Në këtë artikull do të shqyrtojmë tabelën Vigenère për alfabetin rus, përkatësisht rëndësinë e saj në zhvillim. Le të njihemi me terminologjinë, faktet historike. Ne do të studiojmë deshifrimin dhe metodat e tij, si dhe shumë më tepër, të cilat në fund do të na lejojnë të përcaktojmë qartë konceptin e tabelës Vigenère.
Hyrje
Ekziston një koncept i "kriptimit të informacionit" - është një mekanizëm i caktuar për interpretimin e informacionit në një formë tjetër, i cili mund të njihet vetëm duke ditur mënyrën se si deshifrohet.
Siferi Vigenère është një metodë e tillë e kriptimit polialfabetik të informacionit duke bërë ndryshime në tekstin literal që mund të lexohen vetëm duke ditur çelësat. Ky zëvendësim polialfabetik nuk u shpik menjëherë. Shkencëtari i parë që përshkroi këtë metodë ishte J. Battista Bellaso. Ai e bëri këtë në faqet e librit La cifra del. Sig. në 1553, megjithatë, metoda u emërua pas B. Vigenère, një diplomat nga Franca. Metodologjia e saj është mjaft e thjeshtë për t'u kuptuar dhe ekzekutuar. Është gjithashtu i paarritshëm për të zakonshëmmjetet e kriptanalizës.
Të dhënat historike
L. Alberti, një specialist i njohur në fushat e arkitekturës dhe filozofisë, në vitin 1466 ofroi për inspektim dhe vlerësim një traktat që përmbante informacione mbi enkriptimin, ai u dërgua në zyrën e Papës. Informacioni tregoi për mënyra të ndryshme për të kryer këtë veprim. Rezultati përfundimtar i punës u prezantua prej tij në një metodë të kodimit të të dhënave që ai zhvilloi personalisht, të cilën ai e quajti "një shifër e denjë për mbretërit". Ky mekanizëm kriptimi ishte një strukturë polialfabetike që formonte një disk kriptimi. Shpikja e shtypshkronjës në Gjermani në 1518 i dha hapësirë të re zhvillimit të kriptografisë.
Në 1553, u ndërmor një hap tjetër për të lejuar zhvillimin e kësaj fushe të veprimtarisë njerëzore. Këtë e ka bërë J. Bellazo. Ai e quajti veprën e tij "The Shipher of Signor Bellaso". Këtu, një frazë ose një fjalë përdorej si çelës, i cili shërbente si fjalëkalim. Në të ardhmen, këto ide u transformuan nga bashkatdhetari i Bellasos, përkatësisht J. B. Porta. Ndryshimi kryesor ishte propozimi për të braktisur renditjen standarde alfabetike në rreshtin e parë të tabelës dhe, për rrjedhojë, kalimi në një renditje të marrë nga tema arbitrare që mund të përdoren si çelësi i nevojshëm për deshifrimin. Në përputhje me mësimet e kriptografisë, rreshtat e tabelave ruajtën të njëjtat ndërrime ciklike. Libri "Mbi korrespondencën sekrete" i botuar nga Porta përfshinte informacione për shifrën bigram.
Mesi i shekullit të 16-të,Italia. Këtu u shfaq një botim libri i veprës së G. Cardano, që synonte pasqyrimin e inovacionit në idetë kriptografike. Për shembull, u shfaq koncepti i "grilës Cardano".
Pasi Blaise u njoh me veprat e Bellazo, Cardano dhe mendimtarë të tjerë, ai u interesua edhe për punën kriptografike. Në të ardhmen, ai krijoi shifrën Vigenère. Një punë tjetër e tij domethënëse ishte shkrimi i një traktati mbi shifrat. Në të, autori u përpoq të parashtronte bazat e kriptografisë kibernetike.
