Šajā rakstā mēs aplūkosim Vigenère tabulu krievu alfabētam, proti, tās nozīmi attīstībā. Iepazīsimies ar terminoloģiju, vēstures faktiem. Mēs pētīsim atšifrēšanu un tās metodes, kā arī daudz ko citu, kas galu galā ļaus mums skaidri definēt Vigenère tabulas jēdzienu.
Ievads
Ir jēdziens "informācijas šifrēšana" - tas ir zināms mehānisms informācijas interpretēšanai citā formā, kuru var atpazīt tikai, zinot, kā tā tiek atšifrēta.
Vigenère šifrs ir viena no šādām informācijas polialfabētiskās šifrēšanas metodēm, veicot izmaiņas burtiskā tekstā, ko var lasīt, tikai zinot atslēgas. Šī polialfabētiskā aizstāšana netika izgudrota uzreiz. Pirmais zinātnieks, kurš aprakstīja šo metodi, bija J. Battista Bellaso. Viņš to izdarīja grāmatas La cifra del lappusēs. Sig. tomēr 1553. gadā metode tika nosaukta Francijas diplomāta B. Vigenère vārdā. Tās metodika ir diezgan vienkārši saprotama un izpildāma. Tas nav pieejams arī parastajiemkriptanalīzes rīki.
Vēstures dati
L. Alberti, pazīstamais speciālists arhitektūras un filozofijas jomās, 1466. gadā nodrošināja apskatei un izvērtēšanai traktātu, kurā bija informācija par šifrēšanu, viņš tika nosūtīts uz pāvesta biroju. Informācija stāstīja par dažādiem veidiem, kā veikt šo darbību. Darba gala rezultātu viņš iepazīstināja ar viņa personīgi izstrādāto datu kodēšanas metodi, ko viņš sauca par "ķēniņu cienīgu šifru". Šis šifrēšanas mehānisms bija polialfabētiska struktūra, kas veidoja šifrēšanas disku. Iespiedmašīnas izgudrojums Vācijā 1518. gadā deva jaunu vietu kriptogrāfijas attīstībai.
1553. gadā tika sperts vēl viens solis, lai ļautu šai cilvēka darbības jomai attīstīties. To izdarīja J. Bellazo. Viņš savu darbu nosauca par "Sinjora Belaso šifru". Šeit kā atslēga tika izmantota frāze vai viens vārds, kas kalpoja kā parole. Nākotnē šīs idejas pārveidoja Belaso tautietis, proti, J. B. Porta. Galvenās izmaiņas bija priekšlikums atteikties no standarta alfabēta secības tabulas pirmajā rindā un līdz ar to pāreja uz secību, kas ņemta no patvaļīgiem tematiem, ko var izmantot kā atšifrēšanai nepieciešamo atslēgu. Saskaņā ar kriptogrāfijas mācībām tabulu rindas saglabāja tādas pašas cikliskās nobīdes. Porta izdotajā grāmatā "Par slepeno korespondenci" bija iekļauta informācija par bigrammu šifru.
16. gadsimta vidus,Itālija. Šeit parādījās G. Cardano darba grāmatu izdevums, kura mērķis bija atspoguļot jauninājumus kriptogrāfijas idejās. Piemēram, parādījās jēdziens “Cardano režģis”.
Pēc tam, kad Blēzs iepazinās ar Bellazo, Cardano un citu domātāju darbiem, viņš arī aizrāvās ar kriptogrāfijas darbu. Nākotnē viņš izveidoja Vigenère šifru. Vēl viens nozīmīgs viņa darbs bija traktāta rakstīšana par šifriem. Tajā autors mēģināja izklāstīt kibernētiskās kriptogrāfijas pamatus.
