Stol Vigenère. Metoda polyalphabetic enciphering alphabetic text

U ovom ćemo članku razmotriti Vigenèreov stol za rusku abecedu, odnosno njegov značaj u razvoju. Upoznat ćemo se s terminologijom, povijesnim činjenicama. Proučit ćemo dekodiranje i njegove metode, kao i mnoge druge stvari koje će u konačnoj analizi omogućiti jasno definiranje koncepta Vigenère tablice.

uvod

Postoji koncept "enkripcije informacija" - to je određeni mehanizam za tumačenje informacija u drugi oblik, koji se može naučiti jedino poznavanjem načina dešifriranja.

Vigenèreov kod je jedan od takvih metoda polyalphabetic metode šifriranja informacija tako što će promijeniti abecedni tekst koji se može čitati jedino poznavanjem ključeva. Ova više-abecedna zamjena nije izmišljena odjednom. Prvi znanstvenik koji je opisao ovu metodu bio je J. Battista Bellazo. On je to učinio na stranicama knjige La cifra del. Sig. u 1553, ali je metoda imenovana po B. Vigenèreu, diplomatu iz Francuske. Njegova je metodologija vrlo jednostavna za razumijevanje i izvršenje. Također je nedostupna uobičajenim sredstvima kriptoanalize.

Povijesni podaci

L. Alberti, poznati stručnjak iz područja arhitekture i filozofije, koji je 1466. godine osigurao pregled i procjenu rasprave, koji sadrži informacije o šifriranju, poslao je u papu. Informacije su prikazivale različite načine obavljanja ove radnje. Konačni rezultat rada bio mu je predstavljen u osobno razvijenoj metodi kodiranja podataka, koju je nazvao "šifrom vrijednim kraljeva". Taj mehanizam enkripcije bio je multi-abecede struktura koja je formirala disk šifriranja. Izum uređaja za tiskanje u Njemačkoj 1518. donio je novi prostor za razvoj kriptografije.

Godine 1553. napravljen je još jedan korak koji omogućuje razvoj tog područja ljudske aktivnosti. To je počinio J. Bellazo. Pozvao je svoj rad "Signora Bellazo". Ovdje se kao ključ koristi izraz ili jedna riječ koja je služila kao lozinka. U budućnosti su ove ideje transformirale suvlasnik Bellazo, odnosno JB Port. Glavna promjena je prijedlog nestandardne nakon abecednim redom u prvom retku tablice, i stoga, prijelaz na red, uzeo od slučajnih tema koja se može koristiti kao ključ potreban za dešifriranje. U skladu s lekcijama kriptografije, redovi tablica zadržali su prethodni ciklus pomaka. Knjiga "Na tajnu korespondenciju", koju je izdao Porte, sadržavao je podatke o digram šifri.

Sredinom 16. stoljeća, Italija. Ovdje je bilo knjiga izdanja djela J. Cardana, s ciljem da reflektira inovaciju u kriptografskim idejama. Na primjer, pojavio se pojam "Cardano rešetka".

Nakon što se Blaise upoznao s radom Bellazoa, Cardana i ostalih mislioca, zainteresiran je i za kriptografiju. U budućnosti je stvorio šifru Vigenera. Još jedan značajan rad bio je pisanje rasprave o šifriranju. U njemu autor pokušava objasniti osnove kibernetičke kriptografije.

Tablica Vigenera i metode kodiranja podataka koji su rezultat njegove uporabe bili su izuzetno otporni na hakiranje "ručnog" tipa. Stručnjak za matematiku i književnika L. Carroll dao je taj sustav tajnu kao "neraskidivu", što je izražavao u članku o "Alphabet Cleaver", objavljenom 1868. godine.

Nakon 59 godina, jedan od američkih časopisa govorio je o načinu polyalphabetic encryption abecednog teksta izumio Vigenera, kao i Carroll ranije. Ipak, u XIX stoljeću izumljena je Casiska metoda, koja je dopustila pobijati ove tvrdnje razbijanjem šifriranog sustava.

Gilbert Vernam pokušao je poboljšati hakirani kôd, ali čak i uz njegovo poboljšanje, ostao je nestabilan za kriptoanalizu. Vernam je u budućnosti stvorio sustav koji se ne može dekodirati.

Opće informacije

Tablica Vigenere za englesku abeceda imala je mnogo različitih oblika tumačenja u načinima eksploatacije. Na primjer, Cezarov šifra pretpostavlja postojanje abecednog pomaka na određeni broj pozicija. Na primjer, pomak od tri slova znači da će slovo A postati D, a B pretvoriti u E. Šifra koju je stvorio vizionar formiran je iz serije uzastopnih nekoliko Cesarovih šifriranih sustava. Ovdje svaki pomak može imati drugačiju vrijednost. Proces kodiranja može uključivati ​​upotrebu posebnih abecednih tableta ili kvadrata (tablica) Vigenèrea. Za latinsko abecede, stvoreno je dvadeset i šest znakova, a bilo koja naknadna linija u njima je pomaknuta na određeni broj pozicija. Simbol riječi koji služi kao ključ određuje odabir korištene abecede.

