Masa Vigenère. Metoda de encirculare polyalphabetic al textului alfabetic

În acest articol, vom lua în considerare tabelul Vigenère pentru alfabetul rus, și anume semnificația sa în dezvoltare. Vom cunoaște terminologia, faptele istorice. Vom studia decodificarea și metodele sale, precum și multe alte lucruri, care, în analiza finală, ne vor permite să definim în mod clar conceptul tabelului Vigenère.

introducere

Există conceptul de "criptare a informațiilor" - este un anumit mecanism pentru interpretarea informațiilor într-o altă formă, care poate fi învățată numai prin cunoașterea modului în care este decriptată.

Codul lui Vigenère este una dintre metodele de polarfabetică a criptării informațiilor prin efectuarea de modificări în textul alfabetic, care poate fi citit numai prin cunoașterea cheilor. Această înlocuire multi-alfabetică nu a fost inventată deodată. Primul om de știință care a descris această metodă a fost J. Battista Bellazo. A făcut asta pe paginile cărții La cifra del. Sig. în 1553, dar metoda a fost numită după B. Vigenère, diplomat din Franța. Metodologia lui este destul de simplă în înțelegere și execuție. Și, de asemenea, este inaccesibil pentru mijloacele convenționale de criptanaliză.

Date istorice

L. Alberti, un cunoscut specialist în domeniile arhitecturii și filosofiei, în 1466 a prevăzut o inspecție și evaluare a tratatului, care conținea informații despre criptare, el a fost trimis în biroul Papei. Informațiile au relatat despre diferitele modalități de a efectua această acțiune. Rezultatul final al lucrării ia fost prezentat în metoda personală de codificare a datelor, pe care a numit-o "un cifru demn de regii". Acest mecanism de criptare a fost o structură multi-alfabetică care a format discul de criptare. Invenția unui dispozitiv de tipărire în Germania în 1518 a dat un nou spațiu pentru dezvoltarea criptografiei.

În 1553 a fost luată o altă treaptă, permițând dezvoltarea acestui domeniu al activității umane. Acest lucru a fost comis de către J. Bellazo. El și-a numit opera "Signora Bellazo". Aici, ca o cheie, sa folosit o frază sau un cuvânt, care a servit drept parolă. În viitor, aceste idei au fost transformate de colegul belgian Bellazo, și anume JB Port. Principala modificare a fost propunerea nestandard în ordinea alfabetică, în primul rând de masă, și, prin urmare, trecerea la comanda, luate de la teme aleatorii, care pot fi folosite ca o cheie necesară pentru a decripta. În conformitate cu lecțiile de criptografie, rândurile de tabele au păstrat ciclul precedent de schimbări. Cartea "Despre corespondența secretă", emisă de Porte, a inclus informații despre cifrul digram.

La mijlocul secolului al XVI-lea, Italia. Aici a fost o ediție de carte a lucrării lui J. Cardano, care vizează reflectarea inovației în ideile criptografice. De exemplu, a apărut noțiunea de "latură Cardano".

După ce Blaise sa familiarizat cu lucrarea lui Bellazo, Cardano și a altor gânditori, el a devenit, de asemenea, interesat de criptografie. În viitor, a creat un cifru Vigenera. O altă lucrare semnificativă a fost scrierea unui tratat asupra cifrelor. În ea, autorul a încercat să explice fundamentele criptografiei cibernetice.

Tabelul Vigenera și metodele de codare a datelor rezultate din utilizarea sa au fost extrem de rezistente la hacking-ul tipului "manual". Specialistul de matematică și scriitor L. Carroll a dat acestui sistem cifra ca fiind "intactă", pe care a exprimat-o într-un articol despre "Cifrul alfabetului", publicat în 1868.

După 59 de ani, una dintre revistele americane a vorbit despre metoda de criptare polyalphabetic textului alfabetic, inventat Vigenere, precum și Carroll mai devreme. Cu toate acestea, în secolul al XIX-lea a fost inventat examenul kasiski, ceea ce a permis să respingă aceste afirmații, cracare un sistem de cifru.

Gilbert Vernam a fost o încercare care vizează îmbunătățirea crăpate cifrul, dar chiar și cu îmbunătățiri sale el a rămas rezistente la criptanaliza. În viitor, Vernam însuși a creat un sistem care nu poate fi decodificat.

Informații generale

Tabelul Vigenera pentru alfabetul englez a avut multe forme diferite de interpretare în modul de exploatare. De exemplu, cifra lui Caesar a presupus existența unei schimbări alfabetice la un anumit număr de poziții. De exemplu, o schimbare de trei litere ar însemna că litera A ar deveni D, iar B s-ar transforma în E. Cifra creată de Visioner este formată dintr-o serie de mai multe sisteme de cifre Cezar consecutive. Aici, orice schimbare poate avea o valoare diferită. Procesul de codificare poate implica utilizarea de tablete speciale sau pătrate (tabele) speciale din Vigenère. Pentru alfabetul latin, au fost create douăzeci și șase de caractere, iar orice linie ulterioară din ele a fost mutată în anumite poziții. Simbolul cuvântului care servește ca cheie determină alegerea alfabetului utilizat.

