ในบทความนี้ เราจะพิจารณาตาราง Vigenère สำหรับตัวอักษรรัสเซีย กล่าวคือความสำคัญในการพัฒนา มาทำความคุ้นเคยกับคำศัพท์ข้อเท็จจริงทางประวัติศาสตร์กันเถอะ เราจะศึกษาการถอดรหัสและวิธีการของมัน รวมไปถึงอีกมาก ซึ่งจะทำให้เราสามารถกำหนดแนวคิดของตาราง Vigenère ได้อย่างชัดเจนในที่สุด
แนะนำตัว
มีแนวคิดของ "การเข้ารหัสข้อมูล" - เป็นกลไกบางอย่างสำหรับการตีความข้อมูลในรูปแบบอื่น ซึ่งสามารถรับรู้ได้ด้วยการรู้วิธีถอดรหัสเท่านั้น
รหัส Vigenère เป็นวิธีการหนึ่งของการเข้ารหัสข้อมูลแบบหลายตัวอักษรโดยทำการเปลี่ยนแปลงในตัวอักษรที่สามารถอ่านได้โดยการรู้คีย์เท่านั้น การแทนที่ polyalphabetic นี้ไม่ได้ถูกประดิษฐ์ขึ้นทั้งหมดในคราวเดียว นักวิทยาศาสตร์คนแรกที่อธิบายวิธีนี้คือ J. Battista Bellaso เขาทำสิ่งนี้ในหน้าของหนังสือ La cifra del ซิก อย่างไรก็ตาม ในปี ค.ศ. 1553 วิธีการนี้ได้รับการตั้งชื่อตาม B. Vigenère นักการทูตจากฝรั่งเศส วิธีการของมันค่อนข้างง่ายที่จะเข้าใจและดำเนินการ ธรรมดาก็ไม่สามารถเข้าถึงได้เครื่องมือเข้ารหัส
ข้อมูลย้อนหลัง
ล. Alberti ซึ่งเป็นผู้เชี่ยวชาญที่มีชื่อเสียงในด้านสถาปัตยกรรมและปรัชญาในปี 1466 ได้จัดให้มีการตรวจสอบและประเมินบทความที่มีข้อมูลเกี่ยวกับการเข้ารหัส เขาถูกส่งไปยังสำนักงานของสมเด็จพระสันตะปาปา ข้อมูลบอกเกี่ยวกับวิธีการต่างๆ ในการดำเนินการนี้ เขานำเสนอผลงานขั้นสุดท้ายด้วยวิธีการเข้ารหัสข้อมูลที่เขาพัฒนาขึ้นเป็นการส่วนตัว ซึ่งเขาเรียกว่า "ตัวเลขที่คู่ควรกับราชา" กลไกการเข้ารหัสนี้เป็นโครงสร้าง polyalphabetic ที่สร้างดิสก์เข้ารหัส การประดิษฐ์แท่นพิมพ์ในประเทศเยอรมนีในปี ค.ศ. 1518 ได้ให้พื้นที่ใหม่สำหรับการพัฒนาการเข้ารหัส
ในปี ค.ศ. 1553 ได้มีการดำเนินการขั้นตอนอื่นเพื่อให้กิจกรรมของมนุษย์พัฒนาได้ สิ่งนี้ทำโดย J. Bellazo เขาเรียกผลงานของเขาว่า "The Cipher of Signor Bellaso" ในที่นี้มีการใช้วลีหรือหนึ่งคำเป็นคีย์ซึ่งทำหน้าที่เป็นรหัสผ่าน ในอนาคต แนวคิดเหล่านี้ถูกเปลี่ยนโดยเพื่อนร่วมชาติของเบลลาโซ คือ เจ.บี. ปอร์ตา การเปลี่ยนแปลงหลักคือข้อเสนอที่จะละทิ้งลำดับตัวอักษรมาตรฐานในแถวตารางแรก ดังนั้นการเปลี่ยนไปใช้คำสั่งที่นำมาจากหัวข้อที่กำหนดเองซึ่งสามารถใช้เป็นคีย์ที่จำเป็นสำหรับการถอดรหัส ตามบทเรียนของการเข้ารหัส แถวของตารางยังคงมีการเปลี่ยนแปลงแบบวนซ้ำเหมือนเดิม หนังสือ "On Secret Correspondence" ที่จัดพิมพ์โดย Porta มีข้อมูลเกี่ยวกับรหัส bigram
