Vigenèreova šifra

Vigenèreova šifra , typ substituční šifry vynalezené francouzským kryptografem Blaise de Vigenère v 16. století a používaným pro šifrování dat, ve kterém je původní struktura prostého textu poněkud skrytá v šifru pomocí několika různých monoalphabetických substitučních šifrů, nikoli pouze jednoho; kódový klíč specifikuje, která konkrétní substituce má být použita pro šifrování každého symbolu prostého textu. Takové výsledné šifry, obecně známé jako polyalphabetics, mají dlouhou historii použití. Systémy se liší hlavně ve způsobu, jakým se klíč používá k výběru mezi sbírkou monoalfabetických substitučních pravidel.

Vigenère tabulka V šifrování prostého textu je šifrové písmeno nalezeno na průsečíku sloupce, který je označen písmenem prostého textu a řádkem indexovaným klíčovým písmenem.  Pro dešifrování šifrového textu se písmeno prostého textu nachází v záhlaví sloupce určeného průnikem úhlopříčky obsahující šifrovací písmeno a řádku obsahujícího klíčové písmeno. Přečtěte si více o tomto tématu kryptologie: Vigenère šifry Další přístup ke skrytí struktury prostého textu v šifru zahrnuje použití několika různých monoalphabetických substitučních šifer ...

Po mnoho let byl tento typ šifry považován za nedobytný a byl známý jako le chiffre indéchiffrable , doslova „nerozbitná šifra“. Postup pro šifrování a dešifrování šifry Vigenère je znázorněn na obrázku.

Vigenère tabulka V šifrování prostého textu je šifrové písmeno nalezeno na průsečíku sloupce, který je označen písmenem prostého textu a řádkem indexovaným klíčovým písmenem.  Pro dešifrování šifrového textu se písmeno prostého textu nachází v záhlaví sloupce určeného průnikem úhlopříčky obsahující šifrovací písmeno a řádku obsahujícího klíčové písmeno.

V nejjednodušších systémech typu Vigenère je klíčem slovo nebo fráze, která se opakuje tolikrát, kolikrát je třeba k zašifrování zprávy. Pokud je klíč DECEPTIVE a zpráva je, JSME OBJEDNÁVKA, ULOŽTE SI VÁŠ, pak výsledná šifra bude

Příklad šifry Vigenere.

Graf ukazuje, do jaké míry je zakrývána surová frekvence výskytu, šifrováním textu článku pomocí opakujícího se klíče DECEPTIVE. Nicméně v roce 1861 Friedrich W. Kasiski, dříve německý armádní důstojník a kryptanalyst, publikoval řešení šifrů Vigenère s opakovaným klíčem na základě skutečnosti, že identické párování zpráv a klíčových symbolů generují stejné šifrové symboly. Cryptanalysts hledají přesně taková opakování. Ve výše uvedeném příkladu se skupina VTW objeví dvakrát, oddělená šesti písmeny, což naznačuje, že délka klíče (tj. Slova) je buď tři nebo devět. V důsledku toho by kryptanalyzátor rozdělil šifrovací symboly do tří a devíti monoalphabetů a pokusil se vyřešit každý z nich jako jednoduchou substituční šifru. Při dostatečném šifrovém textu by bylo snadné vyřešit neznámé klíčové slovo.

Frekvenční analýza písmen Vigenèrové šifry Text tohoto článku byl zašifrován opakovanou klíčovou šifrou Vigenère - klíčovým slovem je DECEPTIVE - a náhodnou polyalphabetickou šifrou.  Obrázek ukazuje, jak je relativní kmitočtové rozdělení původního prostého textu maskováno odpovídajícím šifrovým textem, který se více podobá ryze náhodné sekvenci dodávané jako základní linie.

Periodicitu opakujícího se klíče využívaného Kasiski lze eliminovat pomocí běžícího klíče Vigenère. Taková šifra je vytvořena, když je pro klíč použit neopakující se text. Vigenère ve skutečnosti navrhl zřetězení samotného prostého textu, aby následoval slovo tajného klíče, aby poskytl běžící klíč v takzvaném autokey.

