Энэ нийтлэлд бид орос цагаан толгойн Виженерийн хүснэгтийг, тухайлбал түүний хөгжилд ямар ач холбогдлыг авч үзэх болно. Нэр томьёо, түүхэн баримтуудтай танилцацгаая. Бид шифрийг тайлах болон түүний аргуудыг судлах бөгөөд энэ нь эцэстээ Виженерийн хүснэгтийн ойлголтыг тодорхой тодорхойлох боломжийг бидэнд олгоно.
Танилцуулга
"Мэдээллийн шифрлэлт" гэсэн ойлголт байдаг - энэ нь мэдээллийг өөр хэлбэрт шилжүүлэх тодорхой механизм бөгөөд зөвхөн шифрлэгдсэн аргыг нь мэдэж байж таних боломжтой.
Виженерийн шифр нь зөвхөн түлхүүрийг мэдсэнээр л унших боломжтой текстэнд өөрчлөлт оруулах замаар мэдээллийг олон үсгээр шифрлэх аргуудын нэг юм. Энэхүү олон цагаан толгойн орлуулалтыг нэг дор зохион бүтээгээгүй. Энэ аргыг анх тодорхойлсон эрдэмтэн бол Ж. Баттиста Белласо юм. Тэрээр үүнийг "La cifra del" номын хуудсанд хийсэн. Сиг. 1553 онд энэ аргыг Францын дипломатч Б. Виженерийн нэрээр нэрлэжээ. Түүний аргачлалыг ойлгох, хэрэгжүүлэхэд маш энгийн. Энэ нь бас энгийн хүмүүст хүрэх боломжгүй юмкрипт анализын хэрэгслүүд.
Түүхэн өгөгдөл
Л. Архитектур, гүн ухааны салбарын нэрт мэргэжилтэн Альберти 1466 онд шифрлэлтийн талаархи мэдээллийг агуулсан трактатын шалгалт, үнэлгээг өгөх зорилгоор Пап ламын албанд илгээв. Мэдээлэл нь энэ үйлдлийг гүйцэтгэх янз бүрийн аргуудын талаар өгүүлсэн. Ажлын эцсийн үр дүнг тэрээр өөрийн биеэр боловсруулсан өгөгдлийг кодлох арга хэлбэрээр танилцуулсан бөгөөд түүнийг "хаадын зохистой шифр" гэж нэрлэсэн. Энэхүү шифрлэлтийн механизм нь шифрлэлтийн дискийг үүсгэсэн поли үсэгт бүтэц байв. 1518 онд Германд хэвлэх машиныг зохион бүтээсэн нь криптографийг хөгжүүлэх шинэ орон зайг нээж өгсөн.
1553 онд хүний үйл ажиллагааны энэ чиглэлийг хөгжүүлэх өөр нэг алхам хийгдсэн. Үүнийг Ж. Беллазо хийсэн. Тэрээр бүтээлээ "Синьор Белласогийн шифр" гэж нэрлэсэн. Энд нэг үг хэллэг эсвэл нэг үгийг түлхүүр болгон ашигласан бөгөөд энэ нь нууц үг юм. Ирээдүйд эдгээр санааг Белласогийн нутаг нэгт Ж. Б. Порта өөрчилсөн. Гол өөрчлөлт нь хүснэгтийн эхний эгнээнд байгаа цагаан толгойн үсгийн дарааллаас татгалзаж, шифрийг тайлахад шаардлагатай түлхүүр болгон ашиглаж болох дурын сэдвүүдээс авсан дараалалд шилжих санал байв. Криптографийн сургамжийн дагуу хүснэгтийн мөрүүд ижил мөчлөгийн шилжилтийг хадгалсан. Портагаас гаргасан "Нууц захидал харилцааны тухай" номонд биграмын шифрийн тухай мэдээлэл орсон.
16-р зууны дунд үе,Итали. Энд Криптографийн санаан дахь инновацийг тусгах зорилготой Г. Карданогийн бүтээлийн номын хэвлэл гарч ирэв. Жишээлбэл, "Кардоно тор" гэсэн ойлголт гарч ирэв.
Блез Беллазо, Кардано болон бусад сэтгэгчдийн бүтээлүүдтэй танилцсаны дараа тэрээр мөн криптографийн ажилд сонирхолтой болсон. Ирээдүйд тэрээр Vigenère шифрийг бүтээжээ. Түүний бас нэг чухал ажил бол шифрийн тухай зохиол бичих явдал байв. Үүнд зохиогч кибернетик криптографийн үндсийг гаргахыг оролдсон.
