În acest articol vom lua în considerare tabelul Vigenère pentru alfabetul rus, și anume semnificația sa în dezvoltare. Să ne familiarizăm cu terminologia, faptele istorice. Vom studia decriptarea și metodele acesteia, precum și multe altele, care în cele din urmă ne vor permite să definim clar conceptul tabelului Vigenère.
Introducere
Există un concept de „criptare a informațiilor” - este un anumit mecanism de interpretare a informațiilor într-o altă formă, care poate fi recunoscut doar cunoscând modul în care sunt decriptate.
Cifrul Vigenère este o astfel de metodă de criptare polialfabetică a informațiilor prin efectuarea unor modificări în textul literal care pot fi citite doar cunoscând cheile. Această substituție polialfabetică nu a fost inventată dintr-o dată. Primul om de știință care a descris această metodă a fost J. Battista Bellaso. A făcut acest lucru în paginile cărții La cifra del. Sig. în 1553, însă, metoda a fost numită după B. Vigenère, un diplomat din Franța. Metodologia sa este destul de simplu de înțeles și de executat. De asemenea, este inaccesibil pentru obișnuițiinstrumente de criptoanaliza.
Date istorice
L. Alberti, cunoscut specialist în domeniile arhitecturii și filosofiei, în 1466 a furnizat spre inspecție și evaluare un tratat care conținea informații despre criptare, fiind trimis la biroul Papei. Informațiile au spus despre diferite moduri de a efectua această acțiune. Rezultatul final al lucrării a fost prezentat de el într-o metodă de codificare a datelor pe care a dezvoltat-o personal, pe care a numit-o „un cifr demn de regi”. Acest mecanism de criptare a fost o structură polialfabetică care a format un disc de criptare. Invenția tiparului în Germania în 1518 a oferit un nou spațiu pentru dezvoltarea criptografiei.
În 1553, a fost făcut un alt pas pentru a permite dezvoltarea acestui domeniu de activitate umană. Aceasta a fost făcută de J. Bellazo. Și-a numit lucrarea „Cifrul signorului Bellaso”. Aici, o frază sau un cuvânt a fost folosit ca o cheie, care a servit drept parolă. Pe viitor, aceste idei au fost transformate de compatriotul lui Bellaso, respectiv J. B. Porta. Principala modificare a fost propunerea de a abandona ordinea alfabetică standard în primul rând de tabel și, prin urmare, trecerea la o ordine preluată din subiecte arbitrare care poate fi folosită ca cheie necesară pentru decriptare. În conformitate cu lecțiile de criptografie, rândurile tabelelor au păstrat aceleași deplasări ciclice. Cartea „Despre corespondența secretă” publicată de Porta includea informații despre cifra bigramă.
Mijlocul secolului al XVI-lea,Italia. Aici a apărut o ediție de carte a lucrării lui G. Cardano, menită să reflecte inovația în ideile criptografice. De exemplu, a apărut conceptul de „zăbrele Cardano”.
După ce Blaise s-a familiarizat cu lucrările lui Bellazo, Cardano și alți gânditori, a devenit și el interesat de munca criptografică. În viitor, el a creat cifrul Vigenère. O altă lucrare semnificativă a lui a fost scrierea unui tratat despre cifruri. În ea, autorul a încercat să prezinte elementele de bază ale criptografiei cibernetice.
Recenzii despre cifr
Tabelul Vigenère și metodele de codificare a datelor care au urmat în urma utilizării sale au fost extrem de rezistente la fisurarea de tip „manual”. Matematicianul și scriitorul L. Carroll i-a acordat acestui sistem de criptare titlul de „inrupabil”, pe care l-a exprimat într-un articol despre „cifrul alfabetic” publicat în 1868
59 de ani mai târziu, una dintre revistele americane a vorbit despre metoda Vigenère de criptare polialfabetică a textului literal, la fel cum făcuse Carroll anterior. Cu toate acestea, în secolul al XIX-lea, a fost inventată metoda Kasiska, care a făcut posibilă respingerea acestor afirmații prin ruperea sistemului de criptare.
Gilbert Vernam a încercat să îmbunătățească cifrul spart, dar chiar și ținând cont de îmbunătățirea acestuia, a rămas instabil în fața criptoanalizei. În viitor, Vernam însuși a creat de fapt un sistem care nu poate fi decodat.
Informații generale
Tabelul Vigenère pentru alfabetul englez a avut multe forme diferite de interpretare înmoduri de operare. De exemplu, cifrul Caesar a presupus prezența unei schimbări alfabetice cu un anumit număr de poziții. De exemplu, o schimbare de trei litere ar însemna că litera A ar deveni un D și B ar deveni un E. Cifrul creat de Vigenère este format dintr-o serie de sisteme de cifrare Caesar succesive. Aici, orice schimbare poate avea un alt sens. Procesul de codificare poate implica utilizarea de tablete alfabetice speciale sau pătrate Vigenère (tabele). Douăzeci și șase de caractere au fost create pentru alfabetul latin și orice linie ulterioară din ele a fost deplasată cu un anumit număr de poziții. Simbolul cuvântului care servește drept cheie determină alegerea alfabetului folosit.
