Šifrování písmen se symboly. Písmenné šifry

Ve starověkém světě vznikla potřeba šifrovat korespondenci a objevily se jednoduché náhradní šifry. Šifrované zprávy určovaly osud mnoha bitev a ovlivnily běh dějin. Postupem času lidé vynalézali stále pokročilejší metody šifrování.

Kód a šifra jsou mimochodem různé pojmy. První znamená nahrazení každého slova ve zprávě kódovým slovem. Druhým je šifrování každého symbolu informace pomocí specifického algoritmu.

Poté, co matematika začala kódovat informace a byla vyvinuta teorie kryptografie, vědci objevili mnoho užitečných vlastností této aplikované vědy. Například dekódovací algoritmy pomohly rozluštit mrtvé jazyky, jako je starověká egyptština nebo latina.

Steganografie

Steganografie je starší než kódování a šifrování. Toto umění se objevilo již dávno. Doslova to znamená „skryté psaní“ nebo „tajné psaní“. Přestože steganografie přesně neodpovídá definici kódu nebo šifry, má skrýt informace před zvědavýma očima.

Steganografie je nejjednodušší šifra. Typickým příkladem jsou spolknuté poznámky pokryté voskem nebo vzkaz na oholené hlavě, která se skrývá pod porostem vlasů. Nejjasnějším příkladem steganografie je metoda popsaná v mnoha anglických (nejen) detektivních knihách, kdy se zprávy přenášejí prostřednictvím novin, kde jsou písmena diskrétně označena.

Hlavní nevýhodou steganografie je, že si jí může všimnout pozorný outsider. Proto, aby se zabránilo snadnému čtení tajné zprávy, používají se ve spojení se steganografií metody šifrování a kódování.

ROT1 a Caesarova šifra

Název této šifry je ROTate 1 letter forward a zná ji mnoho školáků. Je to jednoduchá substituční šifra. Jeho podstatou je, že každé písmeno je zašifrováno posunutím abecedy o 1 písmeno dopředu. A -> B, B -> B, ..., I -> A. Zašifrujme například frázi „naše Nasťa hlasitě pláče“ a dostaneme „obshb Obtua dspnlp rmbsheu“.

Šifru ROT1 lze zobecnit na libovolný počet offsetů, pak se nazývá ROTN, kde N je číslo, o které má být šifrování písmen posunuto. V této podobě je šifra známá od starověku a nazývá se „Caesarova šifra“.

Caesarova šifra je velmi jednoduchá a rychlá, ale jedná se o jednoduchou šifru s jednou permutací, a proto je snadné ji prolomit. S podobnou nevýhodou je vhodný pouze pro dětské žerty.

Transpoziční nebo permutační šifry

Tyto typy jednoduchých permutačních šifer jsou vážnější a aktivně se používaly ještě nedávno. Během americké občanské války a první světové války byl používán k přenosu zpráv. Jeho algoritmus spočívá v přeskupování písmen - napište zprávu v opačném pořadí nebo přeskupte písmena ve dvojicích. Zašifrujme například frázi „Morseova abeceda je také šifra“ -> „Akubza ezrom - ezhot rfish“.

Díky dobrému algoritmu, který určoval libovolné permutace pro každý symbol nebo jejich skupinu, se šifra stala odolnou vůči jednoduchému prolomení. Ale! Pouze včas. Vzhledem k tomu, že šifru lze snadno rozluštit jednoduchou hrubou silou nebo porovnáváním slovníku, dnes ji dokáže rozluštit každý chytrý telefon. S příchodem počítačů se proto tato šifra stala i dětským kódem.

Morseova abeceda

Abeceda je prostředkem výměny informací a jejím hlavním úkolem je zjednodušit a srozumitelnější zprávy pro přenos. I když je to v rozporu s tím, k čemu je šifrování určeno. Přesto funguje jako ty nejjednodušší šifry. V systému Morse má každé písmeno, číslo a interpunkční znaménko svůj vlastní kód, složený ze skupiny pomlček a teček. Při přenosu zprávy pomocí telegrafu představují pomlčky a tečky dlouhé a krátké signály.

Jako první si v roce 1840 „svůj“ vynález patentoval telegraf a abeceda, ačkoli podobná zařízení byla vynalezena před ním jak v Rusku, tak v Anglii. Ale koho to teď zajímá... Telegraf a Morseova abeceda měly na svět velmi velký vliv a umožňovaly téměř okamžitý přenos zpráv na kontinentální vzdálenosti.

Monoalfabetická substituce

ROTN a Morseova abeceda popsané výše jsou zástupci monoalfabetických náhradních písem. Předpona „mono“ znamená, že během šifrování je každé písmeno původní zprávy nahrazeno jiným písmenem nebo kódem z jediné šifrovací abecedy.

Rozluštění jednoduchých substitučních šifer není obtížné a to je jejich hlavní nevýhoda. Lze je vyřešit jednoduchým hledáním nebo Například je známo, že nejpoužívanějšími písmeny v ruštině jsou „o“, „a“, „i“. Můžeme tedy předpokládat, že písmena, která se v šifrovém textu objevují nejčastěji, znamenají buď „o“, „a“ nebo „i“. Na základě těchto úvah lze zprávu dešifrovat i bez vyhledávání na počítači.

Marie I., královna Skotů v letech 1561 až 1567, je známá tím, že používala velmi složitou monoalfabetickou substituční šifru s více kombinacemi. Přesto její nepřátelé dokázali rozluštit zprávy a informace stačily k odsouzení královny k smrti.

