В тази статия ще разгледаме таблицата на Виженер за руската азбука, а именно нейното значение в развитието. Нека се запознаем с терминологията, исторически факти. Ще изучаваме декриптирането и неговите методи, както и много повече, което в крайна сметка ще ни позволи да дефинираме ясно концепцията на таблицата на Виженер.
Въведение
Има концепция за "криптиране на информация" - това е определен механизъм за интерпретиране на информация в друга форма, която може да бъде разпозната само като се знае начина, по който е декриптирана.
Шифърът на Vigenère е един такъв метод за полиазбучно криптиране на информация чрез извършване на промени в буквалния текст, който може да бъде прочетен само чрез познаване на ключовете. Тази полиазбучна замяна не е изобретена наведнъж. Първият учен, който описва този метод, е Дж. Батиста Беласо. Той направи това на страниците на книгата La cifra del. Сиг. през 1553 г. обаче методът е кръстен на Б. Виженер, дипломат от Франция. Неговата методология е доста проста за разбиране и изпълнение. Тя също е недостъпна за обикновенитеинструменти за криптоанализ.
Исторически данни
L. Алберти, известен специалист в областта на архитектурата и философията, през 1466 г. предоставя за проверка и оценка трактат, който съдържа информация за криптирането, той е изпратен в канцеларията на папата. Информацията разказва за различни начини за извършване на това действие. Крайният резултат от работата беше представен от него в метод за кодиране на данни, който той лично разработи, който той нарече „шифър, достоен за царе“. Този механизъм за криптиране беше полиазбучна структура, която образува диск за криптиране. Изобретяването на печатната преса в Германия през 1518 г. дава ново пространство за развитието на криптографията.
През 1553 г. е направена още една стъпка, за да се позволи развитието на тази област на човешката дейност. Това е направено от Дж. Белазо. Той нарече работата си "Шифърът на синьор Белазо". Тук се използва фраза или една дума като ключ, който служи като парола. В бъдеще тези идеи бяха трансформирани от сънародника на Беласо, а именно J. B. Porta. Основната промяна беше предложението да се изостави стандартния азбучен ред в първия ред на таблицата и следователно преходът към ред, взет от произволни теми, които могат да се използват като ключ, необходим за декриптиране. В съответствие с уроците по криптография, редовете на таблиците запазват същите циклични измествания. Книгата "За тайната кореспонденция", публикувана от Порта, включва информация за биграмния шифър.
Средата на 16-ти век,Италия. Тук се появи книжно издание на работата на Г. Кардано, насочено към отразяване на иновациите в криптографските идеи. Например, се появи концепцията за „решетката Cardano“.
След като Блейз се запознава с произведенията на Белазо, Кардано и други мислители, той се интересува и от криптографската работа. В бъдеще той създава шифъра на Виженер. Друга значима негова работа е написването на трактат за шифри. В него авторът се опита да изложи основите на кибернетичната криптография.
Отзиви за шифъра
Таблицата на Vigenère и методите за кодиране на данни, които последваха от нейната употреба, бяха изключително устойчиви на „ръчно“кракване. Математикът и писател Л. Карол присъжда на тази шифрова система заглавието „нечуплива“, което той изрази в статия за „Азбучен шифър“, публикувана през 1868 г.
59 години по-късно едно от американските списания говори за метода на Виженер за полиазбучно криптиране на буквалния текст, точно както Карол преди. Въпреки това, през 19-ти век е изобретен методът Kasiska, който прави възможно тези твърдения да бъдат опровергани чрез разбиване на шифрованата система.
Гилбърт Вернам направи опит да подобри разбития шифър, но дори като се вземе предвид подобрението му, той остана нестабилен за криптоанализа. В бъдеще самият Вернам всъщност създаде система, която не може да бъде декодирана.
Обща информация
Таблицата на Виженер за английската азбука имаше много различни форми на интерпретация вначини на работа. Например, шифърът на Цезар предполага наличието на азбучно изместване с определен брой позиции. Например, трибуквено изместване би означавало, че буквата A ще стане D, а B ще стане E. Шифърът, създаден от Vigenère, се формира от поредица от последователни системи за шифроване на Цезар. Тук всяка промяна може да има различно значение. Процесът на кодиране може да включва използването на специални азбучни таблетки или квадратчета (таблици) на Виженер. Двадесет и шест знака бяха създадени за латинската азбука и всеки следващ ред в тях беше изместен с определен брой позиции. Символът на думата, която служи като ключ, определя избора на използваната азбука.