Шифрийн талаарх шүүмж
Виженерийн хүснэгт болон түүнийг ашигласнаас хойшхи өгөгдөл кодлох аргууд нь "гарын авлагын" төрлийн хагаралд маш тэсвэртэй байсан. Математикч, зохиолч Л. Кэррол 1868 онд хэвлэгдсэн "Цагаан толгойн шифр"-ийн тухай өгүүлэлдээ илэрхийлсэн энэхүү шифрийн системийг "эвдэшгүй" гэсэн цолоор шагнасан
59 жилийн дараа Америкийн сэтгүүлүүдийн нэг нь өмнө нь Кэрролл шиг шууд текстийг олон үсэгт шифрлэх Виженерийн аргын талаар ярьжээ. Гэсэн хэдий ч 19-р зуунд Касиска аргыг зохион бүтээсэн бөгөөд энэ нь шифрийн системийг эвдэж эдгээр мэдэгдлийг няцаах боломжтой болсон.
Гилберт Вернам эвдэрсэн шифрийг сайжруулах оролдлого хийсэн боловч түүний сайжруулалтыг харгалзан үзсэн ч криптоанализ хийхэд тогтворгүй хэвээр байв. Ирээдүйд Вернам өөрөө кодыг нь тайлах боломжгүй системийг бүтээжээ.
Ерөнхий мэдээлэл
Англи цагаан толгойн Виженерийн хүснэгт нь олон янзын тайлбартай байсан.үйл ажиллагааны арга замууд. Жишээлбэл, Цезарийн шифр нь тодорхой тооны байрлалаар цагаан толгойн дарааллаар солигдсон гэж үздэг. Жишээлбэл, гурван үсгийн шилжилт нь А үсэг нь D болж, Б нь Е болно гэсэн үг юм. Виженерийн бүтээсэн шифр нь Цезарийн дараалсан шифрийн системээс бүрддэг. Энд аливаа шилжилт өөр утгатай байж болно. Кодлох үйл явц нь тусгай цагаан толгойн таблетууд эсвэл Виженер квадрат (хүснэгт) ашиглахыг агуулж болно. Латин цагаан толгойд зориулж хорин зургаан тэмдэгт бүтээгдсэн бөгөөд тэдгээрийн дараагийн мөрийг тодорхой тооны байрлалаар шилжүүлсэн. Түлхүүр болж буй үгийн тэмдэг нь ашигласан цагаан толгойн сонголтыг тодорхойлдог.
Шифр тайлах
Vigenère шифрлэлтийн тусламжтайгаар эх сурвалж дахь тэмдэгтүүдийн давталтын давтамжийн ерөнхий шинж чанарыг "бүдгэрүүлсэн". Гэсэн хэдий ч текст дэх дүр төрхийг байнга хуулбарлаж байдаг онцлог шинж чанарууд хэвээр байна. Энэ кодчилолын гол сул тал бол товчлууруудыг давтах явдал юм. Энэ нь танд хоёр үе шатаас бүрдэх криптоанализийн процессыг бий болгох боломжийг олгоно:
- Нууц үгийн уртыг тодорхойлно уу. Энэ нь янз бүрийн текстийн задралын тархалтын давтамжийг шинжлэх замаар хийгддэг. Өөрөөр хэлбэл, тэд хоёр дахь үсэг бүр нь кодын нэг хэсэг болох шифр бүхий эх сурвалжийг авч, гурав дахь үсэг гэх мэтийг түлхүүр болгон ашигладаг.
- Криптоанализийн хэрэглүүрийг ашиглах нь нийтЦезарийн шифрийг бие биенээсээ тусад нь авч үзвэл амархан эвдэрч болно.
Уртыг Касиска болон Фридманы тест ашиглан тодорхойлно.
Касиска арга
Виженерийн шифрлэлтийн аргыг эвдэх алгоритмыг анх гаргаж чадсан хүн бол C. Babbage юм. Тэрээр Ж. Туэйтстэй захидал солилцох үеэр хүлээн авсан мэдээллийг ашиглан шинэ кодчиллын системийг боловсруулж чадсан гэж мэдэгджээ. Чарльз Баббиж ярилцагчдаа эсрэгээр нь нотолж, түүнийг Виженерийн ажлын тодорхой тохиолдол болгон бууруулжээ. Дараа нь Tweiss Чарльз эх сурвалжийг хакердахыг зөвлөжээ. Текстийн кодыг тайлсан нь А. Теннисоны шүлгийн үгсийг далдалсан бөгөөд түлхүүр үг нь түүний эхнэр Эмилигийн нэр байв. Энэхүү нээлтийг нийтлэх нь жигнэмэгийн өөрийнх нь хүсэлтээр болоогүй юм. Үүнтэй ижил алгоритмыг Пруссын армийн офицер Фридрих Вильгельм Касиска нээсэн бөгөөд түүний нэрээр нэрлэсэн.