Atsauksmes par šifru
Vigenère tabula un datu kodēšanas metodes, kas izrietēja no tās izmantošanas, bija ārkārtīgi izturīgas pret "manuāla" veida plaisāšanu. Matemātiķis un rakstnieks L. Kerols šai šifrēšanas sistēmai piešķīra "nesalaužamās" titulu, ko viņš izteica rakstā par "Alfabētisko šifru", kas publicēts 1868. gadā
59 gadus vēlāk viens no amerikāņu žurnāliem runāja par Vigenère metodi burtiskā teksta polialfabētiskai šifrēšanai, tāpat kā iepriekš Kerols. Taču 19. gadsimtā tika izgudrota Kasiska metode, kas ļāva atspēkot šos apgalvojumus, izjaucot šifra sistēmu.
Gilberts Vernams mēģināja uzlabot bojāto šifru, taču, pat ņemot vērā tā uzlabojumus, viņš palika nestabils pret kriptonalīzi. Nākotnē Vernam pats faktiski ir izveidojis sistēmu, kuru nevar atšifrēt.
Vispārīga informācija
Vigenère tabulai angļu alfabētam bija daudz dažādu interpretācijas veidudarbības veidi. Piemēram, Cēzara šifrs pieņēma alfabētisku nobīdi par noteiktu pozīciju skaitu. Piemēram, trīs burtu maiņa nozīmētu, ka burts A kļūtu par D, bet B – par E. Vigenère radītais šifrs tiek veidots no virknes secīgu Cēzara šifru sistēmu. Šeit jebkurai maiņai var būt cita nozīme. Kodēšanas procesā var izmantot īpašas alfabēta tabletes vai Vigenère kvadrātus (tabulas). Latīņu alfabētam tika izveidotas divdesmit sešas rakstzīmes, un visas nākamās rindas tajās tika pārvietotas par noteiktu pozīciju skaitu. Vārda simbols, kas kalpo kā atslēga, nosaka izmantotā alfabēta izvēli.
Atšifrēšana
Ar Vigenère šifrēšanas palīdzību rakstzīmju atkārtošanās biežuma vispārīgie raksturlielumi avotā ir "izplūduši". Tomēr joprojām ir pazīmes, kuru izskats tekstā tiek regulāri atveidots. Galvenais šī kodējuma trūkums ir taustiņu atkārtošanās. Tas ļauj izveidot kriptanalīzes procesu, kas sastāv no diviem posmiem:
- Nosakiet paroles garumu. Tas tiek darīts, analizējot dažādu teksta decimāciju sadalījuma biežumu. Citiem vārdiem sakot, viņi izmanto avotu ar šifru, kurā katrs otrais burts ir daļa no koda, pēc tam izmanto trešo un tā tālāk kā atslēgu.
- Kriptanalīzes rīku izmantošana, kas ir kopējā summaCēzara šifri, kurus var viegli sadalīt, aplūkojot tos atsevišķi vienu no otra.
Garumu nosaka, izmantojot Kasiskas un Frīdmena testus.
Kasiska metode
Pirmā persona, kas varēja izstrādāt algoritmu Vigenère šifrēšanas metodes izjaukšanai, bija C. Babbage. Kā pamudinājumu viņš izmantoja informāciju, kas saņemta vēstuļu apmaiņas laikā ar Dž. Tveitu, kur viņš apgalvoja, ka spējis izstrādāt jaunu kodēšanas sistēmu. Čārlzs Beidžs savam sarunu biedram pierādīja pretējo, reducējot viņu līdz konkrētam Vigenère darba gadījumam. Pēc tam Tveiss ieteica Čārlzam uzlauzt avotu. Teksta atkodēšana slēpa A. Tenisona dzejoļa vārdus, un atslēgas vārds bija viņa sievas Emīlijas vārds. Atklājuma publicēšana nenotika pēc paša krekera lūguma. To pašu algoritmu atklāja Prūsijas armijas virsnieks Frīdrihs Vilhelms Kasiska, kura vārdā tas ir nosaukts.
