במאמר זה נשקול את טבלת Vigenère עבור האלפבית הרוסי, כלומר את משמעותו בפיתוח. בואו להכיר את הטרמינולוגיה, עובדות היסטוריות. נלמד פענוח ושיטותיו, כמו גם הרבה יותר, אשר בסופו של דבר יאפשרו לנו להגדיר בצורה ברורה את המושג של טבלת Vigenère.
מבוא
יש מושג של "הצפנת מידע" - זהו מנגנון מסוים לפירוש מידע לצורה אחרת, שניתן לזהות רק על ידי הכרת אופן פענוחו.
צופן Vigenère הוא שיטה כזו להצפנה פוליאפאביתית של מידע על ידי ביצוע שינויים בטקסט המילולי שניתן לקרוא רק על ידי הכרת המפתחות. התחליף הפול-אלפביתי הזה לא הומצא בבת אחת. המדען הראשון שתיאר שיטה זו היה J. Battista Bellaso. הוא עשה זאת בדפי הספר La cifra del. סיג. בשנת 1553, לעומת זאת, השיטה נקראה על שם B. Vigenère, דיפלומט מצרפת. המתודולוגיה שלו די פשוטה להבנה ולביצוע. זה גם לא נגיש לרגיליםכלי ניתוח הצפנה.
נתונים היסטוריים
L. אלברטי, מומחה ידוע בתחומי האדריכלות והפילוסופיה, סיפק בשנת 1466 לבדיקה והערכה חיבור שהכיל מידע על הצפנה, הוא נשלח ללשכת האפיפיור. המידע סיפר על דרכים שונות לבצע פעולה זו. התוצאה הסופית של העבודה הוצגה על ידו בשיטת קידוד נתונים שפיתח באופן אישי, אותה כינה "צופן ראוי למלכים". מנגנון הצפנה זה היה מבנה רב-אלפביתי שיצר דיסק הצפנה. המצאת בית הדפוס בגרמניה בשנת 1518 נתנה מקום חדש לפיתוח הקריפטוגרפיה.
בשנת 1553, נעשה צעד נוסף כדי לאפשר לתחום פעילות אנושי זה להתפתח. זה נעשה על ידי J. Bellazo. הוא כינה את יצירתו "הצופן של סינור בלסו". כאן, ביטוי או מילה אחת שימשו כמפתח, ששימשו כסיסמה. בעתיד, רעיונות אלה עברו טרנספורמציה על ידי בן ארצו של בלסו, כלומר J. B. Porta. השינוי העיקרי היה ההצעה לנטוש את הסדר האלפביתי הסטנדרטי בשורת הטבלה הראשונה, ולכן, המעבר לסדר שנלקח מתוך נושאים שרירותיים שיכולים לשמש כמפתח הדרוש לפענוח. בהתאם ללקחי ההצפנה, שורות הטבלאות שמרו על אותן תזוזות מחזוריות. הספר "על התכתבות סודית" בהוצאת פורטה כלל מידע על צופן הביגרמה.
אמצע המאה ה-16,אִיטַלִיָה. כאן הופיעה מהדורת ספר של עבודתו של ג'י קרדנו, שמטרתה לשקף חדשנות ברעיונות קריפטוגרפיים. לדוגמה, המושג "סריג קרדנו" הופיע.
לאחר שבלייז התוודע ליצירותיהם של בלזו, קרדנו והוגים אחרים, הוא החל להתעניין גם בעבודה קריפטוגרפית. בעתיד, הוא יצר את צופן Vigenère. עבודה משמעותית נוספת שלו הייתה כתיבת חיבור על צפנים. בו ניסה המחבר לפרט את היסודות של קריפטוגרפיה קיברנטית.
ביקורות על הצופן
טבלת Vigenère ושיטות קידוד הנתונים שנבעו מהשימוש בה היו עמידים ביותר בפני פיצוח מסוג "ידני". המתמטיקאי והסופר ל' קרול העניק למערכת צופן זו את התואר "בלתי שביר", אותו ביטא במאמר על "הצופן האלפביתי" שפורסם ב-1868
59 שנים מאוחר יותר, אחד מהמגזינים האמריקאים דיבר על השיטה של Vigenère להצפנה פולי-אלפביתית של טקסט מילולי, בדיוק כמו שקרול דיבר בעבר. אולם במאה ה-19 הומצאה שיטת קאסיקה, שאפשרה להפריך טענות אלו על ידי שבירת שיטת הצפנים.
גילברט ורנם עשה ניסיון לשפר את הצופן השבור, אבל גם אם לוקחים בחשבון את השיפור שלו, הוא נשאר לא יציב לניתוח הצפנה. בעתיד, ורנם עצמו יצר למעשה מערכת שלא ניתן לפענח.
מידע כללי
לטבלת Vigenère עבור האלפבית האנגלי היו צורות רבות ושונות של פרשנותדרכי פעולה. לדוגמה, צופן הקיסר הניח נוכחות של שינוי אלפביתי במספר מסוים של עמדות. לדוגמה, שינוי של שלוש אותיות פירושו שהאות A תהפוך ל-D ו-B תהפוך ל-E. הצופן שנוצר על ידי Vigenère נוצר מסדרה של מערכות צופן קיסר עוקבות. כאן, לכל משמרת יכולה להיות משמעות אחרת. תהליך הקידוד עשוי לכלול שימוש בטבליות אלפביתיות מיוחדות או ריבועי Vigenère (טבלאות). עשרים ושש תווים נוצרו עבור האלפבית הלטיני, וכל שורה שלאחר מכן בהם הוסטה במספר מסוים של עמדות. סמל המילה המשמשת כמפתח קובע את בחירת האלפבית בשימוש.