กลางศตวรรษที่ 16,อิตาลี. ผลงานของ G. Cardano ฉบับหนังสือปรากฏขึ้นที่นี่โดยมุ่งเป้าไปที่การสะท้อนนวัตกรรมในแนวคิดการเข้ารหัส ตัวอย่างเช่น แนวคิดของ “Cardano lattice” ปรากฏขึ้น
หลังจากที่เบลสคุ้นเคยกับผลงานของเบลลาโซ คาร์ดาโน่ และนักคิดคนอื่นๆ เขาก็เริ่มสนใจงานเข้ารหัสเช่นกัน ในอนาคต เขาได้สร้างรหัส Vigenère งานสำคัญอีกประการหนึ่งของเขาคือการเขียนบทความเกี่ยวกับรหัสลับ ในนั้น ผู้เขียนพยายามจัดวางพื้นฐานของการเข้ารหัสไซเบอร์เนติกส์
รีวิวเกี่ยวกับรหัส
ตาราง Vigenère และวิธีการเข้ารหัสข้อมูลที่ตามมาจากการใช้งานนั้นทนทานต่อการแตกร้าวแบบ "แมนนวล" อย่างมาก นักคณิตศาสตร์และนักเขียน L. Carroll ได้รับรางวัลระบบรหัสนี้ว่า "unbreakable" ซึ่งเขาแสดงไว้ในบทความเรื่อง "Alphabetic cipher" ที่ตีพิมพ์ในปี 1868
59 ปีต่อมา นิตยสารอเมริกันฉบับหนึ่งพูดถึงวิธีเข้ารหัสข้อความตามตัวอักษรของ Vigenère เหมือนกับที่ Carroll เคยทำมาก่อน อย่างไรก็ตาม ในศตวรรษที่ 19 วิธีการของ Kasiska ถูกคิดค้นขึ้น ซึ่งทำให้สามารถหักล้างข้อเรียกร้องเหล่านี้ได้โดยการทำลายระบบตัวเลข
Gilbert Vernam พยายามปรับปรุงรหัสที่เสียหาย แต่แม้จะพิจารณาถึงการปรับปรุงแล้ว เขาก็ยังไม่สามารถเข้ารหัสลับได้ ในอนาคต Vernam เองได้สร้างระบบที่ไม่สามารถถอดรหัสได้จริงๆ
ข้อมูลทั่วไป
ตาราง Vigenère สำหรับตัวอักษรภาษาอังกฤษมีรูปแบบการตีความที่แตกต่างกันมากมายในวิธีการดำเนินงาน ตัวอย่างเช่น รหัสของซีซาร์สันนิษฐานว่ามีการเลื่อนตามตัวอักษรตามตำแหน่งจำนวนหนึ่ง ตัวอย่างเช่น การเลื่อนตัวอักษรสามตัวหมายความว่าตัวอักษร A จะกลายเป็น D และ B จะกลายเป็น E ตัวเลขที่สร้างโดย Vigenère นั้นถูกสร้างขึ้นจากชุดของระบบรหัสซีซาร์ที่ต่อเนื่องกัน ในที่นี้ การเปลี่ยนแปลงใดๆ อาจมีความหมายต่างกัน ขั้นตอนการเข้ารหัสอาจเกี่ยวข้องกับการใช้แท็บเล็ตตัวอักษรพิเศษหรือสี่เหลี่ยมVigenère (ตาราง) อักขระยี่สิบหกตัวถูกสร้างขึ้นสำหรับอักษรละติน และบรรทัดต่อมาในอักขระเหล่านั้นถูกเลื่อนตามจำนวนตำแหน่งที่กำหนด สัญลักษณ์ของคำที่ทำหน้าที่เป็นกุญแจเป็นตัวกำหนดตัวเลือกของตัวอักษรที่ใช้
ถอดรหัส