Gronsfeldova šifra nebo polyalfabetická substituce

Jednoduché šifry jsou kryptografií považovány za zbytečné. Proto bylo mnoho z nich upraveno. Gronsfeldova šifra je modifikací Caesarovy šifry. Tato metoda je mnohem odolnější proti hackingu a spočívá v tom, že každý znak zakódované informace je zašifrován pomocí jedné z různých abeced, které se cyklicky opakují. Dá se říci, že se jedná o vícerozměrnou aplikaci nejjednodušší substituční šifry. Ve skutečnosti je Gronsfeldova šifra velmi podobná té, o které se pojednává níže.

ADFGX šifrovací algoritmus

Toto je nejznámější šifra z první světové války, kterou používali Němci. Šifra dostala své jméno, protože redukovala všechny šifry na střídání těchto písmen. Výběr samotných písmen byl určen jejich pohodlností při přenosu po telegrafních linkách. Každé písmeno v šifře je reprezentováno dvěma. Podívejme se na zajímavější verzi čtverce ADFGX, která obsahuje čísla a nazývá se ADFGVX.

	A	D	F	G	PROTI	X
A	J	Q	A	5	H	D
D	2	E	R	PROTI	9	Z
F	8	Y	já	N	K	PROTI
G	U	P	B	F	6	Ó
PROTI	4	G	X	S	3	T
X	W	L	Q	7	C	0

Algoritmus pro sestavení čtverce ADFGX je následující:

1. Vezmeme náhodných n písmen k označení sloupců a řádků.
2. Sestavíme matici N x N.
3. Do matice zadáme abecedu, čísla, znaménka, náhodně rozeseté po buňkách.

Udělejme podobný čtverec pro ruský jazyk. Vytvořme například čtverec ABCD:

	A	B	V	G	D
A	JEJÍ	N	b/b	A	I/Y
B	H	VF	H/C	Z	D
V	Sh/Shch	B	L	X	já
G	R	M	O	YU	P
D	A	T	C	Y	U

Tato matice vypadá zvláštně, protože řada buněk obsahuje dvě písmena. To je přijatelné; význam zprávy není ztracen. Dá se snadno obnovit. Zašifrujme frázi „Kompaktní šifra“ pomocí této tabulky:

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

Fráze

NA

O

M

P

A

NA

T

N

Y

Y

Sh

A

F

R

Šifra

bv

stráže

GB

gd

ach

bv

db

ab

dg

peklo

va

peklo

bb

ha

Konečná zašifrovaná zpráva tedy vypadá takto: „bvgvgbgdagbvdbabdgvdvaadbbga“. Němci samozřejmě provedli podobnou linii prostřednictvím několika dalších šifer. Výsledkem byla šifrovaná zpráva velmi odolná proti hackerům.

Vigenèrova šifra

Tato šifra je řádově odolnější proti prolomení než monoalfabetické, ačkoliv jde o jednoduchou šifru nahrazující text. Díky svému robustnímu algoritmu však bylo dlouho považováno za nemožné hacknout. Jeho první zmínky pocházejí z 16. století. Vigenère (francouzský diplomat) je mylně považován za jeho vynálezce. Abyste lépe pochopili, o čem mluvíme, zvažte Vigenèrovu tabulku (Vigenère square, tabula recta) pro ruský jazyk.

Začněme šifrovat frázi „Kasperovich se směje“. Ale aby bylo šifrování úspěšné, potřebujete klíčové slovo – ať je to „heslo“. Nyní začněme šifrovat. Za tímto účelem zapíšeme klíč tolikrát, aby počet písmen z něj odpovídal počtu písmen v zašifrované frázi, a to opakováním klíče nebo jeho odříznutím:

Nyní pomocí souřadnicové roviny hledáme buňku, která je průsečíkem dvojic písmen, a dostaneme: K + P = b, A + A = B, C + P = B atd.

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
Šifra:	Kommersant	B	V	YU	S	N	YU	G	SCH	A	E	Y	X	A	G	A	L

Dostáváme, že „Kasperovič se směje“ = „abvyusnyugshch eykhzhgal“.

Prolomit Vigenèrovu šifru je tak obtížné, protože frekvenční analýza vyžaduje znát délku klíčového slova, aby fungovala. Proto hackování zahrnuje náhodné vhození délky klíčového slova a pokus o prolomení tajné zprávy.

Je třeba také zmínit, že kromě zcela náhodného klíče lze použít úplně jinou Vigenèrovu tabulku. V tomto případě se Vigenèrův čtverec skládá z ruské abecedy psané řádek po řádku s posunem o jednu. Což nás přivádí k šifře ROT1. A stejně jako v Caesarově šifře může být offset cokoliv. Pořadí písmen navíc nemusí být abecední. V tomto případě může být klíčem samotná tabulka, aniž bychom věděli, který z nich nebude možné zprávu přečíst, a to ani při znalosti klíče.

Kódy

Skutečné kódy se skládají z korespondence pro každé slovo samostatného kódu. Pro práci s nimi potřebujete tzv. kódové knihy. Ve skutečnosti se jedná o stejný slovník, který obsahuje pouze překlady slov do kódů. Typickým a zjednodušeným příkladem kódů je ASCII tabulka – mezinárodní šifra jednoduchých znaků.

Hlavní výhodou kódů je, že se velmi obtížně dešifrují. Při jejich hackování téměř nefunguje frekvenční analýza. Slabinou kódů jsou ve skutečnosti samotné knihy. Za prvé, jejich příprava je složitý a nákladný proces. Za druhé, pro nepřátele se promění v žádaný objekt a zachycení i části knihy je donutí úplně změnit všechny kódy.

Ve 20. století mnoho států používalo k přenosu tajných dat kódy, které po určité době změnily kódovou knihu. A aktivně sháněli knihy svých sousedů i odpůrců.