Komente rreth shifrës
Tabela Vigenère dhe metodat e kodimit të të dhënave që pasuan nga përdorimi i saj ishin jashtëzakonisht rezistente ndaj plasaritjes së tipit "manual". Matematikani dhe shkrimtari L. Carroll i dha këtij sistemi shifror titullin "i pathyeshëm", të cilin ai e shprehu në një artikull mbi "Shifrin alfabetik" të botuar në 1868
59 vjet më vonë, një nga revistat amerikane foli për metodën e Vigenère-it të kriptimit polialfabetik të tekstit të mirëfilltë, ashtu si Carroll më parë. Megjithatë, në shekullin e 19-të, u shpik metoda Kasiska, e cila bëri të mundur përgënjeshtrimin e këtyre pretendimeve duke thyer sistemin e shifrave.
Gilbert Vernam bëri një përpjekje për të përmirësuar shifrën e thyer, por edhe duke marrë parasysh përmirësimin e tij, ai mbeti i paqëndrueshëm ndaj kriptanalizës. Në të ardhmen, vetë Vernam ka krijuar një sistem që nuk mund të dekodohet.
Informacion i përgjithshëm
Tabela Vigenère për alfabetin anglez kishte shumë forma të ndryshme interpretimi nëmënyrat e funksionimit. Për shembull, shifra e Cezarit supozoi praninë e një zhvendosjeje alfabetike me një numër të caktuar pozicionesh. Për shembull, një zhvendosje me tre shkronja do të nënkuptonte që shkronja A do të bëhej një D dhe B do të bëhej një E. Shifra e krijuar nga Vigenère është formuar nga një seri sistemesh të njëpasnjëshme shifrore të Cezarit. Këtu, çdo ndryshim mund të ketë një kuptim tjetër. Procesi i kodimit mund të përfshijë përdorimin e tabletave të veçanta alfabetike ose katrorëve (tabelave) Vigenère. Njëzet e gjashtë karaktere u krijuan për alfabetin latin dhe çdo rresht pasues në to u zhvendos nga një numër i caktuar pozicionesh. Simboli i fjalës që shërben si çelës përcakton zgjedhjen e alfabetit të përdorur.
Deshifrim
Me ndihmën e enkriptimit Vigenère, karakteristikat e përgjithshme të shpeshtësisë së përsëritjes së karaktereve në burim janë "të paqarta". Megjithatë, mbeten veçori, pamja e të cilave në tekst riprodhohet rregullisht. Dobësia kryesore e këtij kodimi është përsëritja e çelësave. Kjo ju lejon të ndërtoni një proces kriptanalizë të përbërë nga dy faza:
- Përcaktoni gjatësinë e fjalëkalimit. Kjo bëhet duke analizuar frekuencën e shpërndarjes së decimacioneve të ndryshme të tekstit. Me fjalë të tjera, ata marrin një burim me një shifër në të cilën çdo shkronjë e dytë është pjesë e kodit, pastaj përdorin të tretën dhe kështu me radhë si çelës.
- Përdorimi i mjeteve të kriptanalizës, që është totaliShifrat e Cezarit, të cilat mund të thyhen lehtësisht duke i konsideruar veçmas nga njëri-tjetri.
Gjatësia përcaktohet duke përdorur testet Kasiska dhe Friedman.
Metoda Kasiska
Personi i parë që mundi të zhvillonte një algoritëm për thyerjen e metodës së enkriptimit Vigenère ishte C. Babbage. Si nxitje, ai përdori informacionin e marrë gjatë një shkëmbimi letrash me J. Thwaites, ku ai pretendoi se ishte në gjendje të zhvillonte një sistem të ri kodimi. Charles Babbage i provoi të kundërtën bashkëbiseduesit duke e reduktuar në një rast të veçantë të veprës së Vigenère. Tweiss më pas këshilloi Charles të hakonte burimin. Dekodimi i tekstit fshehu fjalët e poemës së A. Tennyson dhe kryefjala ishte emri i gruas së tij, Emily. Publikimi i zbulimit nuk u bë me kërkesë të vetë krisurit. I njëjti algoritëm u zbulua nga një oficer i ushtrisë prusiane, Friedrich Wilhelm Kasiska, pas të cilit është emëruar.
