Sa artikulong ito isasaalang-alang natin ang talahanayan ng Vigenère para sa alpabetong Ruso, lalo na ang kahalagahan nito sa pag-unlad. Kilalanin natin ang terminolohiya, mga makasaysayang katotohanan. Pag-aaralan namin ang decryption at ang mga pamamaraan nito, pati na rin ang marami pang iba, na sa huli ay magbibigay-daan sa aming malinaw na tukuyin ang konsepto ng talahanayan ng Vigenère.
Introduction
May konsepto ng "information encryption" - isa itong tiyak na mekanismo para sa pagbibigay-kahulugan sa impormasyon sa ibang anyo, na makikilala lamang sa pamamagitan ng pag-alam sa paraan ng pagde-decrypt nito.
Ang Vigenère cipher ay isa sa gayong paraan ng polyalphabetic na pag-encrypt ng impormasyon sa pamamagitan ng paggawa ng mga pagbabago sa literal na teksto na mababasa lamang sa pamamagitan ng pag-alam sa mga susi. Ang polyalphabetic substitution na ito ay hindi naimbento nang sabay-sabay. Ang unang siyentipiko na naglalarawan sa pamamaraang ito ay si J. Battista Bellaso. Ginawa niya ito sa mga pahina ng aklat na La cifra del. Sig. noong 1553, gayunpaman, ang pamamaraan ay ipinangalan kay B. Vigenère, isang diplomat mula sa France. Ang pamamaraan nito ay medyo simple upang maunawaan at maisakatuparan. Ito rin ay hindi naa-access sa karaniwanmga tool sa cryptanalysis.
Makasaysayang data
L. Si Alberti, isang kilalang dalubhasa sa larangan ng arkitektura at pilosopiya, noong 1466 ay nagbigay para sa inspeksyon at pagsusuri ng isang treatise na naglalaman ng impormasyon sa pag-encrypt, ipinadala siya sa opisina ng Papa. Ang impormasyong sinabi tungkol sa iba't ibang paraan upang maisagawa ang pagkilos na ito. Ang huling resulta ng gawain ay ipinakita niya sa isang paraan ng pag-encode ng data na personal niyang binuo, na tinawag niyang "isang cipher na karapat-dapat sa mga hari." Ang mekanismo ng pag-encrypt na ito ay isang polyalphabetic na istraktura na bumuo ng isang encryption disk. Ang pag-imbento ng palimbagan sa Germany noong 1518 ay nagbigay ng bagong espasyo para sa pagbuo ng cryptography.
Noong 1553, isa pang hakbang ang ginawa upang payagang umunlad ang larangang ito ng aktibidad ng tao. Ito ay ginawa ni J. Bellazo. Tinawag niyang "The Cipher of Signor Bellaso" ang kanyang obra. Dito, ginamit ang isang parirala o isang salita bilang susi, na nagsilbing password. Sa hinaharap, ang mga ideyang ito ay binago ng kababayan ni Bellaso, na si J. B. Porta. Ang pangunahing pagbabago ay ang panukalang iwanan ang karaniwang pagkakasunud-sunod ng alpabeto sa unang hilera ng talahanayan at, samakatuwid, ang paglipat sa isang order na kinuha mula sa mga arbitraryong paksa na maaaring magamit bilang susi na kailangan para sa pag-decryption. Alinsunod sa mga aralin ng cryptography, ang mga hilera ng mga talahanayan ay nagpapanatili ng parehong cyclic shift. Ang aklat na "On Secret Correspondence" na inilathala ng Porta ay may kasamang impormasyon tungkol sa bigram cipher.
Sa kalagitnaan ng ika-16 na siglo,Italya. Dito lumabas ang isang librong edisyon ng gawa ni G. Cardano, na naglalayong ipakita ang pagbabago sa mga ideyang cryptographic. Halimbawa, lumitaw ang konsepto ng "Cardano lattice."
Matapos makilala ni Blaise ang mga gawa ni Bellazo, Cardano at iba pang mga palaisip, naging interesado rin siya sa gawaing cryptographic. Sa hinaharap, nilikha niya ang Vigenère cipher. Ang isa pang makabuluhang gawain niya ay ang pagsulat ng isang treatise sa ciphers. Sa loob nito, sinubukan ng may-akda na ilatag ang mga pangunahing kaalaman sa cybernetic cryptography.
