Polybiuksen aukio

Monimutkaisempi versio, joka on seuraava: vastaanotettu ensisijainen salateksti (*) salataan toisen kerran. Samalla se kirjoitetaan jakamatta pareiksi:

Tuloksena olevaa numerosarjaa siirretään syklisesti vasemmalle yhden askeleen verran (pariton määrä askelia):

Tämä sarja on jälleen jaettu kahden ryhmiin:

ja taulukon mukaan korvataan lopullisella salatekstillä:

Näin ollen salauksen jälkeen saamme:

Avaimen lisääminen [4]

Ensi silmäyksellä salaus vaikuttaa erittäin heikolta , mutta sen arvioimiseksi on otettava huomioon kaksi tekijää :

1. kyky täyttää Polybiuksen neliö kirjaimilla mielivaltaisesti, ei vain tiukasti aakkosjärjestyksessä;
2. kyky vaihtaa ajoittain neliöt.

Silloin aiempien viestien analyysi ei anna mitään, koska salauksen paljastumisen jälkeen se voidaan korvata.

Kirjaimet mahtuvat taulukkoon missä tahansa järjestyksessä - taulukon täyttäminen on tässä tapauksessa avainasemassa . Latinalaisessa aakkosessa yksi 25 kirjaimesta voidaan syöttää ensimmäiseen soluun, yksi 24 kirjaimesta toiseen, yksi 23 kirjaimesta kolmanteen jne. Saamme latinalaisten aakkosten taulukon salauksen avainten enimmäismäärän:

Vastaavasti viestin salauksen purkamiseksi on välttämätöntä tietää aakkosen lisäksi myös avain, jolla salaustaulukko käännettiin. Mutta mielivaltaista kirjainten järjestystä on vaikea muistaa, joten salauksen käyttäjällä on aina oltava avain - neliö - mukana. On olemassa vaara luvattomien henkilöiden salaisesta tutustumisesta avaimeen. Kompromissina ehdotettiin avainta - salasanaa . Salasana kirjoitetaan toistamatta kirjaimia neliöön; aakkosten kirjaimet, jotka eivät ole salasanassa, kirjoitetaan jäljellä oleviin soluihin aakkosjärjestyksessä.

Esimerkki

Salataan sana "SOMETEXT" avaimella "DRAFT". Tehdään alustavasti salaustaulukko annetulla avaimella, kirjoitetaan avainmerkit taulukkoon järjestyksessä, niiden jälkeen loput aakkoset:

Muunnetaan viesti koordinaateiksi Polybiuksen neliön mukaisesti:

Laskemme koordinaatit riveihin:

Muunnetaan koordinaatit kirjaimiksi samalla neliöllä:

Näin ollen salauksen jälkeen saamme:

Historiallinen muistiinpano [5]

Jo muinaisina aikoina ihmisellä oli tarve lähettää signaaleja kaukaa. Äänen vahvistamiseksi metsästyksessä signaaleja annettaessa alettiin käyttää yksinkertaisimpia sarvia sarvien, kuorien jne. muodossa. Syötteen tarkoitus oli tammit, rummut ja vastaavat laitteet, ja vähän myöhemmin valaistusvälineet - soihdut , nuotiot. Jopa nämä primitiiviset valosignalointiobjektit tekivät mahdolliseksi lisätä dramaattisesti etäisyyttä, jolla ihmiset onnistuivat kommunikoimaan . [6]

Yhteiskunnan kehittyessä syntyi tarve lähettää monipuolisempia signaaleja, myös signaaleja, joiden merkitystä ei ollut ennalta määrätty. Polybiuksen kirja kuvaa menetelmän [7] vesikellon, ns. klepsydran, käyttämiseksi pitkän kantaman signalointilaitteessa. Clepsydrat olivat vedellä täytettyjä astioita, joiden pinnalla oli kellukkeita, joissa oli pystysuorat tolpat. Vesi valui ulos astioista tasaisella nopeudella ja telineiden näkyvän osan pituus oli kääntäen verrannollinen aikaan. Klepsydran merkinantokäytön ydin oli, että niiden pystysuorassa telineessä oli samantyyppiset merkinnät: tuntijakojen sijaan niihin kirjoitettiin samassa järjestyksessä erilaisia ​​sanoja, komentoja jne. Lähetyspisteestä tulevan ennalta sovitun signaalin mukaan molemmat klepsydrat laukaistiin samanaikaisesti, ja toisessa signaali pysäytettiin sillä hetkellä, kun telineissä oli näkyvissä kirjoitus, joka oli lähetettävä. Koska klepsydrat olivat melko tarkkoja kelloja, ne osoittivat saman signaalin lähetys- ja vastaanottopisteissä . Tässä kommunikaatiotavassa kantama määräytyi signaalien näkyvyysolosuhteiden mukaan, jotka voidaan antaa millä tahansa muulla silloin tunnetulla signaalivälineellä.

Tämä oli kenties ensimmäinen kommunikaatiomenetelmä teknisillä välineillä (clepsydra), joka perustui laitteiden ajallisen synkronoinnin periaatteeseen .