Декриптиране
С помощта на криптирането на Vigenère общите характеристики на честотата на повторение на знаци в източника са "замъглени". Въпреки това остават характеристики, чието появяване в текста редовно се възпроизвежда. Основната слабост на това кодиране е повторението на клавишите. Това ви позволява да изградите процес на криптоанализ, състоящ се от два етапа:
- Определете дължината на паролата. Това се прави чрез анализ на честотата на разпространение на различни текстови децимации. С други думи, те вземат източник с шифър, в който всяка втора буква е част от кода, след което използват третата и т. н. като ключ.
- Използването на инструменти за криптоанализ, което е общата сумаШифрове на Цезар, които могат лесно да бъдат разбити, като се разглеждат отделно един от друг.
Дължината се определя с помощта на тестовете на Kasiska и Friedman.
Касиска метод
Първият човек, който можеше да разработи алгоритъм за разбиване на метода за криптиране на Vigenère, беше C. Babbage. Като стимул той използва информацията, получена по време на размяна на писма с Дж. Туейтс, където твърди, че е в състояние да разработи нова система за кодиране. Чарлз Бабидж доказва обратното на своя събеседник, като го свежда до конкретен случай от творчеството на Виженер. След това Tweiss посъветва Чарлз да хакне източника. Декодирането на текста скри думите от стихотворението на А. Тенисън, а ключовата дума беше името на съпругата му Емили. Публикуването на откритието не е станало по искане на самия крекер. Същият алгоритъм е открит от офицер от пруската армия Фридрих Вилхелм Касиска, на когото е кръстен.
Идеята се основава на техниката на периодичния ключов поток. Естествената форма на езика съдържа и комбинации от букви, които могат да се повтарят често и се наричат биграми и триграми. Тяхната честота на повторение позволява да се появи шанс, който ще помогне да се определи ключа за декриптиране. Разстоянието между повторението на определени структури трябва да съответства на кратността на дължината на слогана. Чрез изчисляване на най-дългата обща продължителност на всяко такова разстояние може да се получи работна хипотеза за дължината на ключа.
Капа тест
Друг начин за дешифриранеТаблицата на Виженер и кодирането, произтичащо от нея, може да се счита за тест, създаден от В. Фридман. Този метод е разработен през 1920 г. Тук е използвана концепцията за индекс на съвпадение, който може да измерва честотата на повторение на конкретни знаци, което би позволило разбиване на шифрованата система. Имайки информация, че произволно избраните знаци могат да съвпадат с шанс приблизително равен на 0,067% (за английски), е възможно да се определи вероятността за съвпадението им в текста. Това ви позволява да създадете приблизителна дължина на ключа.
Анализ на честотата
След като можете да определите размера на дължината на ключа, можете да започнете да поставяте текст в различни колони, в които те ще съответстват на някакъв ключов знак. Всички колони се формират благодарение на оригиналния текст, кодиран с помощта на шифъра на Цезар. И ключът към този метод на кодиране е една речева единица за системата Vigenère. Използвайки инструменти, които позволяват разбиване на шифри на Цезар, по този начин ще завършим дешифрирането на текста.
Подобрена форма на теста на Касиска, известна като метода на Кирхоф, се основава на сравняване на честотите с определени символи във всяка колона. Благодарение на тях се сравнява честотата на повторение на даден знак в изходните текстове. Как да използвате таблицата на Vigenère, знаейки всички символи на ключовете, става ясно на криптоаналитика и няма да е трудно да я прочете в окончателния процес на декриптиране. Средствата на метода на Кирхоф не са приложими в случаите, когато дадената решетка от букви е кодирана. Тоест има отклонение от стандартната последователностбукви в азбуката. Важно е обаче да се знае, че тестът за съвпадение все още е сравним с метода Kasiska и следователно те могат да се използват за определяне на дължината на ключовете за специални случаи.
Променливост
Азбучната система може да се основава на много други квадрати, от които има доста и са лесни за запомняне. Приложим наравно с площада Виженер. Известни аналогии включват площад, кръстен на адмирал Ф. Бюфорд. Представлява редовете на таблицата на Виженер, но сочещи назад. Сър Франсис Бофорт беше човекът, който създаде скалата за определяне на скоростта на вятърните течения.
Обобщаване
Пример за маса на Vigenère може да се види на фигурата по-долу.
С общи данни за този метод на криптиране, неговата история, развитие и взаимоотношения с различни учени, методи за декриптиране, предимства и недостатъци, вече можем ясно да дефинираме тази концепция като специален начин за трансформиране на информация от една форма в друга с целта да се скрият оригиналните данни от определен брой лица. Способността за кодиране на съобщения е била важна стратегическа съставка във всички човешки войни.
