymas atsisakyti standartinės abėcėlės tvarkos pirmoje lentelės eilutėje ir dėl to pereiti prie tvarkos, paimtos iš savavališkų temų, kurios gali būti naudojamos kaip iššifravimui reikalingas raktas. Remiantis kriptografijos pamokomis, lentelių eilutėse išliko tie patys cikliniai poslinkiai. „Porta“išleistoje knygoje „Apie slaptą susirašinėjimą“buvo pateikta informacija apie bigraminį šifrą.
XVI amžiaus vidurys,Italija. Čia pasirodė knyginis G. Cardano darbų leidimas, skirtas kriptografinių idėjų naujovėms atspindėti. Pavyzdžiui, atsirado „Cardano grotelės“koncepcija.
Po to, kai Blaise'as susipažino su Bellazo, Cardano ir kitų mąstytojų darbais, jis taip pat susidomėjo kriptografijos darbu. Ateityje jis sukūrė Vigenère šifrą. Kitas reikšmingas jo darbas buvo traktato apie šifrus parašymas. Jame autorius bandė išdėstyti kibernetinės kriptografijos pagrindus.
Apžvalgos apie šifrą
Vigenère lentelė ir jos naudojimo atsiradę duomenų kodavimo metodai buvo itin atsparūs „rankiniam“įtrūkimui. Matematikas ir rašytojas L. Carrollas suteikė šiai šifro sistemai „nepalaužiamos“titulą, kurį išreiškė 1868 m. paskelbtame straipsnyje apie „Alfabetinį šifrą“
Po 59 metų vienas iš Amerikos žurnalų kalbėjo apie Vigenère'o pažodinio teksto daugiaalfabetinį šifravimo metodą, kaip anksčiau Carroll. Tačiau XIX amžiuje buvo išrastas Kasiska metodas, kuris leido paneigti šiuos teiginius sulaužant šifro sistemą.
Gilbertas Vernamas bandė patobulinti sugadintą šifrą, tačiau net ir atsižvelgiant į jo patobulinimą, jis liko nestabilus kriptoanalizės atžvilgiu. Ateityje Vernamas iš tikrųjų sukūrė sistemą, kurios negalima iššifruoti.
Bendra informacija
Anglų abėcėlės Vigenère lentelė turėjo daug skirtingų interpretacijų formųveikimo būdai. Pavyzdžiui, Cezario šifras padarė prielaidą, kad tam tikru pozicijų skaičiumi yra abėcėlės poslinkis. Pavyzdžiui, trijų raidžių poslinkis reikštų, kad raidė A taptų D, o B – E. Vigenère'o sukurtas šifras formuojamas iš eilės Cezario šifravimo sistemų. Čia bet koks poslinkis gali turėti skirtingą reikšmę. Kodavimo procese gali būti naudojamos specialios abėcėlės lentelės arba Vigenère kvadratai (lentelės). Lotynų abėcėlėje buvo sukurti dvidešimt šeši simboliai, o bet kuri tolesnė jų eilutė buvo perkelta tam tikru skaičiumi pozicijų. Žodžio simbolis, kuris naudojamas kaip raktas, lemia naudojamos abėcėlės pasirinkimą.
Iššifravimas
Padedant Vigenère šifravimui, bendrosios simbolių pasikartojimo dažnio charakteristikos š altinyje yra „neryškios“. Tačiau išlieka bruožų, kurių išvaizda tekste nuolat kartojama. Pagrindinis šio kodavimo trūkumas yra klavišų kartojimas. Tai leidžia sukurti kriptoanalizės procesą, susidedantį iš dviejų etapų:
- Nustatykite slaptažodžio ilgį. Tai atliekama analizuojant įvairių teksto dešimtainių paskirstymo dažnį. Kitaip tariant, jie paima š altinį su šifru, kuriame kas antra raidė yra kodo dalis, tada naudoja trečią ir tt kaip raktą.
- Kriptoanalizės įrankių naudojimas, kuris yra bendrasCezario šifrai, kuriuos galima lengvai sulaužyti, įvertinus juos atskirai vienas nuo kito.
Ilgis nustatytas naudojant Kasiskos ir Friedmano testus.
