V tem članku bomo obravnavali Vigenèrovo tabelo za rusko abecedo, in sicer njen pomen v razvoju. Spoznajmo terminologijo, zgodovinska dejstva. Preučili bomo dešifriranje in njegove metode ter še marsikaj, kar nam bo na koncu omogočilo, da jasno opredelimo koncept Vigenèrove tabele.
Uvod
Obstaja koncept "šifriranja informacij" - to je določen mehanizem za interpretacijo informacij v drugo obliko, ki jo je mogoče prepoznati le, če poznamo način dešifriranja.
Vigenèrejeva šifra je ena takih metod večabecednega šifriranja informacij s spreminjanjem dobesednega besedila, ki ga je mogoče brati le s poznavanjem ključev. Ta večabecedna zamenjava ni bila izumljena naenkrat. Prvi znanstvenik, ki je opisal to metodo, je bil J. Battista Bellaso. To je storil na straneh knjige La cifra del. Sig. leta 1553 pa je metoda dobila ime po B. Vigenèru, diplomatu iz Francije. Njegova metodologija je precej preprosta za razumevanje in izvajanje. Tudi navadnim je nedostopenorodja za kriptoanalizo.
Zgodovinski podatki
L. Alberti, znani specialist na področju arhitekture in filozofije, je leta 1466 dal na pregled in ocenjevanje razpravo, ki je vsebovala informacije o šifriranju, poslali so ga v papežev urad. Informacije so povedale o različnih načinih izvajanja tega dejanja. Končni rezultat dela je predstavil v metodi kodiranja podatkov, ki jo je sam razvil in ki jo je imenoval "šifra, vredna kraljev". Ta šifrirni mehanizem je bil večabecedna struktura, ki je tvorila šifrirni disk. Izum tiskarskega stroja v Nemčiji leta 1518 je dal nov prostor za razvoj kriptografije.
Leta 1553 je bil storjen še en korak, ki je omogočil razvoj tega področja človeške dejavnosti. To je naredil J. Bellazo. Svoje delo je poimenoval "Šifra signorja Belasa". Tu je bila besedna zveza ali ena beseda uporabljena kot ključ, ki je služil kot geslo. V prihodnosti je te ideje preoblikoval Bellasov rojak, in sicer J. B. Porta. Glavna sprememba je bil predlog za opustitev standardnega abecednega reda v prvi vrstici tabele in s tem prehod na vrstni red, vzet iz poljubnih tem, ki se lahko uporabijo kot ključ, potreben za dešifriranje. V skladu z lekcijo kriptografije so vrstice tabel ohranile enake ciklične premike. Knjiga "O tajni korespondenci", ki jo je izdala Porta, je vsebovala informacije o bigramski šifri.
Sredina 16. stoletja,Italija. Tu se je pojavila knjižna izdaja dela G. Cardana, katerega cilj je odražati inovacije v kriptografskih idejah. Pojavil se je na primer koncept "kardanove mreže".
Ko se je Blaise seznanil z deli Bellaza, Cardana in drugih mislecev, se je začel zanimati tudi za kriptografsko delo. V prihodnosti je ustvaril šifro Vigenère. Drugo njegovo pomembno delo je bilo pisanje razprave o šifrah. V njej je avtor poskušal postaviti osnove kibernetske kriptografije.
Mnenja o šifri
Tabela Vigenère in metode kodiranja podatkov, ki so sledile njeni uporabi, so bile izjemno odporne na "ročno" pokanje. Matematik in pisatelj L. Carroll je temu šifrirnemu sistemu podelil naziv "nezlomljiv", kar je izrazil v članku o "abecedni šifri", objavljenem leta 1868
59 let pozneje je ena od ameriških revij govorila o Vigenèrovi metodi poliabecednega šifriranja dobesednega besedila, tako kot je Carroll prej. Vendar je bila v 19. stoletju izumljena metoda Kasiska, ki je omogočila, da te trditve ovržejo z zlomom šifrirnega sistema.
Gilbert Vernam je poskušal izboljšati pokvarjeno šifro, vendar je tudi ob upoštevanju njenega izboljšanja ostal nestabilen za kriptoanalizo. V prihodnosti je Vernam sam ustvaril sistem, ki ga ni mogoče dekodirati.
Splošne informacije
Tabela Vigenère za angleško abecedo je imela veliko različnih oblik interpretacije vnačini delovanja. Cezarjeva šifra je na primer predvidevala prisotnost abecednega premika za določeno število položajev. Na primer, tričrkovni premik bi pomenil, da bi črka A postala D in B bi postala E. Šifra, ki jo je ustvaril Vigenère, je sestavljena iz niza zaporednih sistemov Cezarjeve šifre. Tu ima lahko vsak premik drugačen pomen. Postopek kodiranja lahko vključuje uporabo posebnih abecednih tablic ali Vigenèrovih kvadratov (tabel). Za latinsko abecedo je bilo ustvarjenih 26 znakov, vsaka naslednja vrstica v njih pa je bila premaknjena za določeno število položajev. Simbol besede, ki služi kot ključ, določa izbiro uporabljene abecede.