Mga review tungkol sa cipher
Ang talahanayan ng Vigenère at ang mga pamamaraan ng pag-encode ng data na sinundan mula sa paggamit nito ay lubos na lumalaban sa "manual" na uri ng pag-crack. Ginawaran ng mathematician at manunulat na si L. Carroll ang cipher system na ito ng pamagat na "unbreakable", na ipinahayag niya sa isang artikulo sa "Alphabetic cipher" na inilathala noong 1868
59 taon mamaya, isa sa mga American magazine ang nagsalita tungkol sa paraan ng Vigenère ng polyalphabetic na pag-encrypt ng literal na teksto, tulad ng ginawa ni Carroll dati. Gayunpaman, noong ika-19 na siglo, naimbento ang paraan ng Kasiska, na naging posible na pabulaanan ang mga claim na ito sa pamamagitan ng pagsira sa cipher system.
Gilbert Vernam ay sinubukang pahusayin ang sirang cipher, ngunit kahit na isinasaalang-alang ang pagpapabuti nito, nanatili siyang hindi matatag sa cryptanalysis. Sa hinaharap, si Vernam mismo ang gumawa ng system na hindi ma-decode.
Pangkalahatang impormasyon
Ang talahanayan ng Vigenère para sa alpabetong Ingles ay may maraming iba't ibang anyo ng interpretasyon samga paraan ng operasyon. Halimbawa, ipinapalagay ng Caesar cipher ang pagkakaroon ng isang alphabetical shift sa pamamagitan ng isang tiyak na bilang ng mga posisyon. Halimbawa, ang tatlong-titik na shift ay nangangahulugan na ang letrang A ay magiging D at B ay magiging E. Ang cipher na nilikha ni Vigenère ay nabuo mula sa isang serye ng mga sunud-sunod na Caesar cipher system. Dito, ang anumang paglilipat ay maaaring magkaroon ng ibang kahulugan. Maaaring kasama sa proseso ng pag-encode ang paggamit ng mga espesyal na alphabetic na tablet o mga parisukat ng Vigenère (mga talahanayan). Dalawampu't anim na mga character ang nilikha para sa alpabetong Latin, at anumang kasunod na linya sa mga ito ay inilipat ng isang tiyak na bilang ng mga posisyon. Ang simbolo ng salita na nagsisilbing susi ay tumutukoy sa pagpili ng alpabeto na ginamit.
Decryption
Sa tulong ng Vigenère encryption, ang mga pangkalahatang katangian ng dalas ng pag-uulit ng character sa pinagmulan ay "blur". Gayunpaman, may nananatiling mga tampok na ang hitsura sa teksto ay regular na ginawa. Ang pangunahing kahinaan ng encoding na ito ay ang pag-uulit ng mga susi. Nagbibigay-daan ito sa iyong bumuo ng proseso ng cryptanalysis na binubuo ng dalawang yugto:
- Tukuyin ang haba ng password. Ginagawa ito sa pamamagitan ng pagsusuri sa dalas ng pamamahagi ng iba't ibang mga decimation ng teksto. Sa madaling salita, kumukuha sila ng source na may cipher kung saan ang bawat pangalawang titik ay bahagi ng code, pagkatapos ay ginagamit ang pangatlo, at iba pa. bilang isang susi.
- Ang paggamit ng mga tool sa cryptanalysis, na siyang kabuuanCaesar ciphers, na madaling masira sa pamamagitan ng pagsasaalang-alang sa mga ito nang hiwalay sa isa't isa.
Tinutukoy ang haba gamit ang mga pagsusulit sa Kasiska at Friedman.
Kasiska Method
Ang unang tao na maaaring bumuo ng isang algorithm para sa pagsira sa paraan ng pag-encrypt ng Vigenère ay si C. Babbage. Bilang isang insentibo, ginamit niya ang impormasyong natanggap sa panahon ng pakikipagpalitan ng mga liham kay J. Thwaites, kung saan sinabi niyang nakagawa siya ng bagong encoding system. Pinatunayan ni Charles Babbage ang kabaligtaran sa kanyang kausap sa pamamagitan ng pagbawas sa kanya sa isang partikular na kaso ng gawain ni Vigenère. Pagkatapos ay pinayuhan ni Tweiss si Charles na i-hack ang pinagmulan. Itinago ng pag-decode ng teksto ang mga salita ng tula ni A. Tennyson, at ang pangunahing salita ay ang pangalan ng kanyang asawang si Emily. Ang paglalathala ng pagtuklas ay hindi naganap sa kahilingan ng cracker mismo. Ang parehong algorithm ay natuklasan ng isang opisyal ng hukbo ng Prussian, si Friedrich Wilhelm Kasiska, kung kanino ito pinangalanan.