Ideja bazohet në teknikën periodike të rrjedhës së çelësit. Forma natyrale e gjuhës përmban gjithashtu kombinime shkronjash që mund të përsëriten shpesh dhe quhen bigram dhe trigram. Frekuenca e tyre e përsëritjes lejon një shans të shfaqet që do të ndihmojë në përcaktimin e çelësit të deshifrimit. Distanca midis përsëritjes së strukturave të caktuara duhet të korrespondojë me shumësinë e gjatësisë së sloganit. Duke llogaritur kohëzgjatjen totale më të gjatë të secilës distancë të tillë, mund të merret një hipotezë pune për gjatësinë e çelësit.
Testi Kappa
Një mënyrë tjetër për të deshifruarTabela Vigenère dhe kodimi që rezulton prej saj mund të konsiderohet një test i krijuar nga V. Fridman. Kjo metodë u zhvillua në vitin 1920. Këtu u përdor koncepti i një indeksi të përputhjes, i cili mund të masë frekuencën e përsëritjes së karaktereve specifike, gjë që do të lejonte thyerjen e sistemit të shifrimit. Duke pasur informacion që karakteret e zgjedhur rastësisht mund të përputhen me një shans afërsisht të barabartë me 0,067% (për anglisht), është e mundur të përcaktohet probabiliteti i përputhjes së tyre në tekst. Kjo ju lejon të krijoni një vlerësim të gjatësisë së çelësit.
Analiza e frekuencës
Pasi të mund të përcaktoni madhësinë e gjatësisë së çelësit, mund të filloni të vendosni tekstin në kolona të ndryshme në të cilat ato do të korrespondojnë me ndonjë karakter kyç. Të gjitha kolonat janë formuar falë tekstit origjinal, të koduar duke përdorur shifrën e Cezarit. Dhe çelësi i kësaj metode kodimi është një njësi e të folurit për sistemin Vigenère. Duke përdorur mjete që lejojnë thyerjen e shifrave të Cezarit, ne do të përfundojmë në këtë mënyrë deshifrimin e tekstit.
Një formë e përmirësuar e testit Kasiska, e njohur si metoda Kirchhoff, bazohet në krahasimin e shfaqjes së frekuencave me simbole të caktuara në secilën kolonë. Falë tyre krahasohet shpeshtësia e përsëritjes së një personazhi në tekstet burimore. Si të përdorni tabelën Vigenère, duke ditur të gjitha simbolet e çelësave, bëhet e qartë për kriptanalistin dhe nuk do të jetë e vështirë ta lexoni atë në procesin përfundimtar të deshifrimit. Mjetet e metodës Kirchhoff nuk janë të zbatueshme në rastet kur rrjeta e dhënë e shkronjave është e fërguar. Kjo do të thotë, ka një largim nga sekuenca standardeshkronjat në alfabet. Megjithatë, është e rëndësishme të dini se testi i ndeshjes është ende i krahasueshëm me metodën Kasiska dhe për këtë arsye ato mund të përdoren për të përcaktuar gjatësinë e çelësave për raste të veçanta.
Ndryshueshmëri
Sistemi i alfabetit mund të bazohet në shumë katrorë të tjerë, prej të cilëve ka mjaft dhe janë të lehtë për t'u mbajtur mend. E aplikueshme në të njëjtin nivel me sheshin Vigenère. Analogjitë e njohura përfshijnë një shesh me emrin Admiral F. Buford. Ai përfaqëson rreshtat e tabelës Vigenère, por duke treguar prapa. Sir Francis Beaufort ishte njeriu që krijoi shkallën për përcaktimin e shpejtësisë së rrymave të erës.
Përmbledhje
Një shembull i një tabele Vigenère mund të shihet në figurën më poshtë.
Me të dhëna të përgjithshme për këtë metodë të kriptimit, historinë, zhvillimin dhe marrëdhëniet e saj me shkencëtarë të ndryshëm, metodat e deshifrimit, avantazhet dhe disavantazhet, tani mund ta përcaktojmë qartë këtë koncept si një mënyrë të veçantë për të transformuar informacionin nga një formë në tjetrën me qëllimi për të fshehur të dhënat origjinale nga një numër i caktuar personash. Aftësia për të koduar mesazhe ka qenë një përbërës i rëndësishëm strategjik në të gjitha luftërat njerëzore.