"Hádanka"

Každý ví, že Enigma byla během druhé světové války hlavním nacistickým šifrovacím strojem. Struktura Enigmy zahrnuje kombinaci elektrických a mechanických obvodů. Jak šifra dopadne, závisí na počáteční konfiguraci Enigmy. Enigma přitom během provozu automaticky mění svou konfiguraci a jednu zprávu zašifruje několika způsoby po celé její délce.

Na rozdíl od nejjednodušších šifer dala Enigma biliony možných kombinací, díky kterým bylo prolomení zašifrovaných informací téměř nemožné. Nacisté zase měli na každý den připravenou specifickou kombinaci, kterou v konkrétní den používali k předávání zpráv. I kdyby se tedy Enigma dostala do rukou nepřítele, nijak nepřispěla k dešifrování zpráv bez každodenního zadávání potřebné konfigurace.

Aktivně se snažili rozbít Enigmu po celou dobu Hitlerovy vojenské kampaně. V Anglii v roce 1936 bylo pro tento účel sestrojeno jedno z prvních výpočetních zařízení (Turingův stroj), které se stalo prototypem počítačů budoucnosti. Jeho úkolem bylo simulovat provoz několika desítek Enigm současně a nechat jimi procházet zachycené nacistické zprávy. Ale i Turingův stroj byl jen občas schopen rozlousknout zprávu.

Šifrování veřejným klíčem

Nejoblíbenější šifrovací algoritmus, který se používá všude v technice a počítačových systémech. Jeho podstata spočívá zpravidla v přítomnosti dvou klíčů, z nichž jeden je předáván veřejně a druhý je tajný (soukromý). Veřejný klíč se používá k zašifrování zprávy a tajný klíč k jejímu dešifrování.

Úlohou veřejného klíče je nejčastěji velmi velké číslo, které má pouze dva dělitele, nepočítaje jednoho a samotného čísla. Společně tyto dva dělitele tvoří tajný klíč.

Podívejme se na jednoduchý příklad. Veřejný klíč nechť je 905. Jeho děliteli jsou čísla 1, 5, 181 a 905. Pak bude tajný klíč např. číslo 5*181. Řekli byste, že je to příliš jednoduché? Co když je veřejné číslo číslo s 60 číslicemi? Je matematicky obtížné vypočítat dělitele velkého čísla.

Pro realističtější příklad si představte, že vybíráte peníze z bankomatu. Při čtení karty jsou osobní údaje zašifrovány určitým veřejným klíčem a na straně banky jsou informace dešifrovány tajným klíčem. A tento veřejný klíč lze pro každou operaci změnit. Ale neexistují žádné způsoby, jak rychle najít klíčové oddělovače při jeho zachycení.

Trvanlivost písma

Šifrovací síla šifrovacího algoritmu spočívá v jeho schopnosti odolat hackerům. Tento parametr je nejdůležitější pro jakékoli šifrování. Je zřejmé, že jednoduchá substituční šifra, kterou dokáže rozluštit jakékoli elektronické zařízení, patří k těm nejlabilnějším.

K dnešnímu dni neexistují jednotné standardy, podle kterých by se dala posoudit síla šifry. Jedná se o pracný a dlouhý proces. Existuje však řada komisí, které v této oblasti vytvořily standardy. Například minimální požadavky na Advanced Encryption Standard nebo AES šifrovací algoritmus, vyvinutý NIST USA.

Pro informaci: Vernamova šifra je považována za nejodolnější šifru proti prolomení. Jeho výhodou je zároveň to, že jde podle algoritmu o nejjednodušší šifru.

Od doby, kdy lidstvo dosáhlo věku psané řeči, se k ochraně zpráv používají kódy a šifry. Řekové a Egypťané používali šifry k ochraně osobní korespondence. Ve skutečnosti právě z této slavné tradice vyrůstá moderní tradice prolamování kódů a šifer. Kryptoanalýza studuje kódy a metody jejich prolomení a tato činnost může v moderní realitě přinést mnoho výhod. Pokud se to chcete naučit, můžete začít studiem nejběžnějších šifer a všeho, co s nimi souvisí. Obecně si přečtěte tento článek!

Kroky

Dešifrování substitučních šifer

Začněte hledáním jednopísmenných slov. Většina šifer založených na relativně jednoduché substituci se nejsnáze prolomí jednoduchou substitucí hrubou silou. Ano, budete muset makat, ale bude to jen obtížnější.

• Slova skládající se z jednoho písmene v ruštině jsou zájmena a předložky (ya, v, u, o, a). Chcete-li je najít, budete muset pečlivě prostudovat text. Hádejte, kontrolujte, opravujte nebo vyzkoušejte nové možnosti – neexistuje žádná jiná metoda řešení šifry.
• Musíte se naučit číst kód. Hackovat to není tak důležité. Naučte se rozeznat vzory a pravidla, na kterých je šifra postavena, a její prolomení pro vás nebude nijak zásadně obtížné.

1. Hledejte nejčastěji používané symboly a písmena. Například v angličtině jsou to „e“, „t“ a „a“. Při práci s kódem využijte své znalosti jazyka a větné stavby, na základě kterých vytváříte hypotézy a domněnky. Ano, jen zřídka budete mít 100% jistotu, ale řešení kódů je hra, kde musíte hádat a opravovat své vlastní chyby!

   • Nejprve hledejte dvojité symboly a krátká slova, zkuste s nimi začít dekódovat. Je přece jednodušší pracovat se dvěma písmeny než se 7-10.

2. Věnujte pozornost apostrofům a symbolům kolem. Pokud text obsahuje apostrofy, pak máte štěstí! Takže v případě angličtiny použití apostrofu znamená, že znaky jako s, t, d, m, ll nebo re jsou poté zašifrovány. Pokud jsou tedy za apostrofem dva stejné znaky, pak je to pravděpodobně L!