ด้วยความช่วยเหลือของการเข้ารหัส Vigenère ลักษณะทั่วไปของความถี่ของการทำซ้ำอักขระในแหล่งที่มาจะ "เบลอ" อย่างไรก็ตาม ยังมีคุณลักษณะที่ยังคงปรากฏอยู่ในข้อความอย่างสม่ำเสมอ จุดอ่อนหลักของการเข้ารหัสคือการทำซ้ำคีย์ สิ่งนี้ช่วยให้คุณสร้างกระบวนการเข้ารหัสที่ประกอบด้วยสองขั้นตอน:
- กำหนดความยาวของรหัสผ่าน ทำได้โดยการวิเคราะห์ความถี่การกระจายของการลดทอนข้อความต่างๆ กล่าวอีกนัยหนึ่งคือใช้แหล่งข้อมูลที่มีรหัสซึ่งทุก ๆ วินาทีเป็นส่วนหนึ่งของรหัสจากนั้นใช้ตัวที่สามและอื่น ๆ เป็นคีย์
- การใช้เครื่องมือเข้ารหัสซึ่งเป็นผลรวมรหัสซีซาร์ซึ่งสามารถแยกออกได้ง่ายโดยพิจารณาแยกจากกัน
ความยาวถูกกำหนดโดยใช้การทดสอบ Kasiska และฟรีดแมน
วิธี Kasiska
คนแรกที่สามารถพัฒนาอัลกอริทึมสำหรับการทำลายวิธีการเข้ารหัส Vigenère ได้คือ C. Babbage เพื่อเป็นแรงจูงใจ เขาใช้ข้อมูลที่ได้รับระหว่างการแลกเปลี่ยนจดหมายกับ J. Thwaites ซึ่งเขาอ้างว่าเขาสามารถพัฒนาระบบการเข้ารหัสใหม่ได้ Charles Babbage พิสูจน์สิ่งที่ตรงกันข้ามกับคู่สนทนาของเขาโดยลดเขาให้เหลือเฉพาะงานของVigenère ทไวส์แนะนำให้ชาร์ลส์แฮ็คแหล่งที่มา การถอดรหัสข้อความปกปิดถ้อยคำในบทกวีของเอ. เทนนีสัน และคำสำคัญคือชื่อเอมิลี่ภรรยาของเขา การตีพิมพ์การค้นพบไม่ได้เกิดขึ้นตามคำร้องขอของผู้แคร็กเกอร์เอง อัลกอริทึมเดียวกันนี้ถูกค้นพบโดยนายฟรีดริช วิลเฮล์ม คาซิสกา เจ้าหน้าที่กองทัพปรัสเซียน หลังจากที่มันถูกตั้งชื่อว่า
แนวคิดนี้ใช้เทคนิคโฟลว์คีย์เป็นระยะ รูปแบบที่เป็นธรรมชาติของภาษายังมีการผสมตัวอักษรที่สามารถทำซ้ำได้บ่อยครั้งและเรียกว่าบิ๊กแรมและตรีแกรม ความถี่ของการทำซ้ำช่วยให้มีโอกาสปรากฏขึ้นซึ่งจะช่วยกำหนดคีย์ถอดรหัส ระยะห่างระหว่างการทำซ้ำของโครงสร้างบางอย่างควรสอดคล้องกับหลายหลากของความยาวของสโลแกน โดยการคำนวณระยะเวลารวมที่ยาวที่สุดของแต่ละระยะทางดังกล่าว จะได้สมมติฐานการทำงานสำหรับความยาวของคีย์
ทดสอบคัปปา
วิธีถอดรหัสอีกวิธีหนึ่งตาราง Vigenère และการเข้ารหัสที่เกิดจากตารางนั้นถือได้ว่าเป็นการทดสอบที่สร้างโดย V. Fridman วิธีนี้ได้รับการพัฒนาในปี 1920 ที่นี่ใช้แนวคิดของดัชนีการจับคู่ ซึ่งสามารถวัดความถี่ของการทำซ้ำของอักขระเฉพาะ ซึ่งจะทำให้ระบบเลขศูนย์แตก การมีข้อมูลที่สุ่มเลือกอักขระสามารถจับคู่ได้โดยมีโอกาสประมาณ 0.067% (สำหรับภาษาอังกฤษ) จึงเป็นไปได้ที่จะกำหนดความน่าจะเป็นของการจับคู่ในข้อความ ซึ่งจะทำให้คุณสามารถสร้างค่าประมาณความยาวของคีย์ได้
