W tym artykule rozważymy tabelę Vigenère dla alfabetu rosyjskiego, a mianowicie jego znaczenie w rozwoju. Zapoznajmy się z terminologią, faktami historycznymi. Będziemy studiować deszyfrowanie i jego metody, a także wiele innych, co ostatecznie pozwoli nam jasno zdefiniować pojęcie tabeli Vigenère.
Wprowadzenie
Istnieje koncepcja "szyfrowania informacji" - jest to pewien mechanizm interpretacji informacji na inną formę, którą można rozpoznać tylko po znajomości sposobu jej odszyfrowania.
Szyfr Vigenère jest jedną z takich metod polialfabetycznego szyfrowania informacji poprzez wprowadzanie zmian w dosłownym tekście, który można odczytać tylko znając klucze. To podstawienie polialfabetyczne nie zostało wynalezione od razu. Pierwszym naukowcem, który opisał tę metodę, był J. Battista Bellaso. Zrobił to na kartach książki La cifra del. Syg. jednak w 1553 roku metoda została nazwana imieniem B. Vigenère, dyplomaty z Francji. Jego metodologia jest dość prosta do zrozumienia i wykonania. Jest również niedostępny dla zwykłychnarzędzia do kryptoanalizy.
Dane historyczne
L. Alberti, znany specjalista w dziedzinie architektury i filozofii, w 1466 r. przekazał do wglądu i oceny traktat, który zawierał informacje o szyfrowaniu, został wysłany do urzędu papieża. Informacje o różnych sposobach wykonania tej akcji. Efekt końcowy pracy został przez niego przedstawiony w opracowanej przez siebie metodzie kodowania danych, którą nazwał „szyfrem godnym królów”. Ten mechanizm szyfrowania był strukturą polialfabetyczną, która utworzyła dysk szyfrujący. Wynalezienie prasy drukarskiej w Niemczech w 1518 roku dało nową przestrzeń dla rozwoju kryptografii.
W 1553 roku podjęto kolejny krok, aby umożliwić rozwój tego obszaru działalności człowieka. Dokonał tego J. Bellazo. Swoje dzieło nazwał „Szyfrem Signora Bellaso”. Tutaj jako klucz użyto frazy lub jednego słowa, które służyły jako hasło. W przyszłości idee te przekształcił rodak Bellaso, czyli J. B. Porta. Główną zmianą była propozycja porzucenia standardowej kolejności alfabetycznej w pierwszym rzędzie tabeli, a tym samym przejście do kolejności wziętej z dowolnych tematów, która może być używana jako klucz potrzebny do odszyfrowania. Zgodnie z lekcjami kryptografii rzędy tabel zachowały te same przesunięcia cykliczne. W książce „O tajnej korespondencji” wydanej przez Porta znalazły się informacje o szyfrze bigramowym.
Połowa XVI wieku,Włochy. Tutaj pojawiło się wydanie książkowe dzieła G. Cardano, mające na celu odzwierciedlenie innowacji w ideach kryptograficznych. Na przykład pojawiła się koncepcja „kraty Cardano”.
Po tym, jak Blaise zapoznał się z twórczością Bellazo, Cardano i innych myślicieli, zainteresował się również pracą kryptograficzną. W przyszłości stworzył szyfr Vigenère. Innym ważnym jego dziełem było napisanie traktatu o szyfrach. W nim autor próbował przedstawić podstawy kryptografii cybernetycznej.
Recenzje o szyfrze
Tabela Vigenère i metody kodowania danych wynikające z jej użycia były wyjątkowo odporne na „ręczne” pękanie typu. Matematyk i pisarz L. Carroll nadał temu systemowi szyfrów tytuł „niezniszczalny”, co wyraził w artykule na temat „szyfru alfabetycznego” opublikowanym w 1868 roku
59 lat później, jeden z amerykańskich magazynów mówił o metodzie Vigenère'a polialfabetycznego szyfrowania tekstu dosłownego, tak jak wcześniej Carroll. Jednak w XIX wieku wynaleziono metodę Kasiska, która umożliwiła obalenie tych twierdzeń poprzez złamanie systemu szyfrów.
Gilbert Vernam podjął próbę ulepszenia złamanego szyfru, ale nawet biorąc pod uwagę jego ulepszenie, pozostał niestabilny w kryptoanalizie. W przyszłości sam Vernam stworzył system, którego nie można odkodować.
Informacje ogólne
Tabela Vigenère dla alfabetu angielskiego miała wiele różnych form interpretacji wsposoby działania. Na przykład szyfr Cezara zakładał obecność przesunięcia alfabetycznego o określoną liczbę pozycji. Na przykład trzyliterowe przesunięcie oznaczałoby, że litera A zamieniłaby się w D, a B w E. Szyfr stworzony przez Vigenère'a składa się z szeregu kolejnych systemów szyfrów Cezara. Tutaj każda zmiana może mieć inne znaczenie. Proces kodowania może obejmować użycie specjalnych tabliczek alfabetycznych lub kwadratów Vigenère (tabel). Dla alfabetu łacińskiego stworzono dwadzieścia sześć znaków, a każdy kolejny wiersz w nich został przesunięty o określoną liczbę pozycji. Symbol słowa, które służy jako klucz, determinuje wybór użytego alfabetu.