   Pokuste se určit, jaký typ šifry máte. Pokud při řešení kódu v určité chvíli pochopíte, ke kterému z výše popsaných typů patří, tak to máte prakticky vyřešeno. To se samozřejmě nebude stávat moc často, ale čím více kódů vyřešíte, tím to pro vás později bude jednodušší.

   • Digitální substituce a šifry klávesnice jsou v dnešní době nejrozšířenější. Při práci na šifře nejprve zkontrolujte, zda jde o stejný typ.

   Rozpoznávání běžných šifer

   1. Substituční šifry. Přísně vzato, substituční šifry kódují zprávu nahrazením některých písmen jinými podle předem určeného algoritmu. Algoritmus je klíčem k vyřešení šifry, pokud ji vyřešíte, pak dekódování zprávy nebude problém.

      • I když kód obsahuje čísla, azbuku nebo latinku, hieroglyfy nebo neobvyklé znaky – pokud jsou použity stejné typy znaků, pak pravděpodobně pracujete se substituční šifrou. V souladu s tím je třeba studovat použitou abecedu a odvodit z ní pravidla substituce.

   2. Čtvercová šifra. Nejjednodušší šifrování, které používali staří Řekové, založené na použití tabulky čísel, z nichž každé odpovídá písmenu a ze které se následně skládají slova. Toto je opravdu jednoduchý kód, takové základy. Pokud potřebujete vyřešit šifru ve formě dlouhého řetězce čísel, je pravděpodobné, že se vám budou hodit metody práce se čtvercovou šifrou.

      Caesarova šifra. Caesar uměl nejen tři věci najednou, ale rozuměl i šifrování. Caesar vytvořil dobrou, jednoduchou, srozumitelnou a zároveň odolnou šifru, která byla pojmenována na jeho počest. Caesarova šifra je prvním krokem k učení složitých kódů a šifer. Podstatou Caesarovy šifry je, že všechny znaky abecedy jsou posunuty jedním směrem o určitý počet znaků. Například posunutím o 3 znaky doleva se změní A na D, B na E atd.

      Dejte si pozor na vzory klávesnice. Na základě tradičního rozložení QWERTY klávesnice nyní vznikají různé šifry, které fungují na principu vytěsnění a substituce. Písmena jsou posunuta doleva, doprava, nahoru a dolů o určitý počet znaků, což umožňuje vytvořit šifru. V případě takových šifer musíte vědět, jakým směrem byly znaky posunuty.

      • Takže posunutím sloupců o jednu pozici nahoru se „wikihow“ změní na „28i8y92“.

      • Polyalfabetické šifry. Jednoduché substituční šifry spoléhají na to, že šifra vytváří jakousi abecedu pro šifrování. Ale již ve středověku se stal příliš nespolehlivým, příliš snadno hacknutelným. Poté kryptografie udělala krok vpřed a stala se složitější a začala používat pro šifrování symboly z několika abeced. Netřeba dodávat, že spolehlivost šifrování okamžitě vzrostla.

   Co to znamená být lamačem kódu?

   Buď trpělivý. Prolomení kódu vyžaduje trpělivost, trpělivost a více trpělivosti. A vytrvalost, samozřejmě. Je to pomalá, pečlivá práce, se spoustou frustrace kvůli častým chybám a nutnosti neustále upravovat symboly, slova, metody atd. Dobrý lamač kódů prostě musí být trpělivý.

Kdysi jsme si s nejstarší Nasťou nenasytně hráli na detektivy a detektivy, vymýšleli jsme si vlastní kódy a metody vyšetřování. Pak tento koníček přešel a nyní se zase vrátil. Nasťa má nyní snoubence Dimka, který si nadšeně hraje na skauty. Moje dcera sdílela jeho vášeň. Jak víte, aby si zpravodajští důstojníci mohli navzájem předávat důležité informace, potřebují kód. S těmito hrami se také naučíte, jak zašifrovat slovo nebo dokonce celý text!

Bílé skvrny

Jakýkoli text, dokonce i bez kódu, se může změnit v těžko čitelný blábol, pokud jsou mezery mezi písmeny a slovy špatně umístěny.

Tak se například změní jednoduchá a srozumitelná věta "Sejdeme se u jezera" - "Setkání Yanaber Yeguozera".

Ani pozorný člověk si úlovku hned nevšimne. Zkušený zpravodajský důstojník Dimka ale říká, že jde o nejjednodušší typ šifrování.

Žádné samohlásky

Nebo můžete použít tuto metodu - napište text bez samohlásek.

Jako příklad uvádím větu: "Nota leží v dutině dubu, který stojí na okraji lesa". Šifrovaný text vypadá takto: "Zpska leží v dpl db, ktr stt n pshke ls".

To bude vyžadovat vynalézavost, vytrvalost a případně i pomoc dospělých (kteří si také občas potřebují procvičit paměť a vzpomenout si na dětství).

Přečtěte si to pozpátku

Toto šifrování kombinuje dvě metody najednou. Text se musí číst zprava doleva (tedy naopak) a mezery mezi slovy lze umístit náhodně.

Zde čtěte a dešifrujte: "Neleta minv dub, manoro tsop irtoms".

Druhý za prvním

Nebo každé písmeno abecedy může být reprezentováno písmenem, které za ním následuje. To znamená, že místo „a“ píšeme „b“, místo „b“ píšeme „c“, místo „c“ píšeme „d“ a tak dále.

Na základě tohoto principu můžete vytvořit neobvyklou šifru. Aby nedošlo k záměně, vytvořili jsme pro všechny účastníky hry mini-cheat listy. U nich je mnohem pohodlnější použít tuto metodu.

