Các loại mật mã trên thế giới

      118
Mật mã Vigenère vẫn kéo dài hàng ngàn năm mà lại cần yếu phá vỡ lẽ cùng với khóa đủ lâu năm. Nhưng giả dụ thực hiện những khóa ngắn hoặc trường hợp các đơn vị thám mã bao gồm đầy đủ nhiều bạn dạng mã so với độ nhiều năm khóa thì mật mã Vigenère lại bị thám mã là khá dễ ợt. Bài viết sau đây reviews về mật mã Vigenère với cách thức thám mã nhiều loại mật mã này.

Bạn đang xem: Các loại mật mã trên thế giới

Đôi nét về mật mã Vigenère

Mật mã Vigenère là một trong những phương pháp mã hóa chữ văn uống phiên bản tiếng Anh, lần thứ nhất được diễn đạt vì chưng Giovan Battista Bellaso vào thời điểm năm 1553. Pmùi hương pháp mã hóa mật mã Vigenère dễ nắm bắt với dễ tiến hành, nhưng mà chỉ mang lại năm 1863 với tương đối nhiều cố gắng nỗ lực xuyên suốt tía gắng kỷ, Friedrich Kasiski new xuất bạn dạng một phương thức bình thường nhằm giải thuật mật mã Vigenère.

Mật mã Vigenère là tập thích hợp những luật lệ thay thế chữ cái solo vào bảng vần âm giờ đồng hồ Anh qua bài toán sử dụng 26 mật mã Caesar với công việc dịch rời trường đoản cú 0 đến 25 khớp ứng trường đoản cú chữ ‘a’ đến chữ ‘z’. Cụ thể, bản mã Vigenère được lập theo bí quyết sau:

ci = (pi + ki) thủ thuật 26, i=1,…,l

trong các số ấy, C = c1…cl là bạn dạng mã, P=p1…pl là bạn dạng gốc, K = k1…kl là dãy khóa cùng l là độ lâu năm bạn dạng rõ. Tương tự, phiên bản nơi bắt đầu P rất có thể được xem giả dụ biết khóa cùng phiên bản mã theo công thức:

pj = (cj – kj) thủ thuật 26, j = 1,…,l

Mật mã Vigenère chẳng thể phá vỡ vào ngôi trường phù hợp thực hiện các khóa đủ nhiều năm. Nhưng cùng với các khóa ngắn hoặc ví như nhà thám mã có đủ nhiều phiên bản mã đối với độ lâu năm khóa thì hơi dễ dàng để phá đổ vỡ. Việc thám mật mã Vigenère hay tiến hành theo nhị bước là: xác định độ lâu năm chu kỳ của khóa trước, tiếp nối tìm kiếm khóa cụ thể.

Tìm chu kỳ khóa của mật mã Vigenère

Trước hết phải chú ý là chu kỳ luân hồi của khóa tìm được có thể bất ổn với thực tiễn được thực hiện. Nếu bản mã đủ dài thì rất có thể là đúng đắn, những phương thức được cung ứng sinh sống đấy là khoảng.

Mật mã Vigenère áp dụng những mật mã Caesar khác biệt cho các chữ cái thường xuyên. lấy một ví dụ một bạn dạng mã Vigenère nhỏng sau:


*

Hình 1. Bản mã hóa áp dụng mật mã Vigenère

Mật mã Caesar là một dạng của mật mã sửa chữa thay thế, theo đó từng cam kết từ trong bạn dạng rõ được sửa chữa thay thế bằng một ký kết trường đoản cú giải pháp nó một đoạn vào bảng vần âm để chế tạo ra thành phiên bản mã. Giả sử cùng với khóa là 3 (dịch 3 vị trí trong bảng chữ cái), thì chữ ‘a’ sẽ tiến hành chũm bằng văn bản ‘d’, chữ ‘b’ sẽ tiến hành nạm bởi ‘e’ với cđọng cầm cố cho đến khi kết thúc bản rõ. Phương pháp này chọn cái tên là Caesar, vị vua vẫn sử dụng loại mật mã này liên tục vào công việc.