Энэ санаа нь үечилсэн түлхүүр урсгалын техник дээр суурилдаг. Хэлний төрөлхийн хэлбэр нь олон дахин давтагдах үсгийн хослолуудыг агуулдаг бөгөөд тэдгээрийг биграм, триграм гэж нэрлэдэг. Тэдний давталтын давтамж нь шифрийг тайлах түлхүүрийг тодорхойлох боломжийг олгодог. Тодорхой бүтцийн давталтын хоорондох зай нь лоозонгийн уртын олон талттай тохирч байх ёстой. Ийм зай бүрийн хамгийн урт нийт үргэлжлэх хугацааг тооцоолсноор гол уртын ажлын таамаглалыг гаргаж болно.
Каппа тест
Шифр тайлах өөр аргаВиженерийн хүснэгт болон түүнээс үүссэн кодчилолыг В. Фридманы бүтээсэн тест гэж үзэж болно. Энэ аргыг 1920 онд боловсруулсан. Энд тохирох индекс гэсэн ойлголтыг ашигласан бөгөөд энэ нь тодорхой тэмдэгтүүдийн давталтын давтамжийг хэмжих боломжтой бөгөөд энэ нь шифрийн системийг эвдэх боломжийг олгоно. Санамсаргүй байдлаар сонгосон тэмдэгтүүд нь ойролцоогоор 0.067% (Англи хэлээр) таарах боломжтой гэсэн мэдээлэлтэй бол текстэд таарах магадлалыг тодорхойлох боломжтой. Энэ нь түлхүүрийн уртыг тооцоолох боломжийг танд олгоно.
Давтамжийн шинжилгээ
Түлхүүрийн уртын хэмжээг тодорхойлсны дараа та текстийг зарим гол тэмдэгттэй тохирох янз бүрийн баганад суулгаж эхлэх боломжтой. Бүх баганууд нь Цезарийн шифрийг ашиглан кодлогдсон эх бичвэрийн ачаар үүсдэг. Энэхүү кодчилолын аргын гол түлхүүр нь Vigenère системийн нэг ярианы нэгж юм. Цезарийн шифрийг задлах хэрэгслийг ашиглан бид текстийн шифрийг тайлж дуусгах болно.
Кирхгофын арга гэгддэг Касиска тестийн сайжруулсан хэлбэр нь багана тус бүрийн тодорхой тэмдэгтүүдтэй давтамжийн илрэлийг харьцуулахад суурилдаг. Тэдний ачаар эх бичвэр дэх дүрийн давталтын давтамжийг харьцуулж үздэг. Түлхүүрүүдийн бүх тэмдэгтийг мэддэг Виженер хүснэгтийг хэрхэн ашиглах нь криптологичдод тодорхой болох бөгөөд эцсийн шифрийг тайлах явцад үүнийг уншихад хэцүү биш байх болно. Өгөгдсөн үсгийн сүлжээг шифрлэсэн тохиолдолд Кирхгофын аргын аргыг хэрэглэхгүй. Өөрөөр хэлбэл, стандарт дарааллаас гажсан байнацагаан толгойн үсэг. Гэсэн хэдий ч тааруулах тестийг Касискагийн аргатай харьцуулах боломжтой гэдгийг мэдэх нь чухал бөгөөд иймээс онцгой тохиолдлуудад түлхүүрүүдийн уртыг тодорхойлоход ашиглаж болно.
Хувьсах чадвар
Цагаан толгойн систем нь бусад олон квадратууд дээр суурилж болох бөгөөд тэдгээрээс цөөнгүй нь байдаг бөгөөд санахад хялбар байдаг. Виженерийн талбайтай ижил түвшинд хэрэглэнэ. Алдартай аналоги нь адмирал Ф. Буфордын нэрэмжит талбайг агуулдаг. Энэ нь Виженерийн хүснэгтийн мөрүүдийг төлөөлөх боловч арагшаа чиглүүлж байна. Сэр Фрэнсис Бофорт бол салхины урсгалын хурдыг тодорхойлох хэмжүүрийг бүтээсэн хүн юм.
Дүгнэлт
Виженерийн хүснэгтийн жишээг доорх зургаас харж болно.
Энэхүү шифрлэлтийн арга, түүний түүх, хөгжил, янз бүрийн эрдэмтэдтэй харилцах харилцаа, шифрийг тайлах арга, давуу болон сул талуудын талаархи ерөнхий өгөгдлүүдийн тусламжтайгаар бид энэ ойлголтыг мэдээллийг нэг хэлбэрээс нөгөө хэлбэрт шилжүүлэх тусгай арга гэж тодорхой тодорхойлж чадна. анхны мэдээллийг тодорхой тооны хүмүүсээс нуух зорилготой. Мессежийг кодлох чадвар нь хүн төрөлхтний бүх дайны стратегийн чухал бүрэлдэхүүн хэсэг байсаар ирсэн.