Hádejte, jaký druh fráze jsme pro vás zašifrovali: "Tjilb g tjsibmzh fiobue mzhdlp – po ozhlpdeb ozh toynbzhu shmarf".

poslanci

Metoda "Replacement" se používá na stejném principu jako předchozí šifra. Četl jsem, že se používal k šifrování posvátných židovských textů.

Místo prvního písmene abecedy píšeme poslední, místo druhého předposlední a tak dále. Tedy místo A - Z, místo B - Yu, místo C - E...

Pro snazší luštění textu je potřeba mít po ruce abecedu a papír s propiskou. Podívejte se na shody písmen a zapište si to. Pro dítě to bude těžké odhadnout okem a rozluštit.

Tabulky

Text můžete zašifrovat tak, že jej nejprve zapíšete do tabulky. Jen je potřeba se předem dohodnout, kterým písmenem budete mezery mezi slovy označovat.

Malá nápověda – mělo by se jednat o běžné písmeno (např. p, k, l, o), protože písmena, která se ve slovech vyskytují jen zřídka, okamžitě upoutají pozornost a díky tomu se text snadno rozluští. Musíte také probrat, jak velký bude stůl a jak budete slova zadávat (zleva doprava nebo shora dolů).

Společně pomocí tabulky zašifrujeme frázi: V noci jdeme chytat karase.

Mezeru označíme písmenem „r“, přičemž slova budeme psát shora dolů. Tabulka 3 x 3 (kreslíme do buněk běžného listu poznámkového bloku).

Zde je to, co získáme:
N B I M O T K A Y
O Y D R V A S R
CH R E L I R R E.

Mřížka

Abyste mohli přečíst takto zašifrovaný text, budete vy a váš přítel potřebovat stejné šablony: listy papíru, na kterých jsou v náhodném pořadí vyříznuty čtverce.

Šifrování musí být napsáno na kus papíru přesně ve stejném formátu jako šablona. Písmena se zapisují do buněk otvorů (a můžete psát i např. zprava doleva nebo shora dolů), zbylé buňky se vyplní libovolnými dalšími písmeny.

Klíč je v knize

Pokud jsme v předchozím kódu připravili dvě šablony, nyní budeme potřebovat identické knihy. Pamatuji si, že v dětství chlapci ve škole pro tyto účely používali Dumasův román „Tři mušketýři“.

Poznámky vypadaly asi takto:
„324 s, 4 a, b, 7 slov.
150 s, 1 a, n, 11 sl...“

První číslice uvedl číslo stránky,
druhý- číslo odstavce,
třetí písmeno– jak počítat odstavce shora (c) nebo níže (n),
čtvrté písmeno- slovo.

V mém příkladu musíte hledat potřebná slova:
První slovo: na straně 324, 4. odstavec shora, sedmé slovo.
Druhé slovo: na straně 150, 1 odstavec odspodu, jedenácté slovo.

Proces dešifrování je pomalý, ale nikdo zvenčí nebude schopen zprávu přečíst.

Vzhledem k tomu, že na světě existuje obrovské množství šifer, nelze vzít v úvahu všechny šifry nejen v rámci tohoto článku, ale ani celého webu. Proto se budeme zabývat nejprimitivnějšími šifrovacími systémy, jejich aplikací a také dešifrovacími algoritmy. Cílem mého článku je co nejdostupnějším způsobem vysvětlit širokému okruhu uživatelů principy šifrování/dešifrování a také naučit primitivní šifry.

Ještě ve škole jsem používal primitivní šifru, o které mi vyprávěli starší soudruzi. Podívejme se na primitivní šifru „Šifra s písmeny nahrazenými čísly a naopak“.

Nakreslíme si tabulku, která je znázorněna na obrázku 1. Čísla uspořádáme v pořadí, počínaje jedničkou a vodorovně konče nulou. Pod čísla dosazujeme libovolná písmena nebo symboly.

Rýže. 1 Klíč k šifře s nahrazením písmen a naopak.

Nyní přejdeme k tabulce 2, kde je abeceda očíslována.

Rýže. 2 Tabulka shody mezi písmeny a číslicemi abecedy.

Nyní zašifrujeme slovo K O S T E R:

1) 1. Převedeme písmena na čísla: K = 12, O = 16, C = 19, T = 20, E = 7, P = 18

2) 2. Převeďme čísla na symboly podle tabulky 1.

KP KT KD PSH KL

3) 3. Hotovo.

Tento příklad ukazuje primitivní šifru. Podívejme se na fonty, které jsou si podobné ve složitosti.

1. 1. Nejjednodušší šifra je ŠIFRA S NÁHRADOU PÍSMEN ČÍSLICEMI. Každé písmeno odpovídá číslu v abecedním pořadí. A-1, B-2, C-3 atd.
Například slovo „TOWN“ lze zapsat jako „20 15 23 14“, ale nezpůsobí to žádné zvláštní utajení nebo potíže s dešifrováním.

2. Zprávy můžete také šifrovat pomocí NUMERICKÉ TABULKY. Jeho parametry mohou být jakékoli, hlavní je, že příjemce a odesílatel jsou si vědomi. Příklad digitální tabulky.

Rýže. 3 Digitální stůl. První číslice v šifře je sloupec, druhá je řádek nebo naopak. Takže slovo „MYSL“ lze zašifrovat jako „33 24 34 14“.

3. 3. KNIŽNÍ ŠIFRA
V takové šifře je klíčem určitá kniha, která je dostupná odesílateli i příjemci. Šifra označuje stránku knihy a řádek, jehož první slovo je řešením. Dešifrování je nemožné, pokud odesílatel a korespondent mají knihy různých roků vydání a vydání. Knihy musí být totožné.

