I denne artikel vil vi overveje Vigenère-tabellen for det russiske alfabet, nemlig dens betydning i udviklingen. Lad os stifte bekendtskab med terminologien, historiske fakta. Vi vil studere dekryptering og dens metoder, såvel som meget mere, som i sidste ende vil give os mulighed for klart at definere konceptet for Vigenère-tabellen.
Introduktion
Der er et begreb om "informationskryptering" - det er en bestemt mekanisme til at fortolke information til en anden form, som kun kan genkendes ved at kende den måde, den er dekrypteret på.
Vigenère-chifferet er en sådan metode til polyalfabetisk kryptering af information ved at foretage ændringer i den bogstavelige tekst, som kun kan læses ved at kende nøglerne. Denne polyalfabetiske substitution blev ikke opfundet på én gang. Den første videnskabsmand til at beskrive denne metode var J. Battista Bellaso. Det gjorde han på siderne i bogen La cifra del. Sig. i 1553 blev metoden dog opkaldt efter B. Vigenère, en diplomat fra Frankrig. Dens metode er ret enkel at forstå og udføre. Det er også utilgængeligt for almkryptanalyseværktøjer.
Historiske data
L. Alberti, en velkendt specialist inden for arkitektur og filosofi, sørgede i 1466 for inspektion og evaluering af en afhandling, der indeholdt information om kryptering, han blev sendt til pavens kontor. Oplysningerne fort alte om forskellige måder at udføre denne handling på. Slutresultatet af arbejdet blev præsenteret af ham i en metode til indkodning af data, som han personligt udviklede, som han kaldte "en cifre værdig til konger." Denne krypteringsmekanisme var en polyalfabetisk struktur, der dannede en krypteringsdisk. Opfindelsen af trykkeriet i Tyskland i 1518 gav nyt rum for udviklingen af kryptografi.
I 1553 blev der taget endnu et skridt for at tillade dette område af menneskelig aktivitet at udvikle sig. Dette blev gjort af J. Bellazo. Han kaldte sit værk "The Cipher of Signor Bellaso". Her blev der brugt en sætning eller et ord som nøgle, der fungerede som password. I fremtiden blev disse ideer forvandlet af Bellasos landsmand, nemlig J. B. Porta. Hovedændringen var forslaget om at opgive den almindelige alfabetiske rækkefølge i den første tabelrække og derfor overgangen til en rækkefølge taget fra vilkårlige emner, der kan bruges som den nødvendige nøgle til dekryptering. I overensstemmelse med lektionerne fra kryptografi beholdt rækkerne i tabellerne de samme cykliske skift. Bogen "On Secret Correspondence" udgivet af Porta indeholdt information om bigram-chifferet.
Midt af det 16. århundrede,Italien. Her udkom en bogudgave af G. Cardanos arbejde, der havde til formål at afspejle innovation i kryptografiske ideer. For eksempel dukkede konceptet "Cardano-gitteret" op.
Efter Blaise havde stiftet bekendtskab med Bellazos, Cardanos og andre tænkeres værker, blev han også interesseret i kryptografisk arbejde. I fremtiden skabte han Vigenère-chifferet. Et andet væsentligt værk af ham var at skrive en afhandling om ciphers. I den forsøgte forfatteren at redegøre for det grundlæggende i kybernetisk kryptografi.
Anmeldelser om chiffer
Vigenère-tabellen og datakodningsmetoderne, der fulgte af dens brug, var ekstremt modstandsdygtige over for "manuel" type krakning. Matematikeren og forfatteren L. Carroll tildelte dette chiffersystem titlen "unbreakable", hvilket han udtrykte i en artikel om "Alphabetic cipher" udgivet i 1868
59 år senere t alte et af de amerikanske magasiner om Vigenères metode til polyalfabetisk kryptering af bogstavelig tekst, ligesom Carroll havde tidligere. Men i det 19. århundrede blev Kasiska-metoden opfundet, hvilket gjorde det muligt at tilbagevise disse påstande ved at bryde chiffersystemet.
Gilbert Vernam gjorde et forsøg på at forbedre den ødelagte ciffer, men selv under hensyntagen til dens forbedring, forblev han ustabil over for kryptering. I fremtiden har Vernam faktisk selv skabt et system, der ikke kan afkodes.
Generelle oplysninger
Vigenère-tabellen for det engelske alfabet havde mange forskellige former for tolkningvirkemåder. For eksempel antog Cæsar-chifferet tilstedeværelsen af et alfabetisk skift med et vist antal positioner. For eksempel ville et skift på tre bogstaver betyde, at bogstavet A ville blive til et D, og B ville blive til et E. Chifferen skabt af Vigenère er dannet af en række på hinanden følgende Cæsar-ciffersystemer. Her kan ethvert skifte have en anden betydning. Kodningsprocessen kan involvere brug af specielle alfabetiske tabletter eller Vigenère-firkanter (tabeller). Seksogtyve tegn blev oprettet til det latinske alfabet, og enhver efterfølgende linje i dem blev flyttet med et vist antal positioner. Symbolet for det ord, der tjener som nøgle, bestemmer valget af det anvendte alfabet.