Dešifriranje
S pomočjo šifriranja Vigenère so splošne značilnosti pogostosti ponavljanja znakov v izvoru "zabrisane". Vendar pa ostajajo značilnosti, katerih videz v besedilu se redno reproducira. Glavna slabost tega kodiranja je ponavljanje tipk. To vam omogoča, da zgradite proces kriptoanalize, sestavljen iz dveh stopenj:
- Določite dolžino gesla. To se naredi z analizo pogostosti distribucije različnih decimacija besedila. Z drugimi besedami, vzamejo vir s šifro, v kateri je vsaka druga črka del kode, nato uporabijo tretjo in tako naprej kot ključ.
- Uporaba orodij za kriptoanalizo, kar je vsotaCezarjeve šifre, ki jih je mogoče zlahka zlomiti, če jih obravnavamo ločeno drug od drugega.
Dolžino določimo s testoma Kasiska in Friedman.
Kasiska metoda
Prva oseba, ki je lahko razvila algoritem za zlom metode šifriranja Vigenère, je bil C. Babbage. Kot spodbudo je uporabil informacije, ki jih je prejel med izmenjavo pisem z J. Thwaitesom, kjer je trdil, da mu je uspelo razviti nov sistem kodiranja. Charles Babbage je sogovorniku dokazal nasprotno s tem, da ga je reduciral na poseben primer Vigenèrovega dela. Tweiss je nato Charlesu svetoval, naj vdre v vir. Za dekodiranjem besedila so bile skrite besede pesmi A. Tennysona, ključna beseda pa je bilo ime njegove žene Emily. Do objave odkritja ni prišlo na željo samega krekerja. Isti algoritem je odkril častnik pruske vojske Friedrich Wilhelm Kasiska, po katerem je dobil ime.
Ideja temelji na tehniki periodičnega ključnega toka. Naravna oblika jezika vsebuje tudi črkovne kombinacije, ki se lahko pogosto ponavljajo in se imenujejo bigrami in trigrami. Njihova pogostost ponavljanja omogoča pojav možnosti, ki bo pomagala določiti ključ za dešifriranje. Razdalja med ponavljanjem določenih struktur mora ustrezati večkratnosti dolžine slogana. Z izračunom najdaljšega skupnega trajanja vsake takšne razdalje je mogoče dobiti delovno hipotezo za dolžino ključa.
Kappa test
Še en način za dešifriranjeVigenèrovo tabelo in kodiranje, ki izhaja iz nje, lahko štejemo za test, ki ga je ustvaril V. Fridman. Ta metoda je bila razvita leta 1920. Tu je bil uporabljen koncept indeksa ujemanja, ki bi lahko meril pogostost ponavljanja določenih znakov, kar bi omogočilo razbijanje šifrirnega sistema. Ob informaciji, da se lahko naključno izbrani znaki ujemajo z verjetnostjo približno 0,067 % (za angleščino), je mogoče določiti verjetnost njihovega ujemanja v besedilu. To vam omogoča, da ustvarite oceno dolžine ključa.
Analiza pogostosti
Ko lahko določite velikost dolžine ključa, lahko začnete nameščati besedilo v različne stolpce, v katerih bo ustrezalo določenemu ključnemu znaku. Vsi stolpci so oblikovani zahvaljujoč izvirnemu besedilu, kodiranemu s Cezarjevo šifro. In ključ do te metode kodiranja je ena govorna enota za sistem Vigenère. Z orodji, ki omogočajo razbijanje Cezarjevih šifr, bomo s tem dokončali dešifriranje besedila.
Izboljšana oblika testa Kasiska, znana kot Kirchhoffova metoda, temelji na primerjavi pojavljanja frekvenc z določenimi simboli v vsakem stolpcu. Zahvaljujoč njim se primerja pogostost ponavljanja znaka v izvornih besedilih. Kako uporabljati tabelo Vigenère, saj pozna vse simbole ključev, postane kriptoanalitiku jasno in v končnem procesu dešifriranja je ne bo težko prebrati. Sredstva Kirchhoffove metode niso uporabna v primerih, ko je dana mreža črk kodirana. To pomeni, da obstaja odmik od standardnega zaporedjačrke v abecedi. Vendar je pomembno vedeti, da je test ujemanja še vedno primerljiv z metodo Kasiska, zato jih je mogoče uporabiti za določanje dolžine ključev za posebne primere.
Variabilnost
Abecedni sistem lahko temelji na številnih drugih kvadratih, ki jih je kar nekaj in si jih je enostavno zapomniti. Uporablja se enako kot Vigenèrov kvadrat. Znane analogije vključujejo trg, poimenovan po admiralu F. Bufordu. Predstavlja vrstice Vigenèrove tabele, vendar obrnjene nazaj. Sir Francis Beaufort je bil človek, ki je ustvaril lestvico za določanje hitrosti vetrnih tokov.
Povzetek
Primer mize Vigenère si lahko ogledate na spodnji sliki.
S splošnimi podatki o tej metodi šifriranja, njeni zgodovini, razvoju in odnosu z različnimi znanstveniki, metodah dešifriranja, prednostih in slabostih, lahko zdaj jasno opredelimo ta koncept kot poseben način za pretvorbo informacij iz ene oblike v drugo z cilj skriti izvirne podatke pred določenim številom oseb. Sposobnost kodiranja sporočil je bila pomembna strateška sestavina vseh človeških vojn.