4. 4. CAESAROVA ŠIFRA(posunovací šifra, Caesarův posun)
Známá šifra. Podstatou této šifry je nahrazení jednoho písmene jiným, umístěným na určitém konstantním počtu pozic nalevo nebo napravo od něj v abecedě. Gaius Julius Caesar používal tuto metodu šifrování, když si dopisoval se svými generály, aby chránil vojenskou komunikaci. Tato šifra se dá celkem snadno rozluštit, proto se používá jen zřídka. Posun o 4. A = E, B= F, C=G, D=H atd.
Příklad Caesarovy šifry: zašifrujme slovo „DEDUCTION“.
Dostáváme: GHGXFWLRQ. (posun o 3)

Další příklad:

Šifrování pomocí klíče K=3. Písmeno "C" "posune" o tři písmena dopředu a stane se písmenem "F". Z tvrdého znaku posunutého o tři písmena dopředu se stane písmeno „E“ a tak dále:

Původní abeceda: A B C D E F G H H I J J K L M N O P R S T U V X C

Zašifrováno: D E E F G H I J K L M N O P R S T U V

Původní text:

Jezte více těchto měkkých francouzských rohlíků a pijte čaj.

Šifrovaný text se získá nahrazením každého písmena původního textu odpovídajícím písmenem šifrové abecedy:

Fezyya yz zyi ahlsh pvenlsh chugrschtskfnlsh dsosn, zhg eyutzm ygb.

5. ŠIFRA S KÓDOVÝM SLOVEM
Další jednoduchá metoda v šifrování i dešifrování. Používá se kódové slovo (jakékoli slovo bez opakujících se písmen). Toto slovo se vloží před abecedu a zbývající písmena se přidají v pořadí, s výjimkou těch, která jsou již v kódovém slově. Příklad: kódové slovo – NOTEPAD.
Originál: A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
Výměna, nahrazení: N T E P A D B C F G H I J K L M Q R S U V W X Y Z

6. 6. ATBASH CIPHER
Jedna z nejjednodušších metod šifrování. První písmeno abecedy je nahrazeno posledním, druhé předposledním atd.
Příklad: "VĚDA" = HXRVMXV

7. 7. ŠIFRA FRANTIŠKA BACONA
Jedna z nejjednodušších metod šifrování. Šifrování používá baconovu šifrovou abecedu: každé písmeno slova je nahrazeno skupinou pěti písmen „A“ nebo „B“ (binární kód).

a AAAAAA g AABBA m ABABB s BAAAB y BABBA

b AAAAB h AABBB n ABBAA t BAABA z BABBB

c AAABA i ABAAA o ABBAB u BAABB

d AAABB j BBBAA p ABBBA v BBBAB

e AABAA k ABAAB q ABBBB w BABAA

f AABAB l ABABA r BAAAA x BABAB

Obtížnost při dešifrování spočívá v určení šifry. Jakmile je to určeno, je zpráva snadno abecedně uspořádána.
Existuje několik metod kódování.
Je také možné zašifrovat větu pomocí binárního kódu. Parametry jsou určeny (například „A“ - od A do L, "B" - od L do Z). Takže BAABAAAAABAAAABABABB znamená TheScience of Deduction! Tato metoda je složitější a zdlouhavější, ale mnohem spolehlivější než abecední varianta.

8. 8. ŠIFRA BLAISE VIGENERE.
Tuto šifru používali Konfederace během občanské války. Šifra se skládá z 26 Caesarových šifer s různými hodnotami posunu (26 písmen latinské abecedy). Pro šifrování lze použít tabula recta (Vigenère čtverec). Nejprve je vybráno klíčové slovo a zdrojový text. Slovo klíč se píše cyklicky, dokud nevyplní celou délku zdrojového textu. Dále podél tabulky se písmena klíče a původního textu protínají v tabulce a tvoří šifrový text.

Rýže. 4 Šifra Blaise Vigenera

9. 9. ŠIFRA LESTER HILL
Založeno na lineární algebře. Byl vynalezen v roce 1929.
V takové šifře každé písmeno odpovídá číslu (A = 0, B = 1 atd.). S blokem n-písmen se zachází jako s n-rozměrným vektorem a vynásobí se maticí (n x n) mod 26. Matice je šifrový klíč. Aby byl dešifrovatelný, musí být reverzibilní v Z26n.
Abyste mohli zprávu dešifrovat, musíte šifrovaný text převést zpět na vektor a vynásobit jej inverzní maticí klíče. Pro podrobné informace může pomoci Wikipedie.

10. 10. TRITEMIUS ŠIFRA
Vylepšená Caesarova šifra. Při dekódování je nejjednodušší použít vzorec:
L= (m+k) modN , L-číslo zašifrovaného písmena v abecedě, m-řadové číslo písmena zašifrovaného textu v abecedě, k-číslo posunu, N-počet písmen v abecedě.
Jde o speciální případ afinní šifry.

11. 11. ZEDNÁŘSKÁ ŠIFRA

12. 12. GRONSFELDOVÁ ŠIFRA

Obsahově tato šifra zahrnuje Caesarovu šifru a Vigenèrovu šifru, ale Gronsfeldova šifra používá číselný klíč. Zašifrujme slovo „THALAMUS“ pomocí čísla 4123 jako klíče Zadáme čísla číselného klíče v pořadí pod každé písmeno slova. Číslo pod písmenem bude označovat počet pozic, o které je třeba písmena posunout. Například místo T dostanete X atd.