פענוח
בעזרת הצפנת Vigenère, המאפיינים הכלליים של תדירות החזרה על התווים במקור "מטשטשים". עם זאת, נותרו תכונות שהמראה שלהן בטקסט משוחזר באופן קבוע. החולשה העיקרית של קידוד זה היא החזרה על מפתחות. זה מאפשר לך לבנות תהליך ניתוח הצפנה המורכב משני שלבים:
- קבע את אורך הסיסמה. זה נעשה על ידי ניתוח תדירות ההפצה של דצימציות טקסט שונות. במילים אחרות, הם לוקחים מקור עם צופן שבו כל אות שנייה היא חלק מהקוד, ואז משתמשים בשלישית וכן הלאה כמפתח.
- השימוש בכלי ניתוח קריפטה, שהוא הסכום הכוללצפני קיסר, שניתן לשבור בקלות על ידי התחשבות בהם בנפרד זה מזה.
האורך נקבע באמצעות מבחני Kasiska ופרידמן.
שיטת קאסיקה
האדם הראשון שיכול לפתח אלגוריתם לשבירת שיטת ההצפנה של Vigenère היה C. Babbage. כתמריץ, הוא השתמש במידע שהתקבל במהלך חילופי מכתבים עם J. Thwaites, שם טען שהוא הצליח לפתח מערכת קידוד חדשה. צ'ארלס באבאג' הוכיח את ההפך בפני בן שיחו בכך שהפחית אותו למקרה מסוים של עבודתו של ויג'נר. טוויס יעץ אז לצ'ארלס לפרוץ למקור. פענוח הטקסט הסתיר את מילות שירו של א.טניסון, ומילת המפתח הייתה שמה של אשתו, אמילי. פרסום התגלית לא התרחש לבקשת המפצח עצמו. אותו אלגוריתם התגלה על ידי קצין צבא פרוסי, פרידריך וילהלם קסיסקה, שעל שמו הוא נקרא.
הרעיון מבוסס על טכניקת זרימת מפתח תקופתית. הצורה הטבעית של השפה מכילה גם צירופי אותיות שניתן לחזור עליהם לעיתים קרובות ונקראים ביגרמות וטריגרמות. תדירות החזרה שלהם מאפשרת להופיע סיכוי שיעזור לקבוע את מפתח הפענוח. המרחק בין החזרה על מבנים מסוימים צריך להתאים לריבוי אורך הסיסמה. על ידי חישוב משך הזמן הכולל הארוך ביותר של כל מרחק כזה, ניתן לקבל השערת עבודה עבור אורך המפתח.
מבחן קאפה
דרך נוספת לפענוחטבלת Vigenère והקידוד הנובע ממנה יכולים להיחשב כמבחן שנוצר על ידי V. Fridman. שיטה זו פותחה בשנת 1920. כאן נעשה שימוש במושג של מדד התאמה, שיוכל למדוד את תדירות החזרה של תווים ספציפיים, מה שיאפשר שבירת מערכת הצופן. אם יש מידע שתווים שנבחרו באקראי יכולים להתאים עם סיכוי שווה בקירוב ל-0.067% (עבור אנגלית), אפשר לקבוע את ההסתברות להתאמתם בטקסט. זה מאפשר לך ליצור אומדן של אורך המפתח.
ניתוח תדירות
לאחר שתוכל לקבוע את גודל אורך המפתח, תוכל להתחיל להתאים טקסט לעמודות שונות שבהן הם יתאימו לתו מפתח כלשהו. כל העמודות נוצרות הודות לטקסט המקורי, המקודד באמצעות צופן קיסר. והמפתח לשיטת קידוד זו הוא יחידת דיבור אחת למערכת Vigenère. באמצעות כלים המאפשרים שבירת צפני קיסר, נשלים בכך את פענוח הטקסט.
צורה משופרת של מבחן Kasiska, המכונה שיטת Kirchhoff, מבוססת על השוואת התרחשות של תדרים עם סמלים מסוימים בכל עמודה. בזכותם משווים תדירות החזרה של דמות בטקסטים המקוריים. כיצד להשתמש בטבלת Vigenère, לדעת את כל הסמלים של המפתחות, זה מתברר למנתח ההצפנה ולא יהיה קשה לקרוא אותה בתהליך הפענוח הסופי. האמצעים של שיטת Kirchhoff אינם ישימים במקרים בהם סריג האותיות הנתון מקושקש. כלומר, יש חריגה מהרצף הסטנדרטיאותיות באלפבית. עם זאת, חשוב לדעת שמבחן ההתאמה עדיין ניתן להשוואה לשיטת Kasiska, ולכן ניתן להשתמש בהם כדי לקבוע את אורך המפתחות למקרים מיוחדים.
Variability
מערכת האלפבית יכולה להתבסס על ריבועים רבים אחרים, מהם יש לא מעט וקל לזכור אותם. ישים בדומה לכיכר Vigenère. אנלוגיות ידועות כוללות ריבוע על שם האדמירל פ. בופורד. הוא מייצג את השורות של טבלת Vigenère, אך מצביע לאחור. סר פרנסיס בופור היה האיש שיצר את קנה המידה לקביעת מהירות זרמי הרוח.
סיכום
ניתן לראות דוגמה לטבלת Vigenère באיור למטה.
עם נתונים כלליים על שיטת הצפנה זו, ההיסטוריה, הפיתוח והקשר שלה עם מדענים שונים, שיטות פענוח, יתרונות וחסרונות, כעת נוכל להגדיר בבירור מושג זה כדרך מיוחדת להפוך מידע מצורה אחת לאחרת עם המטרה להסתיר את הנתונים המקוריים ממספר מסוים של אנשים. היכולת לקודד הודעות הייתה מרכיב אסטרטגי חשוב בכל מלחמות האדם.