Nếu mật mã Vigenère áp dụng khóa có chu kỳ 3 là 'PUB', thì vần âm rõ đầu tiên được mã hóa bởi mật mã Caesar với khóa là 16 (Phường là chữ cái thiết bị 16 của bảng chữ cái), chữ cái vật dụng nhì được mã cùng với khóa là 21 (chữ cái U) với vần âm sản phẩm cha được mã cùng với khóa là 2 (vần âm B). Chữ chiếc rõ trang bị 4 được mã hóa quay lại bằng văn bản khóa đầu tiên (khóa 16). Kết trái là, những vần âm sống những vị trí 1,4,7,10,... phần đa được mã hóa bởi cùng một mật mã Caesar cùng với chữ khóa là P.. Các chữ cái sinh sống các vị trí 2,5,8,11,... cùng 3,6,9,12,... được mã hóa bằng mật mã Caesar với khóa tương xứng là chữ U và B.

Như vậy, trình tự đúng đắn vẫn nhờ vào vào chu kỳ luân hồi của khóa mật mã, tức là độ dài khóa, như với ví dụ bên trên thì độ dài chu kỳ luân hồi khóa là 3.

Phương pháp kiếm tìm chu kỳ khóa theo sự lặp lại của nhóm chữ cái

Để xác minh chu kỳ của khóa mật mã Vigenère, cách thức Kasiski chú ý sự lặp lại của các đội chữ cái như Hình 2.


*

Hình 2. Sự tái diễn của tập thể nhóm chữ cái

Đoạn tái diễn loạt VHVS có 18 cam kết trường đoản cú, nhắc nhở rằng độ nhiều năm khóa rất có thể là 18, 9, 6, 3, 2. Còn đoạn tái diễn loạt QUCE là 30 ký từ, nhắc nhở độ lâu năm khóa là 30, 15, 10, 6, 5, 3, 2. Kết hợp lại, độ nhiều năm khóa có thể là 6, 3 hoặc 2.

Chỉ số trùng thích hợp (Index of coincidence - I.C. còn được cam kết hiệu là Ic())

Nếu vào bản mã không có sự lặp lại của hàng loạt vần âm nào, tín đồ thám mã đã áp dụng đến chỉ số trùng hòa hợp Ic.

Xem thêm: Sửa Lỗi The System Cannot Find The File Specified

Giả sử X là một trong chuỗi cam kết từ trong tiếng Anh, ký kết hiệu xác suất xuất hiện của những chữ a, b,…, z theo thứ tự là p0, p1,…, p25. Lúc đó:


*

*

Chỉ số trùng phù hợp (Ic) là một trong nghệ thuật thống kê lại góp xác minh một đoạn vnạp năng lượng bạn dạng có thỏa mãn nhu cầu quy nguyên lý ngôn ngữ của giờ Anh. Một đặc điểm đặc biệt của nghệ thuật là quý giá Ic ko thay đổi trường hợp vận dụng mật mã sửa chữa thay thế đơn cho vnạp năng lượng bản. Vấn đề này là vì Ic dựa trên tần số mở ra của vần âm với mật mã sửa chữa đơn không làm biến đổi tần số của bộ chữ cái đơn côi. Với văn uống bạn dạng tiếng Anh sẽ có được quý hiếm Ic có tác dụng tròn là 0.06, nếu các ký từ gồm phân păn năn đồng rất nhiều thì Ic ngay gần hơn với 0,03 - 0,04.

Phương thơm pháp dùng chỉ số trùng hòa hợp để khẳng định chu kỳ luân hồi của khóa mật mã Vigenère triển khai nlỗi sau. Trước hết, trả sử độ lâu năm khóa là 2, thực hành trích xuất hai chuỗi tại các vị trí 1, 3, 5, 7,... cùng 2, 4, 6, 8,... từ bản mã nlỗi Hình 1 (để ý rằng Ic được tính bằng phương pháp áp dụng toàn thể chuỗi mã, không chỉ là phần được hiển thị).


*

Hình 3. Các quý hiếm mức độ vừa phải I.C.

Theo cột quý giá, hoặc theo biểu thứ, gồm 2 giá trị mức độ vừa phải I.C cao thốt nhiên phát triển thành đang gợi ý rằng khóa mật mã có thể gồm độ nhiều năm 7 hoặc 14. Cả hai phần trăm này bắt buộc được liên tục chất vấn.