T H A L A M U S
4 1 2 3 4 1 2 3

T U V W X Y Z
0 1 2 3 4

Výsledkem je: THALAMUS = XICOENWV

13. 13. PRASE LATIN
Častěji se používá jako dětská zábava, nezpůsobuje žádné zvláštní potíže při dešifrování. Použití angličtiny je povinné, latina s tím nemá nic společného.
Ve slovech začínajících na souhlásky se tyto souhlásky přesunou zpět a přidá se „přípona“ ay. Příklad: question = questionquay. Pokud slovo začíná samohláskou, pak se ay, way, yay nebo hay jednoduše přidá na konec (příklad: pes = aay ogday).
V ruštině se tato metoda také používá. Říkají tomu jinak: „modrý jazyk“, „slaný jazyk“, „bílý jazyk“, „fialový jazyk“. V modrém jazyce se tedy po slabice obsahující samohlásku přidá slabika se stejnou samohláskou, ale s přidáním souhlásky „s“ (protože jazyk je modrý). Příklad: Informace vstupují do jader thalamu = Insiforsomasatsiyasya possotussupasaetse v yadsyarasa tasalasamususasa.
Docela zajímavá možnost.

14. 14. POLYBIOVO NÁMĚSTÍ
Podobně jako u digitálního stolu. Existuje několik metod pro použití Polybiova čtverce. Příklad Polybiova čtverce: uděláme tabulku 5x5 (6x6 v závislosti na počtu písmen v abecedě).

1 ZPŮSOB. Namísto každého písmene ve slově se použije odpovídající písmeno níže (A = F, B = G atd.). Příklad: CIPHER - HOUNIW.
2 METODA. Jsou uvedena čísla odpovídající každému písmenu z tabulky. První číslo se píše vodorovně, druhé svisle. (A = 11, B = 21...). Příklad: CIPHER = 31 42 53 32 51 24
3 METODA. Na základě předchozí metody společně napíšeme výsledný kód. 314253325124. Řaďte ​​doleva o jednu pozici. 142533251243. Kód opět rozdělíme do dvojic 14 25 33 25 12 43. Výsledkem je šifra. Dvojice čísel odpovídají písmenu v tabulce: QWNWFO.

Šifr je celá řada a můžete si také vymyslet svou vlastní šifru, ale je velmi obtížné vymyslet silnou šifru, protože věda o dešifrování udělala s příchodem počítačů velký pokrok a každá amatérská šifra bude popraskané specialisty ve velmi krátké době.

Metody otevírání monoalfabetických systémů (dekódování)

Navzdory jednoduchosti implementace jsou systémy monoalfabetického šifrování snadno zranitelné.
Stanovme počet různých systémů v afinním systému. Každý klíč je kompletně definován dvojicí celých čísel aab, které určují mapování ax+b. Existuje j(n) možných hodnot pro a, kde j(n) je Eulerova funkce vracející počet společných čísel s hodnotami n a n pro b, které lze použít bez ohledu na a, s výjimkou mapování identity. (a=1 b =0), které nebudeme uvažovat.
To dává j(n)*n-1 možných hodnot, což není tolik: s n=33 a může mít 20 hodnot (1, 2, 4, 5, 7, 8, 10, 13, 14, 16 , 17, 19, 20, 23, 25, 26, 28, 29, 31, 32), pak je celkový počet klíčů 20*33-1=659. Vyhledávání v takovém počtu klíčů nebude při používání počítače obtížné.
Existují však metody, které toto hledání zjednodušují a které lze použít při analýze složitějších šifer.
Frekvenční analýza
Jednou z takových metod je frekvenční analýza. Rozložení písmen v kryptotextu je porovnáno s rozložením písmen v abecedě původní zprávy. Písmena s nejvyšší frekvencí v kryptotextu jsou nahrazena písmenem s nejvyšší frekvencí z abecedy. Pravděpodobnost úspěšného útoku se zvyšuje s rostoucí délkou kryptotextu.
Existuje mnoho různých tabulek o rozložení písmen v daném jazyce, ale žádná z nich neobsahuje definitivní informace – i pořadí písmen se může v různých tabulkách lišit. Rozdělení písmen velmi závisí na typu testu: próza, mluvený jazyk, technický jazyk atd. Pokyny pro laboratorní práci poskytují frekvenční charakteristiky pro různé jazyky, z nichž je zřejmé, že písmena I, N, S, E, A (I, N, S, E, A) se vyskytují ve vysokofrekvenční třídě každého jazyka.
Nejjednodušší obranu proti frekvenčním útokům poskytuje systém homofonů (HOMOPHONES) - monofonní substituční šifry, ve kterých je jeden znak otevřeného textu mapován na několik znaků šifrového textu, jejichž počet je úměrný četnosti výskytu písmene. Při šifrování písmene původní zprávy náhodně vybereme jednu z jeho náhrad. Pouhé počítání frekvencí tedy kryptoanalytikovi nic nedá. Jsou však dostupné informace o rozložení dvojic a trojic písmen v různých přirozených jazycích.

Instrukce

V moderním pojetí má každá zašifrovaná zpráva autora, který ji složil; adresát, kterému je určena; a interceptor - kryptograf, který se to snaží přečíst.

Při ručním šifrování se používají dvě hlavní metody: substituce a permutace. První je, že písmena původní zprávy jsou nahrazena jinými podle určitého pravidla. Druhým je, že písmena opět podle pravidla mění místa. Tyto dvě metody lze samozřejmě kombinovat, čímž je šifra bezpečnější.

Nejjednodušším typem náhradní šifry je kryptografie. V tomto případě jsou písmena nahrazena konvenčními ikonami: čísly, symboly, obrázky tančících mužů atd. K odhalení tajně napsané zprávy stačí určit, který symbol odpovídá kterému písmenu.

