Aatbash, Scytal cipher, πλέγμα Cardano - γνωστοί τρόποι απόκρυψης πληροφοριών από τα αδιάκριτα βλέμματα. Με την κλασική έννοια, ένας κρυπτογράφος μετάθεσης είναι ένας αναγραμματισμός. Η ουσία του έγκειται στο γεγονός ότι τα γράμματα του απλού κειμένου αλλάζουν θέσεις σύμφωνα με έναν συγκεκριμένο κανόνα. Με άλλα λόγια, το κλειδί για την κρυπτογράφηση είναι η αναδιάταξη των χαρακτήρων στο ανοιχτό μήνυμα. Ωστόσο, η εξάρτηση του κλειδιού από το μήκος του κρυπτογραφημένου κειμένου προκάλεσε πολλές δυσκολίες στη χρήση αυτού του τύπου κρυπτογράφησης. Αλλά τα έξυπνα κεφάλια έχουν βρει ενδιαφέρουσες δύσκολες λύσεις, οι οποίες περιγράφονται στο άρθρο.
Αντίστροφες ομάδες
Για να εξοικειωθείτε με την κρυπτογράφηση με τη μέθοδο της μετάθεσης, ας αναφέρουμε ένα από τα πιο απλά παραδείγματα. Ο αλγόριθμός του συνίσταται στη διαίρεση του μηνύματος σε n μπλοκ, τα οποία στη συνέχεια αναστρέφονται προς τα εμπρός και ανταλλάσσονται. Εξετάστε ένα παράδειγμα.
"Η μέρα έφυγε και ο ουρανός είναι σκοτεινός αέρας"
Ας χωρίσουμε αυτό το μήνυμα σε ομάδες. Σε αυτήν την περίπτωση, n=6.
"Denuh odily nebav cool cool"
Τώρα αναπτύξτε τις ομάδες, γράφοντας την καθεμία από το τέλος.
"hunned waben dzo methu yin"
Ας ανταλλάξουμε θέσεις με έναν συγκεκριμένο τρόπο.
"ilido methu yin hunned waben dzo"
Για έναν ανίδεο άνθρωπο με αυτή τη μορφή, το μήνυμα δεν είναι τίποτα άλλο από σκουπίδια. Αλλά, φυσικά, το άτομο στο οποίο απευθύνεται το μήνυμα είναι υπεύθυνος για τον αλγόριθμο αποκρυπτογράφησης.
Μεσαίο ένθετο
Ο αλγόριθμος αυτής της κρυπτογράφησης είναι ελαφρώς πιο περίπλοκος από τη μέθοδο κρυπτογράφησης μετάθεσης:
- Χωρίστε το μήνυμα σε ομάδες με ζυγό αριθμό χαρακτήρων.
- Εισαγάγετε επιπλέον γράμματα στη μέση κάθε ομάδας.
Ας δούμε ένα παράδειγμα.
- "Πήρε τα πλάσματα για ύπνο".
- "Earth yetv ariu drive lkosnu".
- "Zeamn yabtv arayu voabdi lkoasnu".
Σε αυτήν την περίπτωση, εναλλασσόμενα γράμματα "a" και "ab" εισήχθησαν στη μέση των ομάδων. Τα ένθετα μπορεί να είναι διαφορετικά, σε διαφορετικούς αριθμούς και να μην επαναλαμβάνονται. Επιπλέον, μπορείτε να επεκτείνετε κάθε ομάδα, να τις ανακατέψετε κ.λπ.
Ciphergram "Sandwich"
Ένα άλλο ενδιαφέρον και απλό παράδειγμα κρυπτογράφησης μετάθεσης. Για να το χρησιμοποιήσετε, πρέπει να χωρίσετε το απλό κείμενο σε 2 μισά και να εισαγάγετε το ένα από αυτά χαρακτήρα προς χαρακτήρα μεταξύ των γραμμάτων του άλλου. Ας χρησιμοποιήσουμε ένα παράδειγμα.