Přestože běžící klíče nebo autokey šifry eliminují periodicitu, existují dvě metody jejich šifrování. V jednom kryptoanalyzátor pokračuje za předpokladu, že jak šifrový text, tak klíč sdílejí stejné frekvenční rozdělení symbolů a aplikují statistickou analýzu. Například E se vyskytuje v anglickém prostém textu s frekvencí 0,0169 a T se vyskytuje pouze poloviční frekvencí. Krypptanalyst by samozřejmě potřeboval mnohem větší segment ciphertext k vyřešení běžícího klíče Vigenère, ale základní princip je v zásadě stejný jako dříve - tj. Opakování podobných událostí přináší stejné účinky v ciphertext. Druhá metoda řešení kódů běžících klíčů je obecně známá jako metoda pravděpodobných slov. V tomto přístupu jsou slova, která se v textu pravděpodobně domnívají, odečtena od šifry. Například,předpokládejme, že byla zachycena zašifrovaná zpráva pro prezidenta Jeffersona Davise z Konfederačních států Ameriky. Na základě statistické analýzy kmitočtů písmen v šifrovém textu a jihovýchodních šifrovacích zvyklostech se zdá, že používá běžnou klíčovou šifru Vigenère. Přiměřenou volbou pro pravděpodobné slovo v prostém textu může být „PŘEDCHOZÍ“. Pro jednoduchost bude prostor kódován jako „0“. PRESIDENT by pak byl kódován - nešifrován - jako „16, 18, 5, 19, 9, 4, 5, 14, 20“ pomocí pravidla A = 1, B = 2 atd. Nyní je těchto devět čísel přidáno modulo 27 (pro 26 písmen plus mezerník) do každého následujícího bloku devíti symbolů ciphertext - pokaždé přesouvá jedno písmeno, aby vytvořilo nový blok. Téměř všechny takové dodatky budou mít za následek náhodně podobné skupiny devíti symbolů,ale některé mohou produkovat blok, který obsahuje smysluplné anglické fragmenty. Tyto fragmenty pak mohou být rozšířeny některou ze dvou výše popsaných technik. Je-li k dispozici dostatek šifrového textu, může kryptanalyzátor šifrování nakonec dešifrovat. Zde je důležité mít na paměti, že redundance anglického jazyka je natolik vysoká, že množství informací zprostředkovaných každou složkou šifrového textu je větší než míra, při které je možné nejasnost (tj. Nejistota ohledně prostého textu, kterou musí kryptanalyst vyřešit). pro šifrování šifry) je zaveden spuštěným klíčem. V zásadě, když je ekvivalence snížena na nulu, může být šifra vyřešena. Počet symbolů potřebných k dosažení tohoto bodu se nazývá vzdálenost unicity - a v průměru je to jen asi 25 symbolů pro jednoduché substituční šifry.Tyto fragmenty pak mohou být rozšířeny některou ze dvou výše popsaných technik. Je-li k dispozici dostatek šifrového textu, může kryptanalyzátor šifrování nakonec dešifrovat. Zde je důležité mít na paměti, že redundance anglického jazyka je natolik vysoká, že množství informací zprostředkovaných každou složkou šifrového textu je větší než míra, při které je možné nejasnost (tj. Nejistota ohledně prostého textu, kterou musí kryptanalyst vyřešit). pro šifrování šifry) je zaveden spuštěným klíčem. V zásadě, když je ekvivalence snížena na nulu, může být šifra vyřešena. Počet symbolů potřebných k dosažení tohoto bodu se nazývá vzdálenost unicity - a v průměru je to jen asi 25 symbolů pro jednoduché substituční šifry.Tyto fragmenty pak mohou být rozšířeny některou ze dvou výše popsaných technik. Je-li k dispozici dostatek šifrového textu, může kryptanalyzátor šifrování nakonec dešifrovat. Zde je důležité mít na paměti, že redundance anglického jazyka je natolik vysoká, že množství informací zprostředkovaných každou složkou šifrového textu je větší než míra, při které je možné nejasnost (tj. Nejistota ohledně prostého textu, kterou musí kryptanalyst vyřešit). pro šifrování šifry) je zaveden spuštěným klíčem. V zásadě, když je ekvivalence snížena na nulu, může být šifra vyřešena. Počet symbolů potřebných k dosažení tohoto bodu se nazývá vzdálenost unicity - a v průměru je to jen asi 25 symbolů pro jednoduché substituční šifry.kryptoanalyzátor může nakonec dešifrovat šifru. Zde je důležité mít na paměti, že redundance anglického jazyka je natolik vysoká, že množství informací zprostředkovaných každou složkou šifrového textu je větší než míra, při které je možné nejasnost (tj. Nejistota ohledně prostého textu, kterou musí kryptanalyst vyřešit). pro šifrování šifry) je zaveden spuštěným klíčem. V zásadě, když je ekvivalence snížena na nulu, může být šifra vyřešena. Počet symbolů potřebných k dosažení tohoto bodu se nazývá vzdálenost unicity - a v průměru je to jen asi 25 symbolů pro jednoduché substituční šifry.kryptoanalyzátor může nakonec dešifrovat šifru. Zde je důležité mít na paměti, že redundance anglického jazyka je natolik vysoká, že množství informací zprostředkovaných každou složkou šifrového textu je větší než míra, při které je možné nejasnost (tj. Nejistota ohledně prostého textu, kterou musí kryptanalyst vyřešit). pro šifrování šifry) je zaveden spuštěným klíčem. V zásadě, když je ekvivalence snížena na nulu, může být šifra vyřešena. Počet symbolů potřebných k dosažení tohoto bodu se nazývá vzdálenost unicity - a v průměru je to jen asi 25 symbolů pro jednoduché substituční šifry.Zde je důležité mít na paměti, že redundance anglického jazyka je natolik vysoká, že množství informací zprostředkovaných každou složkou šifrového textu je větší než míra, při které je možné nejasnost (tj. Nejistota ohledně prostého textu, kterou musí kryptanalyst vyřešit). pro šifrování šifry) je zaveden spuštěným klíčem. V zásadě, když je ekvivalence snížena na nulu, může být šifra vyřešena. Počet symbolů potřebných k dosažení tohoto bodu se nazývá vzdálenost unicity - a v průměru je to jen asi 25 symbolů pro jednoduché substituční šifry.Zde je důležité mít na paměti, že redundance anglického jazyka je natolik vysoká, že množství informací zprostředkovaných každou složkou šifrového textu je větší než míra, při které je možné nejasnost (tj. Nejistota ohledně prostého textu, kterou musí kryptanalyst vyřešit). pro šifrování šifry) je zaveden spuštěným klíčem. V zásadě, když je ekvivalence snížena na nulu, může být šifra vyřešena. Počet symbolů potřebných k dosažení tohoto bodu se nazývá vzdálenost unicity - a v průměru je to jen asi 25 symbolů pro jednoduché substituční šifry.Počet symbolů potřebných k dosažení tohoto bodu se nazývá vzdálenost unicity - a v průměru je to jen asi 25 symbolů pro jednoduché substituční šifry.Počet symbolů potřebných k dosažení tohoto bodu se nazývá vzdálenost unicity - a v průměru je to jen asi 25 symbolů pro jednoduché substituční šifry.Viz také Vernam-Vigenère šifra.