dešifrirati

Uz pomoć metoda enkripcije Pojavljuje se "zamagljivanje" opće karakteristike frekvencije ponavljanja simbola u izvoru. Međutim, ostaju obilježja, čije se pojavljivanje redovito reproducira u tekstu. Glavna slabost ovog kodiranja je ponavljanje ključeva. To nam omogućuje da izgradimo proces kriptoanalize, koji se sastoji od dvije faze:

1. Odredite duljinu zaporke. To se postiže analizom distribucije učestalosti raznih tekstualnih razlučivosti. Drugim riječima, izvor punjenja s kodom, pri čemu je svaki drugi pismo je dio koda, zatim pomoću treći i tako dalje. D. Ako je uspio doći do točke u kojoj je razdioba frekvencija je prevelika razlika u uniformnosti, moguće je odrediti duljinu riječi koja se koristi u kvaliteta ključa.
2. Korištenje kriptoanalize znači da je ukupan broj Caesar šifrala koji se mogu lako napuknuti, s obzirom na njih odvojeno jedan od drugoga.

Duljina se određuje testovima Kasiski i Friedmana.

Hooker Fashion

Prvi koji je mogao razviti algoritam za hakiranje Vigenèreove kriptografske metode bio je C. Bebbage. Kao poticaj, koristio je informacije dobivene tijekom razmjene pisama s J. Twitsom, gdje je tvrdio da je bio u stanju razviti novi sustav kodiranja. Charles Babbage je svojim sugovornikom pokazao suprotno, dovodeći ga u određeni slučaj Vigenèreovih spisa. Nakon toga, Tweiss je savjetovao Charlesu da ispusti izvor. Dešifriranje teksta skrivalo je u sebi riječi A. Tennysonove pjesme, a ključna riječ bila je njegova supruga Emily. Objavljivanje otkrića nije se odvijalo na zahtjev samog provalnika. Isti je algoritam otvorio časnik vojske Pruske, Friedrich Wilhelm Kasisk, nakon kojeg je dobio ime.

Ideja se temelji na metodi periodičkog protoka ključa. Prirodni oblik jezika također sadrži kombinacije slova, koje se često mogu ponoviti i nazivati ​​bigramima i trigramima. Njihova stopa ponavljanja omogućuje da se pojavi prilika koja će vam pomoći odrediti ključ za dešifriranje. Udaljenost koja leži između ponavljanja određenih struktura mora odgovarati mnoštvu duljine slogana. Računanjem najvećeg ukupnog trajanja svake takve udaljenosti može se dobiti radna hipoteza o duljini ključa.

Kappa test

Drugi način dekodiranja tablice Vigenère i njegovo kodiranje može se smatrati testom koji je stvorio V. Friedman. Ova je metoda razvijena 1920. godine. Ovdje je korišten koncept indeksa slučajnosti, koji bi mogao mjeriti učestalost ponavljanja specifičnih znakova, što bi omogućilo hakiranje sustava šifriranja. Znajući da se slučajno odabrani znakovi mogu podudarati s otprilike 0,067% (za engleski), možete odrediti vjerojatnost njihove slučajnosti u tekstu. To vam omogućuje izradu procjene duljine ključa.

Analiza učestalosti

Nakon što odredite veličinu duljine ključa, možete početi pisati tekst u različitim stupcima, u kojima će odgovarati bilo kojem simbolu ključa. Svi stupci nastaju zbog izvornog teksta, kodiranog uz pomoć Cezarovog šifra. I ključ ove metode kodiranja je jedna govorna jedinica za Vigenera sustav. Korištenje alata koji vam omogućuju da ispucate Cezarove šifre, čime ćete kompletno dešifrirati tekst.

Poboljšani oblik Kasiski testa, poznat kao Kirchhoffova metoda, temelji se na usporedbi pojave frekvencija s određenim simbolima u svakom stupcu. Zahvaljujući njima, frekvencija reprodukcije simbola uspoređuje se u izvornim tekstovima. Kako koristiti tablicu Vigenere, znajući sve ključne simbole, kriptanalitičar postaje jasan i neće biti teško pročitati ga u konačnom procesu dešifriranja. Sredstva Kirchhoffove metode nisu primjenjiva u slučajevima kada je ova rešetka slova kodirana. To jest, postoji odstupanje od standardne sekvence slova u abecedi. Međutim, važno je znati da je test slučajnosti još uvijek usporediv s Kasiski metodom, pa im se pomoću njihove pomoći može odrediti duljina ključeva za pojedine slučajeve.

varijabilnost

Abecedni sustav može se temeljiti na nizu drugih kvadrata, koji ima dosta, a lako ih je zapamtiti. Primjenjivo na paru s Vigenèreovim trgom. Poznatim analogijama može se pripisati trg, nazvan u čast admirala F. Beauforda. To je linija Vigenère tablice, ali usmjerena u suprotnom smjeru. Sir Francis Beaufort bio je osoba koja je stvorila mjerilo za određivanje brzine vjetrova.

Ukratko

Primjer tablice Vigenière može se vidjeti na donjoj slici.

Sa zajedničkim podacima o ovoj metodi enkripcije, njegova povijest, razvoj i odnose s raznim znanstvenicima, metode dešifriranja, pro i kontra, mi smo sada u mogućnosti da jasno definira pojam kao poseban način za pretvaranje podataka iz jednog oblika u drugi sakriti sirovih podataka iz određenog broj osoba. Sposobnost kodiranja poruka bila je važna strateška komponenta svih ljudskih ratova.