"Από αυτούςέργα; Είμαι ο μόνος, άστεγος"
Χωρισμένο στα μισά με ίσο αριθμό γραμμάτων.
Από τους κόπους τους, μόνο εγώ είμαι άστεγος
Τώρα γράψτε το πρώτο μισό του μηνύματος με μεγαλύτερη απόσταση μεταξύ των γραμμάτων.
"O T and X T R U D DOL and Sh"
Και σε αυτά τα κενά θα τοποθετήσουμε τα γράμματα του δεύτερου ημιχρόνου.
"Oyatoidhitnrbuedzodvolminshiy"
Τέλος ομαδοποιήστε τα γράμματα σε είδος λέξεων (προαιρετική λειτουργία).
"Oyatoi dhi tnrbue dzodvol minshhy"
Είναι πολύ εύκολο να κρυπτογραφήσετε κείμενο με αυτήν τη μέθοδο. Οι αμύητοι θα πρέπει να καταλάβουν τα σκουπίδια που θα προκύψουν για κάποιο χρονικό διάστημα.
Μεταθέσεις κατά μήκος της "διαδρομής"
Αυτή είναι η ονομασία που δόθηκε στους κρυπτογράφους που χρησιμοποιούνται ευρέως στην αρχαιότητα. Η διαδρομή στην κατασκευή τους ήταν οποιοδήποτε γεωμετρικό σχήμα. Το απλό κείμενο γράφτηκε σε ένα τέτοιο σχήμα σύμφωνα με ένα συγκεκριμένο σχήμα και εξήχθη σύμφωνα με το αντίστροφό του. Για παράδειγμα, μία από τις επιλογές μπορεί να είναι η εγγραφή στον πίνακα απλού κειμένου σύμφωνα με το σχήμα: το φίδι σέρνεται στα κελιά δεξιόστροφα και το κρυπτογραφημένο μήνυμα συντίθεται διαγράφοντας τις στήλες σε μία γραμμή, από την πρώτη στην τελευταία. Αυτή είναι επίσης μια κρυπτογράφηση μετάθεσης.
Ας δείξουμε με παράδειγμα τον τρόπο κρυπτογράφησης κειμένου. Προσπαθήστε να προσδιορίσετε μόνοι σας τη διαδρομή εγγραφής και τη διαδρομή συλλογής κρυπτογραφημάτων.
"Προετοιμαστείτε να υπομείνετε τον πόλεμο".
Θα γράψουμε το μήνυμα σε έναν πίνακα 3x9 κελιών. Διάσταση τραπεζιούμπορεί να προσδιοριστεί με βάση το μήκος του μηνύματος ή κάποιος σταθερός πίνακας μπορεί να χρησιμοποιηθεί πολλές φορές.
| p | r | και | r | o | t | o | έως | l |
| r | e | d | s | έως | εγώ | c | l | εγώ |
| f | a | t | b | έως | o | η | n | y |
Θα συνθέσουμε τον κρυπτογράφηση ξεκινώντας από την επάνω δεξιά γωνία του πίνακα.
"Launlvosoyatovvygidtaerprj"
Η αντιστροφή των βημάτων που περιγράφονται δεν είναι δύσκολη. Είναι αρκετά εύκολο να κάνεις το αντίθετο. Αυτή η μέθοδος είναι εξαιρετικά βολική, γιατί διευκολύνει την απομνημόνευση της διαδικασίας κρυπτογράφησης και αποκρυπτογράφησης. Και είναι επίσης ενδιαφέρον, γιατί μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιοδήποτε σχήμα για την κρυπτογράφηση. Για παράδειγμα, μια σπείρα.
Κάθετες μεταθέσεις
Αυτός ο τύπος κρυπτογράφησης είναι επίσης μια παραλλαγή της μετάθεσης διαδρομής. Είναι ενδιαφέρον στην πρώτη θέση από την παρουσία ενός κλειδιού. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιήθηκε ευρέως στο παρελθόν και χρησιμοποιούσε επίσης πίνακες για κρυπτογράφηση. Το μήνυμα καταγράφεται στον πίνακα με τον συνήθη τρόπο - από πάνω προς τα κάτω και το κρυπτογράφημα γράφεται κάθετα, ενώ τηρείται η σειρά που υποδεικνύεται από το κλειδί ή τον κωδικό πρόσβασης. Ας δούμε ένα δείγμα τέτοιας κρυπτογράφησης.