K tomuto účelu se obvykle používají frekvenční tabulky, které ukazují, jak často se konkrétní písmeno vyskytuje v jazyce zprávy. Například v jazyce budou první místa v takové tabulce písmena „a“, „e“, „o“. Jejich nahrazením místo nejčastěji se vyskytujících ikon můžete rozluštit některá slova, což zase dá význam jiným symbolům.

V bezpečnějších šifrách jsou písmena nahrazena klíčem. Klíčem může být například vícemístné číslo. K šifrování textu tímto způsobem se přes něj mnohokrát přepíše číslo klíče, takže nad každým písmenem je číslo. Poté je písmeno nahrazeno jiným, které následuje po tolika pozicích, kolik je uvedeno číslem. V tomto případě je abeceda považována za uzavřenou v kruhu, to znamená, že například druhé písmeno po „i“ bude „b“.

Je obtížnější otevřít takový kryptogram, protože pro každé písmeno šifry existuje deset možností čtení. Chcete-li dešifrovat, musíte nejprve určit délku klíče a rozdělit text na slova. To se obvykle provádí pomocí tabulky, kde na prvním řádku je šifrovací text a pod ním jsou možnosti, kde je každé písmeno šifry nahrazeno případným písmenem původního textu. Tabulka má tedy jedenáct řádků.

Při pohledu na to, které možnosti vedou k nejpřirozeněji vypadajícímu rozdělení textu na slova, kryptograf určí, jaká písmena se používají ke kódování mezer, a proto najde jednu nebo více číslic klíče. Z toho již můžete vyvozovat závěry o tom, kolikrát se klíč v textu opakuje.

Dosazením variant z tabulky na místo dosud neznámých písmen kryptograf určí, v jakých případech se v textu objevují smysluplná slova a fragmenty.

Aby si kryptograf usnadnil práci, obvykle se snaží zjistit jakékoli informace o obsahu textu nebo klíče. Pokud víte, jaký podpis je na konci dokumentu nebo jaké slovo by se tam mělo často opakovat, pak pomocí těchto informací můžete odhalit část šifrovacího klíče. Dosazením nalezeného fragmentu na jiná místa v dokumentu kryptograf zjistí délku klíče a naučí se několik dalších částí zdrojového textu.

Video k tématu

Prameny:

• Vladimír Želnikov. Kryptografie z papyru do počítače
• jak nahradit písmena symboly

Dekódování je jednou z nejzajímavějších činností. Koneckonců, je vždy tak zvědavé zjistit, co přesně se skrývá za tím či oním kódováním. Navíc existuje velmi, velmi mnoho typů různých šifer. Proto existuje také spousta způsobů, jak je rozpoznat a přeložit. Nejtěžším úkolem je správně přesně určit, jak rozluštit konkrétní hádanku.

Instrukce

Pokud se chystáte dešifrovat konkrétní kódování, nezapomeňte, že ve většině případů jsou informace zašifrovány pomocí substituce. Pokuste se identifikovat nejběžnější písmena v jazyce a přiřaďte je k těm, která máte v kódu. Výzkumníci vám úkol usnadnili a některé z nich již byly sestaveny do tabulky. Pokud jej použijete, výrazně to urychlí proces dešifrování. Podobným způsobem se svého času řešily šifry Polybius a Caesar.

Pro snazší studium použijte klávesy. K dešifrování budete potřebovat koncept, jako je délka klíče, kterou můžete určit pouze výběrem jednotlivých písmen (viz krok 1). Jakmile vyberete délku klíče, můžete vytvořit skupinu znaků, která je zakódována jedním písmenem. A tak se vám postupně odkryje celý kód. Tento proces je poměrně pracný a časově náročný, proto buďte trpěliví.

Pokuste se také rozluštit zprávu výběrem jednoho slova, které se pravděpodobně objeví v tomto textu. Posouvejte jej přes text, dokud se nepřekryje v šifře. Tímto způsobem definujete část klíče. Dále dešifrujte text v oblasti kolem klíče. Podle toho vyberte možnosti dekódování textu. Musí nutně korelovat s klíčovým slovem a být mu adekvátní, tzn. odpovídat kontextu.

Pamatujte, že k úspěšnému rozluštění kódování budete potřebovat znalost nejznámějších metod šifrování zpráv. Pokud tedy máte například text z 5. století před naším letopočtem, pak s vysokou mírou pravděpodobnosti můžete říci, že je zakódován v putování. Principem takového šifrování byla metoda jednoduché permutace. To znamená, že písmena abecedy si jednoduše vyměnila místa a poté byla pomocí kulatého předmětu aplikována na list v chaotickém pořadí. K dešifrování takové zprávy je hlavní věcí správně obnovit velikost tohoto kulatého objektu.

Rozpoznat digitální šifrování pomocí matematických metod. Jedním z populárních způsobů je použití teorie pravděpodobnosti. A ve středověku se to pomocí matematických symbolů provádělo přeskupováním a používáním magických čtverců. Jedná se o čísla, ve kterých čísla zapadají do buněk jako postupná přirozená čísla. Zpravidla začínají 1. Tajemství magického čtverce spočívá v tom, že všechna čísla v něm v součtu každého sloupce, řádku nebo úhlopříčky dávají stejné číslo.

Počítejte s tím, že v takovém čtverci je umístěn text pro dešifrování podle číslování buněk. Zapište si obsah tabulky a získejte text, který je třeba dešifrovat. A teprve poté přeskupením vyberte požadovanou možnost šifrování.

Na internetu se rychle šíří móda luštění slov. Někteří lidé upřímně věří ve smysl této akce, jiní se otevřeně baví. V obou případech mluvíme o řešení hádanek. Pouze pravidla hádanky se mohou lišit.