Tìm khóa mật mã theo kỹ thuật thống kê khi bình phương

lấy một ví dụ thám mã cùng với khóa chu kỳ luân hồi 7 (sử dụng 7 mật mã Caesar) mang lại phiên bản mã ngơi nghỉ Hình 1, việc tìm kiếm khóa khá thuận tiện. Thám mã đang so sánh quý hiếm thống kê Lúc bình phương thơm của dãy phá mã với cái giá trị phân phối hận tần số xuất hiện vần âm giờ Anh.

Lập chuỗi chữ cái rước trường đoản cú các địa chỉ 1, 8, 15, 22,… của bản mã nghỉ ngơi Hình 1 (vurzjugrggugvgjqkeoagugkkqvwqp…). Đây là chuỗi được mã hóa với cùng 1 mật mã Caesar.

Giải mã chuỗi này với cả 26 mật mã Caesar rất có thể, lập bảng đối chiếu phân păn năn tần số của văn bạn dạng được lời giải cùng với phân păn năn tần số tiếng Anh cho từng khóa. Tương ứng, sẽ chiếm được 26 cực hiếm thống kê khi bình phương thơm. Khóa đúng chuẩn đã tương xứng cùng với văn bản được giải mã cùng với thống kê Khi bình pmùi hương rẻ độc nhất vô nhị. Kết quả cụ thể như Hình 4 đang kiếm được chữ cái khóa đầu tiên, Từ đó quý hiếm Khi bình phương thơm nhỏ tuổi độc nhất vô nhị là 41.22, tương xứng cùng với khóa là 2 (chữ cái ‘c’).


Hình 4. Giá trị thống kê lúc bình phương của chuỗi giải mã

Tiếp tục tìm kiếm 6 vần âm khóa sót lại Theo phong cách cực tè khi bình phương tương tự như nhằm search các khóa khớp ứng đang nhận được chuỗi khóa 2,8,0,7,4,17,18. Chuyển về dạng vần âm là chuỗi 'CIAHERS', chuỗi khóa này bị sai một vị trí. Điều này cho thấy cần thiết hoàn toàn phụ thuộc vào nghệ thuật thám mã này trừ khi chiếm được bạn dạng mã đầy đủ dài. Khóa chính xác trong trường phù hợp này là 'CIPHERS' cùng thực tiễn đánh giá Khi bình phương có nhì giá trị vô cùng rẻ mang đến dãy bé máy 3. Thật rủi ro, giá trị nhỏ tuổi nhất lại bất ổn, giá trị khóa đúng có mức giá trị khi bình phương lớn hơn quý hiếm nhỏ dại tuyệt nhất một ít.

Thực tế trong kiểm tra khi bình pmùi hương cũng giống như I.C, Xác Suất mở ra của những vần âm chưa hẳn luôn luôn luôn đúng, bọn chúng gần đúng. ngoại giả, tần số của các chữ cái vào bản mã ko phản ảnh đúng mực phân phối hận tỷ lệ những chữ cái bên trên văn uống bản mã. Đó là nguyên nhân tác dụng trên tạo ra chữ khóa ‘A’ mà lẽ ra bắt buộc là ‘P’. Do đó, bài toán chăm chú thêm các kỹ càng khác như là dựa vào quy luật ngữ điệu để sửa đổi hiệu quả là vô cùng cần thiết.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

<1> Dr. S.B. Sadkhan, Cryptanalysis of a Vigenère, Security of Networks, 2011-2012

<2> Chris Christensen, Cryptanalysis of the Vigenère Cipher: The Friedman Test, Spring 2015, MAT/ CSC 483

<3> Jonathan Taylor, Lecture # 4 – Vigenère Cipher –Kasiski Attaông chồng, Statistics 116-Fall 2002

<4> Author: Jeremy Druin, Learning Cryptography by Doing It Wrong: Cryptanalysis of the Vigenère Cipher, jdruin

<6> S. S. Omran A. S. Al-Khalid D. M. Al-Saady, A Cryptanalytic Attack on Vigenère Cipher Using Genetic Algorithm, 2011 IEEE Conference on Open Systems (ICOS2011), September 25 - 28, 2011, Langkawi, Malaysia

<7> Mehmet E. Dalkilic và Cengiz Gungor, An Interactive Cryptanalysis Algorithm for the Vigenère Cipher, Ege University, International Computer Institute Bornova 35100 Izmir, TURKEY, fdalkilic,cgungorg
bornova.ege.edu.tr