Deszyfrowanie
Za pomocą szyfrowania Vigenère ogólna charakterystyka częstotliwości powtarzania znaków w źródle jest „rozmyta”. Pozostają jednak cechy, których wygląd w tekście jest regularnie powielany. Główną słabością tego kodowania jest powtarzalność kluczy. Pozwala to na zbudowanie procesu kryptoanalizy składającego się z dwóch etapów:
- Określ długość hasła. Odbywa się to poprzez analizę częstotliwości dystrybucji różnych zdziesiątkowań tekstu. Innymi słowy, biorą źródło z szyfrem, w którym co druga litera jest częścią kodu, a następnie używają trzeciej itd. jako klucza.
- Korzystanie z narzędzi do kryptoanalizy, czyli sumaSzyfry Cezara, które można łatwo złamać, rozpatrując je oddzielnie.
Długość jest określana za pomocą testów Kasiski i Friedmana.
Metoda Kasiska
Pierwszą osobą, która mogła opracować algorytm łamania metody szyfrowania Vigenère był C. Babbage. Jako zachętę wykorzystał informacje otrzymane podczas wymiany listów z J. Thwaitesem, gdzie twierdził, że jest w stanie opracować nowy system kodowania. Charles Babbage udowodnił, że jest przeciwieństwem swojego rozmówcy, sprowadzając go do konkretnego przypadku twórczości Vigenère'a. Następnie Tweiss doradził Charlesowi zhakowanie źródła. Dekodowanie tekstu skrywało słowa wiersza A. Tennysona, a kluczowym słowem było imię jego żony Emily. Publikacja odkrycia nie nastąpiła na prośbę samego krakera. Ten sam algorytm został odkryty przez oficera armii pruskiej, Friedricha Wilhelma Kasiska, od którego pochodzi jego nazwa.
Pomysł opiera się na technice okresowego przepływu kluczy. Naturalna forma języka zawiera również kombinacje liter, które mogą być często powtarzane i nazywane są bigramami i trygramami. Ich częstotliwość powtarzania pozwala na pojawienie się szansy, która pomoże ustalić klucz deszyfrujący. Odległość między powtórzeniami poszczególnych struktur powinna odpowiadać wielokrotności długości hasła. Obliczając najdłuższy całkowity czas trwania każdej takiej odległości, można uzyskać hipotezę roboczą dla długości klucza.
Test Kappy
Inny sposób na odszyfrowanieTablicę Vigenère i wynikające z niej kodowanie można uznać za test stworzony przez V. Fridmana. Ta metoda została opracowana w 1920 roku. Wykorzystano tu pojęcie indeksu dopasowania, który mógłby mierzyć częstotliwość powtarzania się określonych znaków, co pozwalałoby na złamanie systemu szyfrów. Mając informację, że losowo wybrane postacie mogą się dopasować z szansą około 0,067% (dla języka angielskiego), można określić prawdopodobieństwo ich dopasowania w tekście. Pozwala to na oszacowanie długości klucza.
Analiza częstotliwości
Po określeniu rozmiaru długości klucza możesz rozpocząć dopasowywanie tekstu do różnych kolumn, w których będą one odpowiadać danemu znakowi klucza. Wszystkie kolumny powstają dzięki oryginalnemu tekstowi, zaszyfrowanemu szyfrem Cezara. A kluczem do tej metody kodowania jest jedna jednostka mowy dla systemu Vigenère. Korzystając z narzędzi, które umożliwiają złamanie szyfrów Cezara, w ten sposób dokończymy odszyfrowanie tekstu.
Ulepszona forma testu Kasiski, znana jako metoda Kirchhoffa, opiera się na porównaniu występowania częstotliwości z określonymi symbolami w każdej kolumnie. Dzięki nim porównywana jest częstotliwość powtarzania się postaci w tekstach źródłowych. Jak korzystać z tabeli Vigenère, znając wszystkie symbole kluczy, staje się jasne dla kryptoanalityka i nie będzie trudno go odczytać w końcowym procesie deszyfrowania. Środki metody Kirchhoffa nie mają zastosowania w przypadkach, gdy dana siatka liter jest zaszyfrowana. Oznacza to odejście od standardowej sekwencjilitery w alfabecie. Jednak ważne jest, aby wiedzieć, że test dopasowania jest nadal porównywalny z metodą Kasiska i dlatego może być używany do określania długości kluczy w szczególnych przypadkach.
Zmienność
System alfabetyczny może opierać się na wielu innych kwadratach, których jest sporo i są łatwe do zapamiętania. Obowiązuje na równi z placem Vigenère. Do znanych analogii należy plac imienia admirała F. Buforda. Reprezentuje rzędy tabeli Vigenère, ale skierowane do tyłu. Sir Francis Beaufort był człowiekiem, który stworzył skalę do określania prędkości prądów wiatru.
Podsumowanie
Przykład tabeli Vigenère można zobaczyć na poniższym rysunku.
Dzięki ogólnym danym na temat tej metody szyfrowania, jej historii, rozwoju i relacji z różnymi naukowcami, metodom deszyfrowania, zaletom i wadom, możemy teraz jasno zdefiniować tę koncepcję jako specjalny sposób przekształcania informacji z jednej formy w drugą za pomocą cel ukrycia oryginalnych danych przed określoną liczbą osób. Możliwość kodowania wiadomości była ważnym elementem strategicznym we wszystkich ludzkich wojnach.
