Ushbu maqolada biz rus alifbosi uchun Vigener jadvalini, ya'ni uning rivojlanishdagi ahamiyatini ko'rib chiqamiz. Keling, atamashunoslik, tarixiy faktlar bilan tanishaylik. Biz shifrni ochish va uning usullarini, shuningdek, boshqa ko'p narsalarni o'rganamiz, bu esa oxir-oqibat Vigenère jadvali tushunchasini aniq belgilash imkonini beradi.
Kirish
"Axborotni shifrlash" tushunchasi mavjud - bu ma'lumotni boshqa shaklga talqin qilishning ma'lum bir mexanizmi bo'lib, uni faqat uning shifrini ochish usulini bilish orqali tanib olish mumkin.
Vigenère shifrlash faqat kalitlarni bilish orqali o'qilishi mumkin bo'lgan to'g'ridan-to'g'ri matnga o'zgartirishlar kiritish orqali axborotni polialfavitli shifrlashning shunday usullaridan biridir. Bu polialfavit almashtirish birdaniga ixtiro qilinmagan. Bu usulni ta'riflagan birinchi olim J. Battista Bellaso edi. U buni La cifra del kitobining sahifalarida qilgan. Sig. 1553 yilda esa bu usul Fransiyadan kelgan diplomat B. Vijener nomi bilan atalgan. Uning metodologiyasini tushunish va amalga oshirish juda oddiy. Bundan tashqari, oddiy odamlar uchun ham kirish mumkin emaskriptoanaliz vositalari.
Tarixiy ma'lumotlar
L. Arxitektura va falsafa sohasidagi taniqli mutaxassis Alberti 1466 yilda shifrlash bo'yicha ma'lumotni o'z ichiga olgan risolani tekshirish va baholash uchun taqdim etdi, u Papaning idorasiga yuborildi. Ma'lumot ushbu harakatni amalga oshirishning turli usullari haqida gapirib berdi. Ishning yakuniy natijasi u tomonidan shaxsan o'zi ishlab chiqqan ma'lumotlarni kodlash usulida taqdim etilgan va uni "shohlarga loyiq shifr" deb atagan. Ushbu shifrlash mexanizmi shifrlash diskini tashkil etuvchi polialfavit tuzilmasi edi. 1518 yilda Germaniyada bosmaxonaning ixtiro qilinishi kriptografiyaning rivojlanishi uchun yangi maydon ochdi.
1553 yilda inson faoliyatining ushbu sohasini rivojlantirish uchun yana bir qadam tashlandi. Buni J. Bellazo amalga oshirgan. U o'z asarini "Signor Bellaso shifrlashi" deb atagan. Bu erda kalit sifatida ibora yoki bitta so'z ishlatilgan, u parol sifatida xizmat qilgan. Kelajakda bu g'oyalar Bellasoning vatandoshi, ya'ni J. B. Porta tomonidan o'zgartirildi. Asosiy o'zgarish birinchi jadval qatoridagi standart alifbo tartibidan voz kechish taklifi va shuning uchun shifrni ochish uchun zarur bo'lgan kalit sifatida ishlatilishi mumkin bo'lgan o'zboshimchalik bilan mavzulardan olingan tartibga o'tish edi. Kriptografiya darslariga ko'ra, jadvallar qatorlari bir xil tsiklik siljishlarni saqlab qoldi. Porta nashriyotida chop etilgan "Maxfiy yozishmalar haqida" kitobida bigram shifriga oid ma'lumotlar mavjud.
16-asr oʻrtalari,Italiya. Bu erda kriptografik g'oyalarda innovatsiyalarni aks ettirishga qaratilgan G. Kardano asarlarining kitob nashri paydo bo'ldi. Masalan, "Kardano panjarasi" tushunchasi paydo bo'ldi.
Blez Bellazo, Kardano va boshqa mutafakkirlar ijodi bilan tanishganidan keyin kriptografik ishlarga ham qiziqib qoldi. Kelajakda u Vigenère shifrini yaratdi. Uning yana bir muhim ishi shifrlar bo'yicha risola yozish edi. Unda muallif kibernetik kriptografiya asoslarini yoritib berishga harakat qilgan.