Decriptare
Cu ajutorul criptării Vigenère, caracteristicile generale ale frecvenței de repetare a caracterelor în sursă sunt „neclare”. Cu toate acestea, rămân caracteristici a căror apariție în text este reprodusă în mod regulat. Principala slăbiciune a acestei codificări este repetarea tastelor. Acest lucru vă permite să construiți un proces de criptoanaliza constând din două etape:
- Determină lungimea parolei. Acest lucru se realizează prin analizarea frecvenței de distribuție a diferitelor decimare a textului. Cu alte cuvinte, ei iau o sursă cu un cifr în care fiecare a doua literă face parte din cod, apoi o folosesc pe a treia și așa mai departe. ca o cheie.
- Utilizarea instrumentelor de criptoanaliza, care este totalulCifrurile Caesar, care pot fi sparte cu ușurință considerându-le separat unele de altele.
Lungimea este determinată folosind testele Kasiska și Friedman.
Metoda Kasiska
Prima persoană care a putut dezvolta un algoritm pentru distrugerea metodei de criptare Vigenère a fost C. Babbage. Ca un stimulent, a folosit informațiile primite în timpul unui schimb de scrisori cu J. Thwaites, unde a susținut că a fost capabil să dezvolte un nou sistem de codare. Charles Babbage a dovedit contrariul interlocutorului său, reducându-l la un caz particular al operei lui Vigenère. Tweiss l-a sfătuit apoi pe Charles să pirateze sursa. Decodificarea textului a ascuns cuvintele poeziei lui A. Tennyson, iar cuvântul cheie a fost numele soției sale, Emily. Publicarea descoperirii nu a avut loc la cererea însuși cracker. Același algoritm a fost descoperit de un ofițer al armatei prusace, Friedrich Wilhelm Kasiska, după care poartă numele.
Ideea se bazează pe tehnica fluxului periodic al cheilor. Forma naturală a limbii conține și combinații de litere care pot fi repetate frecvent și se numesc bigrame și trigrame. Frecvența lor de repetare permite să apară o șansă care va ajuta la determinarea cheii de decriptare. Distanța dintre repetarea anumitor structuri ar trebui să corespundă multiplicității lungimii sloganului. Prin calcularea celei mai lungi durate totale a fiecărei astfel de distanțe, se poate obține o ipoteză de lucru pentru lungimea cheii.
Test Kappa
O altă modalitate de a decriptaTabelul Vigenère și codificarea rezultată din acesta pot fi considerate un test creat de V. Fridman. Această metodă a fost dezvoltată în 1920. Aici a fost folosit conceptul de index de potrivire, care ar putea măsura frecvența de repetare a anumitor caractere, ceea ce ar permite spargerea sistemului de cifrare. Având informații cu care caracterele selectate aleatoriu se pot potrivi cu o șansă de aproximativ egală cu 0,067% (pentru engleză), este posibil să se determine probabilitatea de potrivire a acestora în text. Acest lucru vă permite să creați o estimare a lungimii cheii.
Analiza frecvenței
După ce puteți determina dimensiunea lungimii cheii, puteți începe să introduceți text în diferite coloane în care acestea vor corespunde unui caracter cheie. Toate coloanele sunt formate datorită textului original, codificat folosind cifrul Caesar. Și cheia acestei metode de codare este o unitate de vorbire pentru sistemul Vigenère. Folosind instrumente care permit spargerea cifrurilor Caesar, vom finaliza astfel decriptarea textului.
O formă îmbunătățită a testului Kasiska, cunoscută sub numele de metoda Kirchhoff, se bazează pe compararea apariției frecvențelor cu anumite simboluri în fiecare coloană. Datorită acestora, se compară frecvența de repetare a unui personaj în textele sursă. Cum se folosește tabelul Vigenère, cunoscând toate simbolurile cheilor, devine clar pentru criptoanalist și nu va fi greu de citit în procesul final de decriptare. Mijloacele metodei Kirchhoff nu sunt aplicabile în cazurile în care rețeaua dată de litere este amestecată. Adică, există o abatere de la secvența standardlitere din alfabet. Cu toate acestea, este important de știut că testul de potrivire este încă comparabil cu metoda Kasiska și, prin urmare, ele pot fi utilizate pentru a determina lungimea cheilor pentru cazuri speciale.
Variabilitatea
Sistemul alfabetic se poate baza pe multe alte pătrate, dintre care sunt destul de multe și sunt ușor de reținut. Aplicabil la egalitate cu piata Vigenère. Analogiile binecunoscute includ un pătrat numit după amiralul F. Buford. Reprezintă rândurile tabelului Vigenère, dar îndreptate în spate. Sir Francis Beaufort a fost omul care a creat scara pentru determinarea vitezei curenților vântului.
Rezumat
Un exemplu de tabel Vigenère poate fi văzut în figura de mai jos.
Cu date generale despre această metodă de criptare, istoria, dezvoltarea și relația ei cu diverși oameni de știință, metode de decriptare, avantaje și dezavantaje, acum putem defini clar acest concept ca o modalitate specială de a transforma informațiile de la o formă la alta cu scopul de a ascunde datele originale de la un anumit număr de persoane. Abilitatea de a codifica mesaje a fost un ingredient strategic important în toate războaiele umane.