Dekryptering
Ved hjælp af Vigenère-kryptering er de generelle karakteristika for frekvensen af tegngentagelser i kilden "slørede". Der er dog tilbage træk, hvis udseende i teksten jævnligt gengives. Den største svaghed ved denne kodning er gentagelsen af nøgler. Dette giver dig mulighed for at bygge en kryptoanalyseproces, der består af to trin:
- Bestem adgangskodens længde. Dette gøres ved at analysere fordelingshyppigheden af forskellige tekstdecimeringer. Med andre ord tager de en kilde med et ciffer, hvor hvert andet bogstav er en del af koden, og bruger derefter det tredje osv. som en nøgle.
- Brugen af kryptoanalyseværktøjer, som er det samlede antalCæsar-cifre, som let kan brydes ved at betragte dem adskilt fra hinanden.
Længde bestemmes ved hjælp af Kasiska- og Friedman-testene.
Kasiska-metode
Den første person, der kunne udvikle en algoritme til at bryde Vigenère-krypteringsmetoden, var C. Babbage. Som et incitament brugte han information modtaget under en brevveksling med J. Thwaites, hvor han hævdede, at han var i stand til at udvikle et nyt kodningssystem. Charles Babbage beviste det modsatte over for sin samtalepartner ved at reducere ham til et bestemt tilfælde af Vigenères arbejde. Tweiss rådede derefter Charles til at hacke kilden. Afkodningen af teksten skjulte ordene i A. Tennysons digt, og nøgleordet var navnet på hans kone, Emily. Offentliggørelsen af opdagelsen skete ikke efter anmodning fra kikseren selv. Den samme algoritme blev opdaget af en preussisk hærofficer, Friedrich Wilhelm Kasiska, som den er opkaldt efter.
Idéen er baseret på den periodiske nøgleflow-teknik. Sprogets naturlige form indeholder også bogstavkombinationer, der ofte kan gentages og kaldes bigrammer og trigrammer. Deres gentagelsesfrekvens giver mulighed for at dukke op, som vil hjælpe med at bestemme dekrypteringsnøglen. Afstanden mellem gentagelsen af visse strukturer skal svare til mangfoldigheden af længden af sloganet. Ved at beregne den længste samlede varighed af hver sådan distance kan en arbejdshypotese for nøglelængden opnås.
Kappa-test
En anden måde at dekryptereVigenère-tabellen og den kodning, der er resultatet af den, kan betragtes som en test oprettet af V. Fridman. Denne metode blev udviklet i 1920. Her blev konceptet med et matchindeks brugt, som kunne måle hyppigheden af gentagelse af specifikke tegn, hvilket ville gøre det muligt at bryde chiffersystemet. Med information om, at tilfældigt udvalgte tegn kan matche med en chance på omtrent lig med 0,067% (for engelsk), er det muligt at bestemme sandsynligheden for deres matchning i teksten. Dette giver dig mulighed for at lave et skøn over nøglelængden.
Frekvensanalyse
Når du har bestemt størrelsen på nøglelængden, kan du begynde at indsætte tekst i forskellige kolonner, hvor de svarer til et eller andet nøgletegn. Alle kolonner er dannet takket være den originale tekst, kodet ved hjælp af Cæsar-chifferet. Og nøglen til denne kodningsmetode er én taleenhed til Vigenère-systemet. Ved at bruge værktøjer, der gør det muligt at bryde Cæsar-cifre, vil vi derved fuldføre dekrypteringen af teksten.
En forbedret form for Kasiska-testen, kendt som Kirchhoff-metoden, er baseret på at sammenligne forekomsten af frekvenser med bestemte symboler i hver kolonne. Takket være dem sammenlignes hyppigheden af gentagelse af en karakter i kildeteksterne. Hvordan man bruger Vigenère-tabellen, når man kender alle nøglernes symboler, bliver det klart for kryptanalytikeren, og det vil ikke være svært at læse det i den endelige dekrypteringsproces. Kirchhoff-metodens midler er ikke anvendelige i tilfælde, hvor det givne gitter af bogstaver er forvrænget. Det vil sige, at der er en afvigelse fra standardsekvensenbogstaver i alfabetet. Det er dog vigtigt at vide, at matchtesten stadig er sammenlignelig med Kasiska-metoden, og derfor kan de bruges til at bestemme længden af nøgler i særlige tilfælde.
Variabilitet
Alfabetsystemet kan være baseret på mange andre firkanter, som der er en del af, og som er nemme at huske. Gælder på lige fod med Vigenère-pladsen. Velkendte analogier omfatter en firkant opkaldt efter admiral F. Buford. Det repræsenterer rækkerne i Vigenère-tabellen, men peger bagud. Sir Francis Beaufort var manden, der skabte skalaen til at bestemme hastigheden af vindstrømme.
Opsummering
Et eksempel på en Vigenère-tabel kan ses i figuren nedenfor.
Med generelle data om denne krypteringsmetode, dens historie, udvikling og forhold til forskellige videnskabsmænd, dekrypteringsmetoder, fordele og ulemper, kan vi nu klart definere dette koncept som en særlig måde at transformere information fra en form til en anden med formålet med at skjule de originale data for et vist antal personer. Evnen til at kode meddelelser har været en vigtig strategisk ingrediens i alle menneskelige krige.