Shifr haqida sharhlar
Vigenère jadvali va undan foydalanishdan keyingi ma'lumotlarni kodlash usullari "qo'lda" turdagi yorilishlarga juda chidamli edi. Matematik va yozuvchi L. Kerroll ushbu shifrlash tizimiga "buzilmas" unvonini berdi, buni u 1868 yilda nashr etilgan "Alifbo shifriga" oid maqolada ifodalagan
59 yil o'tgach, Amerika jurnallaridan biri Vijenerning tom ma'nodagi matnni ko'p harfli shifrlash usuli haqida gapirdi, xuddi avvalgi Kerroll kabi. Biroq, 19-asrda Kasiska usuli ixtiro qilindi, bu shifrlash tizimini buzish orqali bu da'volarni rad etishga imkon berdi.
Gilbert Vernam buzilgan shifrni yaxshilashga harakat qildi, ammo uning takomillashganini hisobga olgan holda ham u kriptotahlil uchun beqaror edi. Kelajakda Vernamning o'zi aslida dekodlab bo'lmaydigan tizimni yaratdi.
Umumiy ma'lumot
Ingliz alifbosi uchun Vigenère jadvalida turli xil talqin shakllari mavjud edi.ishlash usullari. Masalan, Tsezar shifrida ma'lum miqdordagi pozitsiyalar bo'yicha alifbo tartibida siljish borligi taxmin qilingan. Masalan, uch harfli siljish A harfi D ga, B esa E ga aylanishini bildiradi. Vijener tomonidan yaratilgan shifr bir qator ketma-ket Sezar shifrlash tizimlaridan tuzilgan. Bu erda har qanday siljish boshqa ma'noga ega bo'lishi mumkin. Kodlash jarayoni maxsus alifbo planshetlari yoki Vigenère kvadratlaridan (jadvallardan) foydalanishni o'z ichiga olishi mumkin. Lotin alifbosi uchun yigirma oltita belgi yaratilgan va ulardagi har qanday keyingi qator ma'lum miqdordagi pozitsiyalar bilan almashtirilgan. Kalit boʻlib xizmat qiluvchi soʻzning belgisi ishlatiladigan alifboni tanlashni belgilaydi.
Deshifrlash
Vigenère shifrlash yordamida manbadagi belgilar takrorlanish chastotasining umumiy xarakteristikalari "loyqalangan". Biroq, matnda ko'rinishi muntazam ravishda takrorlanadigan xususiyatlar mavjud. Ushbu kodlashning asosiy zaifligi - bu kalitlarning takrorlanishi. Bu sizga ikki bosqichdan iborat kriptotahlil jarayonini qurish imkonini beradi:
- Parol uzunligini aniqlang. Bu turli xil matn decimatsiyasining tarqalish chastotasini tahlil qilish orqali amalga oshiriladi. Boshqacha qilib aytganda, ular har bir ikkinchi harf kodning bir qismi bo'lgan shifrga ega manbani oladi, keyin uchinchi harfni va hokazolarni kalit sifatida ishlatadi.
- Kriptotahlil vositalaridan foydalanish, ya'ni jamiSezar shifrlari, ularni bir-biridan alohida ko'rib chiqish orqali osongina buzish mumkin.
Uzunlik Kasiska va Fridman testlari yordamida aniqlanadi.
Kasiska usuli
Vijener shifrlash usulini buzish algoritmini ishlab chiqa olgan birinchi shaxs C. Babbage edi. Rag'batlantirish sifatida u J. Thwaites bilan xat almashish paytida olingan ma'lumotlardan foydalangan va u erda u yangi kodlash tizimini ishlab chiqishga qodirligini da'vo qilgan. Charlz Bebbij o'z suhbatdoshining aksini Vijener ishining ma'lum bir misoliga qisqartirish orqali isbotladi. Keyin Tweiss Charlzga manbani buzishni maslahat berdi. Matnning dekodlanishi A. Tennison she'rining so'zlarini yashirgan va kalit so'z uning xotini Emili nomi edi. Topilmaning e'lon qilinishi krakerning o'zi iltimosiga binoan amalga oshirilmadi. Xuddi shu algoritm Prussiya armiyasi ofitseri Fridrix Vilgelm Kasiska tomonidan kashf etilgan va uning nomi bilan atalgan.