วิเคราะห์ความถี่
หลังจากที่คุณกำหนดขนาดของความยาวคีย์ได้แล้ว คุณสามารถเริ่มปรับข้อความให้พอดีในคอลัมน์ต่างๆ ซึ่งจะสอดคล้องกับอักขระหลักบางตัว คอลัมน์ทั้งหมดถูกสร้างขึ้นด้วยข้อความต้นฉบับ ซึ่งเข้ารหัสโดยใช้รหัสซีซาร์ และกุญแจสำคัญของวิธีการเข้ารหัสนี้คือหน่วยเสียงพูดหนึ่งชุดสำหรับระบบ Vigenère การใช้เครื่องมือที่อนุญาตให้ทำลายรหัสซีซาร์ เราจะทำการถอดรหัสข้อความให้เสร็จสมบูรณ์
รูปแบบที่ปรับปรุงใหม่ของการทดสอบ Kasiska หรือที่เรียกว่าวิธี Kirchhoff นั้นอิงจากการเปรียบเทียบความถี่ที่เกิดขึ้นกับสัญลักษณ์บางตัวในแต่ละคอลัมน์ ต้องขอบคุณพวกเขาที่เปรียบเทียบความถี่ของการทำซ้ำของอักขระในข้อความต้นฉบับ วิธีใช้ตาราง Vigenère โดยรู้สัญลักษณ์ทั้งหมดของคีย์ จะกลายเป็นที่ชัดเจนสำหรับ cryptanalyst และจะไม่ยากที่จะอ่านในกระบวนการถอดรหัสขั้นสุดท้าย วิธีการของวิธี Kirchhoff ใช้ไม่ได้ในกรณีที่มีสัญญาณรบกวนตาข่ายของตัวอักษรที่กำหนด นั่นคือมีการออกจากลำดับมาตรฐานตัวอักษรในตัวอักษร อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญคือต้องรู้ว่าการทดสอบการจับคู่ยังคงเทียบได้กับวิธี Kasiska ดังนั้นจึงสามารถใช้เพื่อกำหนดความยาวของคีย์สำหรับกรณีพิเศษได้
ความแปรปรวน
ระบบตัวอักษรสามารถอ้างอิงจากช่องสี่เหลี่ยมอื่นๆ ได้ ซึ่งมีจำนวนไม่มากและจำง่าย ใช้ได้กับจัตุรัส Vigenère การเปรียบเทียบที่รู้จักกันดี ได้แก่ สี่เหลี่ยมจัตุรัสที่ตั้งชื่อตามพลเรือเอก F. Buford มันแสดงถึงแถวของตาราง Vigenère แต่ชี้ไปข้างหลัง เซอร์ ฟรานซิส โบฟอร์ต คือผู้ที่สร้างมาตราส่วนเพื่อกำหนดความเร็วของกระแสลม
สรุป
ตัวอย่างตาราง Vigenère สามารถดูได้ในรูปด้านล่าง
ด้วยข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับวิธีการเข้ารหัสนี้ ประวัติ การพัฒนาและความสัมพันธ์กับนักวิทยาศาสตร์ต่างๆ วิธีการถอดรหัส ข้อดีและข้อเสีย ตอนนี้เราสามารถกำหนดแนวคิดนี้ให้ชัดเจนว่าเป็นวิธีพิเศษในการแปลงข้อมูลจากรูปแบบหนึ่งไปอีกรูปแบบหนึ่งด้วย จุดประสงค์ในการซ่อนข้อมูลเดิมจากบุคคลจำนวนหนึ่ง ความสามารถในการเข้ารหัสข้อความเป็นองค์ประกอบเชิงกลยุทธ์ที่สำคัญในสงครามของมนุษย์ทั้งหมด