descifra

Cu ajutorul lui metoda de criptare Vigenera "estomparea" caracteristicilor generale ale frecvenței de repetiție a simbolului în sursă are loc. Cu toate acestea, rămân caracteristici ale căror aspect în text este reprodus în mod regulat. Principala slăbiciune a acestei codificări este repetarea cheilor. Acest lucru ne permite să construim un proces de criptanaliză, alcătuit din două etape:

1. Determinați lungimea parolei. Acest lucru se face prin analiza distribuției frecvenței diferitelor subțiri ale textului. Cu alte cuvinte, sursa de încărcare cu codul, în care fiecare a doua literă este parte a codului, apoi folosind al treilea și așa mai departe. D. Dacă a reușit să ajungă la punctul în care distribuția de frecvență este prea mare, o diferență de uniformitate, este posibil să se determine lungimea cuvântului folosit în calitatea cheii.
2. Utilizarea criptanalizei înseamnă că este numărul total de cifre Cezar care pot fi ușor crăpate, considerându-le separat una de cealaltă.

Lungimea este determinată de testele Kasiski și Friedman.

Hooker Fashion

Primul care ar putea dezvolta un algoritm de hacking a metodei criptografice a lui Vigenère a fost C. Bebbage. Ca un stimulent, el a folosit informațiile obținute în timpul schimbului de scrisori cu J. Twits, unde a susținut că a reușit să dezvolte un nou sistem de codificare. Charles Babbage a dovedit interlocutorului contrariul prin aducerea lui într-un caz particular al scrierilor lui Vigenère. După aceea, Tweiss la sfătuit pe Charles să spargă sursa. Descifrarea textului ascunde în sine cuvintele poeziei lui A. Tennyson, iar cuvântul cheie era numele soției sale, Emily. Publicarea descoperirii nu a avut loc la cererea sa. Același algoritm a fost deschis de către un ofițer al armatei din Prusia, Friedrich Wilhelm Kasisk, după care a fost numit.

Ideea se bazează pe metoda fluxului cheie periodic. Forma naturală a limbii conține, de asemenea, combinațiile de litere, care se pot repeta adesea și se numesc bigrame și trigrame. Rata de repetare a acestora permite o șansă de apariție care va ajuta la determinarea cheii pentru decriptare. Distanța care se află între repetarea anumitor structuri trebuie să corespundă multiplicității lungimii sloganului. Prin calcularea celei mai mari durate totale a fiecărei distanțe, se poate obține o ipoteză de lucru a lungimii cheii.

Testul Kappa

Un alt mod de descifrare de masă Vigenere, și care derivă din aceasta codificări poate fi considerat un test creat de B. Friedman. Această metodă a fost dezvoltată în 1920. Aici conceptul se potrivește a fost utilizat indicele, care poate măsura frecvența repetarea caracterelor specifice, ar permite de a sparge sistemul de cifru. Cu informații care simbolurile selectate aleatoriu poate coincide cu o șansă de aproximativ egală cu 0,067% (pentru limba engleză), este posibil să se determine probabilitatea unui meci în text. Aceasta vă permite să creați o estimare a lungimii cheii.

Analiza de frecvență

După ce puteți determina mărimea lungimii cheii, puteți începe înscrierea textului în diferite coloane, în care acestea vor corespunde oricărui simbol cheie. Toate coloanele se formează datorită textului original, codificat cu ajutorul cifrului lui Caesar. Iar cheia acestei metode de codificare este o unitate de vorbire pentru sistemul Vigenera. Folosind instrumente care vă permit să spargeți cipurile de la Caesar, făcând astfel descifrarea completă a textului.

Forma îmbunătățită a testului Kasiski, cunoscută sub numele de metoda Kirchhoff, se bazează pe compararea apariției frecvențelor cu anumite simboluri în fiecare coloană. Datorită acestora, frecvența repetiției simbolurilor este comparată în textele sursă. Cum se utilizează tabelul Vigenere, știind toate simbolurile cheie, criptanalizatorul devine clar și nu va fi dificil să îl citești în procesul final de decriptare. Mijloacele metodei Kirchhoff nu se aplică în cazul în care această latură de litere este codificată. Adică, există o abatere de la secvența standard a literelor din alfabet. Cu toate acestea, este important să știți că testul de coincidență este încă comparabil cu metoda Kasiski, deci cu ajutorul acestora se poate determina lungimea cheilor pentru anumite cazuri.

variabilitate

Un sistem alfabetic poate fi bazat pe o varietate de alte pătrate, care sunt destul de puține și sunt ușor de reținut. Se aplică la egalitate cu piața Vigenère. La analogiile cunoscute se poate atribui un pătrat, numit în onoarea amiralului F. Beauford. Este o linie a mesei Vigenère, dar direcționată în direcția opusă. Sir Francis Beaufort a fost persoana care a creat scara pentru determinarea vitezei vânturilor.

Rezumă

Un exemplu de tabel Vigenière poate fi văzut în figura de mai jos.

Cu ajutorul datelor partajate cu privire la această metodă de criptare, istoria sa, dezvoltare și relații cu diverse oameni de știință, metode de decriptare, argumente pro și contra, suntem acum în măsură să definească în mod clar conceptul ca un mod special de a transforma informațiile de la o formă la alta pentru a ascunde datele brute dintr-o anumită numărul de persoane. Abilitatea de a codifica mesajele a fost o componentă strategică importantă a tuturor războaielor umane.