Kasiska metodas
Pirmasis asmuo, sugebėjęs sukurti Vigenère šifravimo metodo sulaužymo algoritmą, buvo C. Babbage. Paskatinimui jis panaudojo informaciją, gautą apsikeičiant laiškais su J. Thwaitesu, kur tvirtino, kad jam pavyko sukurti naują kodavimo sistemą. Charlesas Babbage'as savo pašnekovui įrodė priešingai, sumažindamas jį iki konkretaus Vigenère'o kūrinio atvejo. Tada Tweiss patarė Charlesui nulaužti š altinį. Iššifruojant tekstą buvo paslėpti A. Tennysono eilėraščio žodžiai, o raktinis žodis buvo jo žmonos Emily vardas. Atradimo paskelbimas nebuvo atliktas paties krekerio prašymu. Tą patį algoritmą atrado Prūsijos armijos karininkas Frydrichas Vilhelmas Kasiska, kurio vardu jis ir pavadintas.
Idėja pagrįsta periodinio klavišų srauto technika. Natūralioje kalbos formoje taip pat yra raidžių derinių, kurie gali būti dažnai kartojami ir vadinami bigramais ir trigramais. Jų pasikartojimo dažnis suteikia galimybę atsirasti, kuri padės nustatyti iššifravimo raktą. Atstumas tarp tam tikrų struktūrų pasikartojimo turėtų atitikti šūkio ilgio daugumą. Apskaičiavus ilgiausią bendrą kiekvieno tokio atstumo trukmę, galima gauti darbinę rakto ilgio hipotezę.
Kappa testas
Kitas būdas iššifruotiVigenère lentelę ir iš jos gaunamą kodavimą galima laikyti V. Fridmano sukurtu testu. Šis metodas buvo sukurtas 1920 m. Čia buvo panaudota atitikties indekso koncepcija, kuri galėtų išmatuoti konkrečių simbolių pasikartojimo dažnį, o tai leistų sulaužyti šifravimo sistemą. Turint informaciją, kad atsitiktinai parinkti simboliai gali sutapti su maždaug 0,067% tikimybe (anglų kalba), galima nustatyti jų atitikimo tikimybę tekste. Tai leidžia jums sukurti rakto ilgio įvertinimą.
Dažnių analizė
Nustatę rakto ilgio dydį, galite pradėti derinti tekstą į įvairius stulpelius, kuriuose jie atitiks tam tikrą rakto simbolį. Visi stulpeliai suformuoti dėka originalaus teksto, užkoduoto naudojant Cezario šifrą. Ir šio kodavimo metodo raktas yra vienas Vigenère sistemos kalbos vienetas. Naudodami įrankius, leidžiančius sulaužyti Cezario šifrus, mes užbaigsime teksto iššifravimą.
Patobulinta Kasiska testo forma, žinoma kaip Kirchhoff metodas, pagrįsta dažnių atsiradimo palyginimu su tam tikrais simboliais kiekviename stulpelyje. Jų dėka lyginamas simbolio pasikartojimo dažnis š altinio tekstuose. Kaip naudotis Vigenère lentele, žinant visus raktų simbolius, kriptoanalitikui tampa aišku ir ją perskaityti galutiniame iššifravimo procese nebus sunku. Kirchhoff metodo priemonės netaikomos tais atvejais, kai duotoji raidžių gardelė yra iššifruota. Tai yra, yra nukrypimas nuo standartinės sekosraidės abėcėlėje. Tačiau svarbu žinoti, kad rungtynių testas vis dar yra palyginamas su Kasiska metodu, todėl juos galima naudoti nustatant klavišų ilgį ypatingais atvejais.
Kintamumas
Abėcėlės sistema gali būti pagrįsta daugeliu kitų kvadratų, kurių yra nemažai ir kuriuos lengva įsiminti. Taikoma lygiai taip pat kaip Vigenère aikštė. Gerai žinomos analogijos – admirolo F. Bufordo vardu pavadinta aikštė. Tai rodo Vigenère lentelės eilutes, bet nukreipta atgal. Seras Francis Bofortas buvo žmogus, sukūręs skalę vėjo srovių greičiui nustatyti.
Apibendrinant
Vigenère lentelės pavyzdį galite pamatyti toliau pateiktame paveikslėlyje.
Turėdami bendrų duomenų apie šį šifravimo metodą, jo istoriją, raidą ir ryšius su įvairiais mokslininkais, iššifravimo metodus, privalumus ir trūkumus, dabar galime aiškiai apibrėžti šią sąvoką kaip ypatingą būdą paversti informaciją iš vienos formos į kitą. tikslas paslėpti pirminius duomenis nuo tam tikro skaičiaus asmenų. Galimybė koduoti pranešimus buvo svarbi strateginė visų žmonių karų sudedamoji dalis.