Ideja balstās uz periodiskas taustiņu plūsmas tehniku. Valodas dabiskajā formā ir arī burtu kombinācijas, kuras var bieži atkārtot un tiek sauktas par bigrammām un trigrammām. To atkārtošanās biežums ļauj parādīties iespējai, kas palīdzēs noteikt atšifrēšanas atslēgu. Attālumam starp noteiktu struktūru atkārtošanos jāatbilst saukļa garuma daudzveidībai. Aprēķinot katra šāda attāluma garāko kopējo ilgumu, var iegūt darba hipotēzi par atslēgas garumu.
Kappa tests
Cits veids, kā atšifrētVigenère tabulu un no tās izrietošo kodējumu var uzskatīt par V. Frīdmena radītu testu. Šī metode tika izstrādāta 1920. gadā. Šeit tika izmantots atbilstības indeksa jēdziens, kas varētu izmērīt konkrētu rakstzīmju atkārtošanās biežumu, kas ļautu uzlauzt šifrēšanas sistēmu. Ja ir informācija, ka nejauši atlasītas rakstzīmes var sakrist ar aptuveni 0,067% iespēju (angļu valodā), ir iespējams noteikt to sakritības varbūtību tekstā. Tas ļauj jums izveidot atslēgas garuma aprēķinu.
Biežuma analīze
Pēc tam, kad esat noteicis atslēgas garuma lielumu, varat sākt ievietot tekstu dažādās kolonnās, kurās tie atbildīs kādai atslēgas rakstzīmei. Visas kolonnas ir izveidotas, pateicoties oriģinālajam tekstam, kas kodēts, izmantojot Cēzara šifru. Un šīs kodēšanas metodes atslēga ir viena Vigenère sistēmas runas vienība. Izmantojot rīkus, kas ļauj lauzt Cēzara šifrus, mēs tādējādi pabeigsim teksta atšifrēšanu.
Uzlabota Kasiska testa forma, kas pazīstama kā Kirchhoff metode, ir balstīta uz frekvenču sastopamības salīdzināšanu ar noteiktiem simboliem katrā kolonnā. Pateicoties tiem, tiek salīdzināts rakstzīmes atkārtošanās biežums avota tekstos. Kā lietot Vigenère tabulu, zinot visus atslēgu simbolus, kriptoanalītiķim kļūst skaidrs un galīgajā atšifrēšanas procesā to izlasīt nebūs grūti. Kirhhofa metodes līdzekļi nav piemērojami gadījumos, kad dotais burtu režģis tiek šifrēts. Tas ir, ir atkāpe no standarta secībasburti alfabētā. Tomēr ir svarīgi zināt, ka sakritības tests joprojām ir salīdzināms ar Kasiska metodi, un tāpēc tos var izmantot, lai noteiktu taustiņu garumu īpašos gadījumos.
Mainība
Alfabēta sistēmas pamatā var būt daudzi citi kvadrāti, kuru ir diezgan daudz un kurus ir viegli atcerēties. Piemērojams līdzvērtīgi Vigenère laukumam. Plaši zināmās analoģijas ietver admirāļa F. Buforda vārdā nosaukto laukumu. Tas attēlo Vigenère tabulas rindas, bet vērsts atpakaļ. Sers Frensiss Bofors bija cilvēks, kurš izveidoja skalu vēja straumju ātruma noteikšanai.
Rezumējot
Vigenère tabulas piemēru var redzēt zemāk esošajā attēlā.
Ar vispārīgiem datiem par šo šifrēšanas metodi, tās vēsturi, attīstību un attiecībām ar dažādiem zinātniekiem, atšifrēšanas metodēm, priekšrocībām un trūkumiem, mēs tagad varam skaidri definēt šo jēdzienu kā īpašu veidu, kā pārveidot informāciju no vienas formas citā, mērķis slēpt sākotnējos datus no noteikta personu skaita. Spēja kodēt ziņojumus ir bijusi svarīga stratēģiska sastāvdaļa visos cilvēku karos.