Ang ideya ay nakabatay sa periodic key flow technique. Ang natural na anyo ng wika ay naglalaman din ng mga kumbinasyon ng titik na maaaring madalas na ulitin at tinatawag na bigrams at trigrams. Ang kanilang dalas ng pag-uulit ay nagbibigay-daan sa isang pagkakataon na lumitaw na makakatulong na matukoy ang decryption key. Ang distansya sa pagitan ng pag-uulit ng ilang mga istraktura ay dapat na tumutugma sa multiplicity ng haba ng slogan. Sa pamamagitan ng pagkalkula ng pinakamahabang kabuuang tagal ng bawat ganoong distansya, maaaring makakuha ng working hypothesis para sa haba ng key.
Kappa test
Isa pang paraan para mag-decryptAng talahanayan ng Vigenère at ang pag-encode na nagreresulta mula dito ay maaaring ituring na isang pagsubok na ginawa ni V. Fridman. Ang pamamaraang ito ay binuo noong 1920. Dito ginamit ang konsepto ng isang match index, na maaaring masukat ang dalas ng pag-uulit ng mga partikular na character, na magbibigay-daan sa pagsira sa cipher system. Ang pagkakaroon ng impormasyon na ang mga random na napiling mga character ay maaaring tumugma sa isang pagkakataon na humigit-kumulang katumbas ng 0.067% (para sa English), posibleng matukoy ang posibilidad ng kanilang pagtutugma sa teksto. Nagbibigay-daan ito sa iyong gumawa ng pagtatantya ng haba ng key.
Pagsusuri ng dalas
Pagkatapos mong matukoy ang laki ng haba ng key, maaari mong simulan ang paglapat ng text sa iba't ibang column kung saan tumutugma ang mga ito sa ilang key character. Ang lahat ng mga column ay nabuo salamat sa orihinal na teksto, na naka-encode gamit ang Caesar cipher. At ang susi sa pamamaraang ito ng coding ay isang yunit ng pagsasalita para sa sistema ng Vigenère. Gamit ang mga tool na nagpapahintulot sa pagsira ng mga cipher ng Caesar, sa gayon ay makukumpleto namin ang pag-decryption ng text.
Ang isang pinahusay na anyo ng pagsusulit sa Kasiska, na kilala bilang pamamaraang Kirchhoff, ay batay sa paghahambing ng paglitaw ng mga frequency sa ilang partikular na simbolo sa bawat column. Salamat sa kanila, inihahambing ang dalas ng pag-uulit ng isang karakter sa mga pinagmulang teksto. Paano gamitin ang talahanayan ng Vigenère, alam ang lahat ng mga simbolo ng mga susi, nagiging malinaw sa cryptanalyst at hindi ito magiging mahirap na basahin ito sa panghuling proseso ng decryption. Ang mga paraan ng Kirchhoff na pamamaraan ay hindi naaangkop sa mga kaso kung saan ang ibinigay na sala-sala ng mga titik ay scrambled. Iyon ay, mayroong isang pag-alis mula sa karaniwang pagkakasunud-sunodmga titik sa alpabeto. Gayunpaman, mahalagang malaman na ang pagsusulit sa pagtutugma ay maihahambing pa rin sa pamamaraang Kasiska, at samakatuwid ay magagamit ang mga ito upang matukoy ang haba ng mga susi para sa mga espesyal na kaso.
Variability
Ang sistema ng alpabeto ay maaaring batay sa maraming iba pang mga parisukat, kung saan marami ang mga ito at madaling matandaan. Naaangkop sa isang par sa Vigenère square. Kabilang sa mga kilalang analohiya ang isang parisukat na pinangalanang Admiral F. Buford. Kinakatawan nito ang mga hilera ng talahanayan ng Vigenère, ngunit nakaturo pabalik. Si Sir Francis Beaufort ang taong lumikha ng sukat para sa pagtukoy sa bilis ng agos ng hangin.
Summing up
Makikita ang isang halimbawa ng talahanayan ng Vigenère sa figure sa ibaba.
Sa pangkalahatang data sa paraan ng pag-encrypt na ito, kasaysayan nito, pag-unlad at kaugnayan sa iba't ibang mga siyentipiko, mga paraan ng pag-decryption, mga pakinabang at disadvantages, malinaw na nating matutukoy ang konseptong ito bilang isang espesyal na paraan upang baguhin ang impormasyon mula sa isang anyo patungo sa isa pa gamit ang ang layunin ng pagtatago ng orihinal na data mula sa isang tiyak na bilang ng mga tao. Ang kakayahang mag-encode ng mga mensahe ay naging isang mahalagang estratehikong sangkap sa lahat ng digmaan ng tao.