Polybios kuvaa myös toista, eri periaatteeseen perustuvaa signalointimenetelmää, jonka keksimisen hän yhdistää Cleoxenuksen ja Demoklitoksen Aleksandrialaisen nimiin . Tämän menetelmän mukaan signalointiin käytettiin taskulamppuja, jotka sijoitettiin signaaliseinään. Samaan aikaan oli olemassa tietty koodi, joka on käännetty seuraavasti. Kreikan aakkoset (24 kirjainta) jaettiin 5 ryhmään siten, että jokainen kirjain määritettiin ryhmän numeron ja sen sarjanumeron perusteella. Signaaliseinän vasemmalla puolella olevien taskulamppujen määrä tarkoitti ryhmän numeroa ja seinän oikealla puolella olevien taskulamppujen lukumäärä ryhmän paikan numeroa . Tämä menetelmä, vaikka se vaati paljon aikaa kunkin signaalin lähettämiseen, mahdollisti minkä tahansa viestin lähettämisen aakkosjärjestyksessä . Tätä menetelmää kuvaava Polybius mainitsi juuri sellaisen koodin taulukon (Polybiuksen taulukko), jota käsitellään artikkelissa, joka myöhemmin löysi sovelluksen monissa signalointijärjestelmissä. Tämä näyttää olleen yksi ensimmäisistä yrityksistä käyttää koodia (kaksinumeroinen) tiedon välittämiseen.

On mielenkiintoista huomata, että Polybius-koodi on säilynyt hieman muokattuna tähän päivään asti ja saanut mielenkiintoisen nimen "vankilasalaus". Käyttääksesi sitä, sinun tarvitsee vain tietää aakkosten kirjainten luonnollinen järjestys (kuten yllä olevissa esimerkeissä latinalaisten ja venäläisten aakkosten osalta). Esimerkiksi numero 3 välitettiin koputtamalla kolme kertaa. Lähetettäessä kirjainta napautettiin ensin sitä riviä vastaavaa numeroa, jolla kirjain sijaitsi, ja sitten sarakkeen numeroa. Esimerkiksi kirjain "H" välitettiin koputtamalla kahdesti (toinen rivi) ja sitten kolme kertaa (kolmas sarake). Tiedetään varmasti, että vuoden 1825 epäonnistuneen kansannousun jälkeen vangitut dekabristit eivät voineet saada yhteyttä prinssi Odojevskiin , joka oli eristyssellissä Pietari- Paavalin linnoituksessa . Kävi ilmi, että hän ei muistanut venäjän ja ranskan aakkosten kirjainten luonnollista järjestystä (hän ​​ei puhunut muita kieliä). Dekabristit käyttivät venäjän aakkosia 5x6 suorakulmiota ja 30 kirjaimeen pakattua aakkosta . Siksi "vankilasalaus" ei ole varsinaisesti salaus, vaan menetelmä viestin muokkaamiseksi sen saattamiseksi sellaiseen muotoon, joka on kätevä lähetettäväksi viestintäkanavan kautta (seinän läpi).

Kryptaanalyysin vastustuskyky [8]

Yksi hyökkäysmenetelmä on taajuusanalyysi . Kirjainten jakautumista kryptotekstissä verrataan kirjainten jakautumiseen alkuperäisen viestin aakkosissa. Kryptotekstin korkeimman taajuuden kirjaimet korvataan aakkosten korkeimman taajuuden kirjaimella, jos se tunnetaan. Onnistuneen avauksen todennäköisyys kasvaa kryptotekstin pituuden myötä, koska jakaumat ovat tilastollisia. Kirjainten jakautumisesta tietyllä kielellä on monia erilaisia ​​taulukoita , mutta mikään niistä ei sisällä lopullista tietoa - jopa kirjainten järjestys voi vaihdella eri taulukoissa. Jakauma riippuu suuresti tekstin tyypistä: proosa , puhekieli, tekninen kieli jne. Polybiuksen neliö on esimerkki korvaussalauksesta, joten se ei kestä taajuushyökkäystä.

Tunnetuin esimerkki korvaussalauksen haavoittuvuudesta taajuushyökkäykselle on Arthur Conan Doylen novelli "The Dancing Men ".

Muistiinpanot

1. ↑ UDC 511 Korobeinikov A.G., Yu.A. Gatchin. Kryptologian matemaattiset perusteet Oppikirja. SPb: SPb GU ITMO, 2004. - 106 s., ill. Lisenssin numero 00408, päivätty 5.11.99
2. ↑ Kahn D. The Codebreakers; Salaisen viestinnän kattava historia muinaisista ajoista Internetiin, N-Y: Macmillan Publ. Co. 1996.
3. ↑ Antonov A. K., Artyushenko V. M. Tietoturva. Tietoturvamenetelmät. Osa 1: Luentokurssi / M. : GOUVPO MGUS, 2005-191 s.
4. ↑ Barichev S. G. Nykyaikaisen kryptografian perusteet. M.: Hot Line - Telecom, 2001. 152 sivua.
5. ↑ Astrakhan V. I., Gusev V. V., Pavlov V. V., Chernyavsky B. G. Hallituksen viestinnän muodostuminen ja kehittäminen Venäjällä, Orel: VIPS, 1996.
6. ↑ Diels G. Antiikkitekniikkaa. Ed. S. I. Kovaleva. M. - L., Gostekhizdat, 1934
7. ↑ Polybios. Yleinen historia neljässäkymmenessä kirjassa . Per. kreikasta F. G. Mishchenko. T . 2, M., 1895, s. 282-284.
8. ↑ Varfolomeev A. A., Zhukov A. E., Pudovkina M. A. Stream cryptosystems. Stabiilisuusanalyysin perusominaisuudet ja -menetelmät. M.: "PAIMS". 2000.

Linkit

• Flash-sovellus "Prison ABC" .
• Ciphers of Antiquity Arkistoitu 13. lokakuuta 2012 Wayback Machinessa .
• Salausten tulo Arkistoitu 28. heinäkuuta 2012 Wayback Machinessa .
• Salaus. Korvaavat salaukset Arkistoitu 8. toukokuuta 2016 Wayback Machinessa .
• Light Ciphers, Polybius Square, Basic Techniques Arkistoitu 16. huhtikuuta 2019 Wayback Machinessa .