"Και με οδυνηρό μονοπάτι και με συμπόνια"
Ας χρησιμοποιήσουμε έναν πίνακα με κελιά 4x8 και ας γράψουμε το μήνυμά μας σε αυτόν με τον συνηθισμένο τρόπο. Και για κρυπτογράφησηχρησιμοποιήστε το κλειδί 85241673.
| και | c | t | εγώ | r | o | c | t |
| n | s | m | p | y | t | e | m |
| και | c | c | o | c | t | r | a |
| d | a | n | b | e | m |
Το κλειδί φαίνεται παρακάτω.
| 8 | 5 | 2 | 4 | 1 | 6 | 7 | 3 |
Τώρα, χρησιμοποιώντας το κλειδί ως ένδειξη της σειράς, γράψτε τις στήλες σε μια σειρά.
"Gusetmsntmayposysaottmserinid"
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι με αυτήν τη μέθοδο κρυπτογράφησης, τα κενά κελιά στον πίνακα δεν θα πρέπει να γεμίζουν με τυχαία γράμματα ή σύμβολα, ελπίζοντας ότι αυτό θα περιπλέξει το κρυπτογραφημένο κείμενο. Μάλιστα, αντίθετα, μια τέτοια ενέργεια θα δώσει στους εχθρούς έναν υπαινιγμό. Επειδή το μήκος του κλειδιού θα είναι ίσο με έναν από τους διαιρέτες του μήκους του μηνύματος.
Η κάθετη μετάθεση αντιστράφηκε
Η κατακόρυφη μετάθεση παρουσιάζει ενδιαφέρον επειδή η αποκρυπτογράφηση ενός μηνύματος δεν είναι μια απλή αντιστροφή του αλγορίθμου. Όποιος γνωρίζει το κλειδί ξέρει πόσες στήλες έχει ο πίνακας. Για να αποκρυπτογραφήσετε ένα μήνυμα, πρέπει να προσδιορίσετε τον αριθμό των μεγάλων και σύντομων γραμμών στον πίνακα. Αυτό θα καθορίσει την αρχή, από πού να αρχίσετε να γράφετε το κρυπτογραφημένο κείμενο στον πίνακα για να διαβάσετε το απλό κείμενο. Για να γίνει αυτό, διαιρούμε το μήκοςμηνύματα κατά το μήκος του κλειδιού και παίρνουμε 30/8=3 και 6 στο υπόλοιπο.
Έτσι, μάθαμε ότι ο πίνακας έχει 6 μακριές στήλες και 2 κοντές, γεμάτες με γράμματα όχι εντελώς. Κοιτάζοντας το κλειδί, μπορούμε να δούμε ότι η κρυπτογράφηση ξεκίνησε από την 5η στήλη και θα πρέπει να είναι μεγάλη. Διαπιστώνουμε λοιπόν ότι τα πρώτα 4 γράμματα του κρυπτογραφημένου κειμένου αντιστοιχούν στην πέμπτη στήλη του πίνακα. Τώρα μπορείτε να γράψετε όλα τα γράμματα σε μέρη και να διαβάσετε το μυστικό μήνυμα.
Γρίλια Cardano
Αυτός ο τύπος αναφέρεται στα λεγόμενα stencil ciphers, αλλά στην ουσία είναι κρυπτογράφηση με τη μέθοδο της μετάθεσης χαρακτήρων. Το κλειδί είναι ένα στένσιλ σε μορφή τραπεζιού με κομμένες τρύπες σε αυτό. Στην πραγματικότητα, οποιοδήποτε σχήμα μπορεί να είναι στένσιλ, αλλά πιο συχνά χρησιμοποιείται ένα τετράγωνο ή ένα τραπέζι.