Gʻoya davriy kalit oqimi texnikasiga asoslangan. Tilning tabiiy shakli tez-tez takrorlanadigan harf birikmalarini ham o'z ichiga oladi va ular bigramlar va trigramlar deb ataladi. Ularning takrorlanish chastotasi shifrni ochish kalitini aniqlashga yordam beradigan paydo bo'lish imkoniyatini beradi. Muayyan tuzilmalarni takrorlash orasidagi masofa shior uzunligining ko'pligiga mos kelishi kerak. Har bir bunday masofaning eng uzun umumiy davomiyligini hisoblash orqali kalit uzunligi uchun ishlaydigan gipotezani olish mumkin.
Kappa testi
Shifrni ochishning yana bir usuliVigener jadvali va undan kelib chiqadigan kodlashni V. Fridman tomonidan yaratilgan test deb hisoblash mumkin. Bu usul 1920 yilda ishlab chiqilgan. Bu erda ma'lum belgilarning takrorlanish chastotasini o'lchashi mumkin bo'lgan, shifrlash tizimini buzishga imkon beradigan moslik indeksi tushunchasi ishlatilgan. Tasodifiy tanlangan belgilar taxminan 0,067% ga (ingliz tili uchun) mos kelishi mumkinligi haqida ma'lumotga ega bo'lgan holda, matnda ularning mos kelish ehtimolini aniqlash mumkin. Bu sizga kalit uzunligining taxminiy qiymatini yaratish imkonini beradi.
Chastotalar tahlili
Kalit uzunligi oʻlchamini aniqlaganingizdan soʻng, matnni qaysidir kalit belgilarga mos keladigan turli ustunlarga joylashtirishni boshlashingiz mumkin. Barcha ustunlar Tsezar shifridan foydalangan holda kodlangan asl matn tufayli hosil bo'ladi. Va bu kodlash usulining kaliti Vigenère tizimi uchun bitta nutq birligidir. Tsezar shifrlarini buzishga imkon beruvchi vositalardan foydalanib, biz shu tariqa matnning shifrini ochishni yakunlaymiz.
Kirchhoff usuli deb nomlanuvchi Kasiska testining takomillashtirilgan shakli har bir ustundagi ma'lum belgilar bilan chastotalar paydo bo'lishini solishtirishga asoslangan. Ularning yordami bilan manba matnlardagi belgilarning takrorlanish chastotasi taqqoslanadi. Vigenère jadvalidan qanday foydalanish, kalitlarning barcha belgilarini bilgan holda, kriptoanalitik uchun tushunarli bo'ladi va oxirgi shifrni ochish jarayonida uni o'qish qiyin bo'lmaydi. Kirchhoff usulining vositalari berilgan harflar panjarasi shifrlangan hollarda qo'llanilmaydi. Ya'ni, standart ketma-ketlikdan chetlanish mavjudalifbodagi harflar. Ammo shuni bilish kerakki, moslik testi hali ham Kasiska usuli bilan solishtirish mumkin va shuning uchun ular maxsus holatlar uchun kalitlarning uzunligini aniqlash uchun ishlatilishi mumkin.
Oʻzgaruvchanlik
Alifbo tizimi koʻplab boshqa kvadratlarga asoslangan boʻlishi mumkin, ulardan bir nechtasi bor va ularni eslab qolish oson. Vigenère kvadrati bilan teng ravishda qo'llaniladi. Taniqli analogiyalar orasida admiral F. Buford nomidagi kvadrat mavjud. U Vigenère jadvalining qatorlarini ifodalaydi, lekin orqaga ishora qiladi. Ser Frensis Bofort shamol oqimlarining tezligini aniqlash shkalasini yaratgan odam edi.
Xulosa
Vijener jadvalining namunasini quyidagi rasmda koʻrish mumkin.
Ushbu shifrlash usuli, uning tarixi, rivojlanishi va turli olimlar bilan aloqasi, shifrni ochish usullari, afzalliklari va kamchiliklari haqida umumiy ma'lumotlar bilan biz endi ushbu tushunchani ma'lumotni bir shakldan ikkinchisiga o'tkazishning maxsus usuli sifatida aniq belgilashimiz mumkin. asl ma'lumotlarni ma'lum miqdordagi shaxslardan yashirish maqsadi. Xabarlarni kodlash qobiliyati barcha insoniyat urushlarida muhim strategik tarkibiy qism bo‘lib kelgan.