Το στένσιλ Cardano είναι κατασκευασμένο σύμφωνα με την ακόλουθη αρχή: τα αποκομμένα κελιά δεν πρέπει να επικαλύπτονται μεταξύ τους όταν περιστρέφονται κατά 90°. Δηλαδή, μετά από 4 περιστροφές του στένσιλ γύρω από τον άξονά του, οι εγκοπές σε αυτό δεν πρέπει ποτέ να συμπίπτουν.
Χρησιμοποιώντας ένα απλό πλέγμα Cardano ως παράδειγμα (φαίνεται παρακάτω).
Χρησιμοποιώντας αυτό το στένσιλ, κρυπτογραφήστε τη φράση "Ω Μούσες, θα σας κάνω έκκληση."
| - | O | - | M | - | - |
| Ε | |||||
| З | S | ||||
| K | |||||
| B | A | ||||
| M |
Γεμίστε τα κελιά του στένσιλ με γράμματα σύμφωνα με τον κανόνα: πρώτα από δεξιά προς τα αριστερά και μετά από πάνω προς τα κάτω. Όταν τα κελιά εξαντληθούν, περιστρέψτε το στένσιλ κατά 90 ° δεξιόστροφα. Με αυτόν τον τρόπο παίρνουμε τον παρακάτω πίνακα.
| I | - | - | - | - | - |
| O | B | R | |||
| A | Sch | ||||
| y | |||||
| С | b |
Και περιστρέψτε το ξανά κατά 90°.
| - | - | - | - | - | С |
| B | O | ||||
| З | |||||
| B | A | ||||
| N | |||||
| b | E |
Και η τελευταία στροφή.
| - | - | M | - | - | - |
Αφού συνδυάσουμε 4 πίνακες σε έναν, λαμβάνουμε το τελικό κρυπτογραφημένο μήνυμα.
| I | O | M | M | G | С |
| B | O | Ε | B | O | R |
| G | З | A | З | Sch | S |
| B | G | K | G | A | Ε |
| G | B | G | N | G | A |
| M | С | b | b | E | G |
Αν και το μήνυμα μπορεί να παραμείνει το ίδιο, αλλά για τη μετάδοση θα είναι πιο βολικό να λάβετε ένα κρυπτογραφημένο κείμενο που μοιάζει με οικείο. Για να γίνει αυτό, τα κενά κελιά μπορούν να γεμιστούν με τυχαία γράμματα και οι στήλες μπορούν να γραφτούν σε μία γραμμή:
YAVGVGM OOZGVS MUAKGY MBZGN GOSCHAGE SRYUAG
Για να αποκρυπτογραφήσει αυτό το μήνυμα, ο παραλήπτης πρέπει να έχει ένα ακριβές αντίγραφο του στένσιλ που χρησιμοποιήθηκε για την κρυπτογράφηση του. Αυτός ο κρυπτογράφησης θεωρείται από καιρό αρκετά σταθερός. Έχει επίσης πολλές παραλλαγές. Για παράδειγμα, η χρήση 4 σχάρων Cardano ταυτόχρονα, καθένα από τα οποία περιστρέφεταιμε τον δικό μου τρόπο.
Ανάλυση κρυπτογράφων μετάθεσης
Όλοι οι κωδικοί μετάθεσης είναι ευάλωτοι στην ανάλυση συχνότητας. Ειδικά σε περιπτώσεις όπου το μήκος του μηνύματος είναι συγκρίσιμο με το μήκος του κλειδιού. Και αυτό το γεγονός δεν μπορεί να αλλάξει με την επανειλημμένη εφαρμογή μεταθέσεων, όσο περίπλοκες κι αν είναι αυτές. Επομένως, στην κρυπτογραφία, μόνο εκείνοι οι κρυπτογράφοι που χρησιμοποιούν πολλούς μηχανισμούς ταυτόχρονα, εκτός από τη μετάθεση, μπορούν να είναι σταθεροί.
