Aatbash, Scytal-syfer, Cardano-rooster - bekende maniere om inligting vir gierige oë te versteek. In die klassieke sin is 'n permutasiesyfer 'n anagram. Die essensie daarvan lê daarin dat die letters van die gewone teks volgens 'n sekere reël van posisie verander. Met ander woorde, die sleutel tot die syfer is die herrangskikking van die karakters in die oop boodskap. Die afhanklikheid van die sleutel van die lengte van die geënkripteerde teks het egter aanleiding gegee tot baie ongerief vir die gebruik van hierdie tipe syfer. Maar slimkoppe het interessante moeilike oplossings gevind, wat in die artikel beskryf word.
Omgekeerde groepe
Om kennis te maak met enkripsie deur die permutasiemetode, kom ons noem een van die eenvoudigste voorbeelde. Die algoritme daarvan bestaan uit die verdeling van die boodskap in n blokke, wat dan terug na voor gedraai en omgeruil word. Beskou 'n voorbeeld.
"Die dag was verby en die lug is donker lug"
Kom ons verdeel hierdie boodskap in groepe. In hierdie geval, n=6.
"Denuh odily nebav cool cool"
Brei nou die groepe uit, skryf elkeen van die einde af.
"hunned waben dzo methu yin"
Kom ons ruil plekke op 'n sekere manier.
"ilido methu yin hunned waben dzo"
Vir 'n onkundige persoon in hierdie vorm is die boodskap niks meer as gemors nie. Maar die persoon aan wie die boodskap gerig is, is natuurlik in beheer van die dekripsiealgoritme.
Middel-insetsel
Die algoritme van hierdie enkripsie is effens meer ingewikkeld as die enkripsiemetode van permutasie:
- Verdeel die boodskap in groepe met 'n ewe aantal karakters.
- Voeg bykomende letters in die middel van elke groep in.
Kom ons kyk na 'n voorbeeld.
- "Hy het die wesens aan die slaap geneem".
- "Earth yetv ariu drive lkosnu".
- "Zeamn yabtv arayu voabdi lkoasnu".
In hierdie geval is afwisselende letters "a" en "ab" in die middel van die groepe ingevoeg. Invoegings kan verskil, in verskillende getalle en nie herhaal word nie. Daarbenewens kan jy elke groep uitbrei, hulle skommel, ens.
Ciphergram "Sandwich"
Nog 'n interessante en eenvoudige voorbeeld van permutasie-enkripsie. Om dit te gebruik, moet jy die gewone teks in 2 helftes verdeel en een daarvan karakter vir karakter tussen die letters van die ander intik. Kom ons gebruik 'n voorbeeld.
Van hullewerke; Ek is die enigste een, haweloos
In helftes verdeel met 'n gelyke aantal letters.
Van hulle arbeid is net ek haweloos
Skryf nou die eerste helfte van die boodskap met meer letterspasiëring.
"O T en X T R U D DOL en Sh"
En in hierdie gapings sal ons die letters van die tweede helfte plaas.
"Oyatoidhitnrbuedzodvolminshiy"
Groep laastens die letters in soort woorde (opsionele bewerking).
"Oyatoi dhi tnrbue dzodvol minshhy"
Dit is baie maklik om teks met hierdie metode te enkripteer. Die oningewydes sal vir 'n geruime tyd die gevolglike string-rommel moet uitvind.
Permutasies langs die "roete"
Dit is die naam wat gegee word aan syfers wat wyd in die oudheid gebruik is. Die roete in hul konstruksie was enige meetkundige figuur. Die gewone teks is volgens 'n sekere skema in so 'n figuur geskryf en volgens sy omgekeerde uittreksel. Een van die opsies kan byvoorbeeld wees om volgens die skema na die gewone tekstabel te skryf: die slang kruip kloksgewys in die selle in, en die geënkripteerde boodskap word saamgestel deur die kolomme in een reël af te skryf, van die eerste tot die laaste. Dit is ook 'n permutasie-enkripsie.
Kom ons wys deur voorbeeld hoe om teks te enkripteer. Probeer om self die opnameroete en die syfergramsamestellingsroete te bepaal.
"Maak gereed om die oorlog te verduur".
Ons sal die boodskap in 'n tabel van 3x9 selle skryf. Tafelafmetingkan bepaal word op grond van die lengte van die boodskap, of een of ander vaste tabel kan verskeie kere gebruik word.
| p | r | en | r | o | t | o | na | l |
| r | e | d | s | na | ek | c | l | ek |
| f | a | t | b | na | o | de | n | y |
Ons sal die syfer saamstel vanaf die regter boonste hoek van die tabel.
"Launlvosoyatovvygidtaerprj"
Om die beskryfde stappe om te keer is nie moeilik nie. Dit is maklik genoeg om die teenoorgestelde te doen. Hierdie metode is uiters gerieflik, want dit maak dit maklik om die enkripsie- en dekripsieprosedure te onthou. En dit is ook interessant, want jy kan enige figuur vir die syfer gebruik. Byvoorbeeld, 'n spiraal.
Vertikale permutasies
Hierdie tipe syfer is ook 'n variant van roete-permutasie. Dit is in die eerste plek interessant deur die teenwoordigheid van 'n sleutel. Hierdie metode is wyd gebruik in die verlede en het ook tabelle vir enkripsie gebruik. Die boodskap word op die gewone manier in die tabel aangeteken - van bo na onder, en die syfergram word vertikaal uitgeskryf, terwyl die volgorde wat deur die sleutel of wagwoord aangedui word, gerespekteer word. Kom ons kyk na 'n voorbeeld van sulke enkripsie.
"Albei met 'n pynlike pad en met deernis"
Kom ons gebruik 'n tabel van 4x8-selle en skryf ons boodskap op die gewone manier daarin. En vir enkripsiegebruik sleutel 85241673.
| en | c | t | ek | r | o | c | t |
| n | s | m | p | y | t | e | m |
| en | c | c | o | c | t | r | a |
| d | a | n | b | e | m |
Die sleutel word hieronder gewys.
| 8 | 5 | 2 | 4 | 1 | 6 | 7 | 3 |
Nou, gebruik die sleutel as 'n aanduiding van die volgorde, skryf die kolomme in 'n ry.
"Gusetmsntmayposysaottmserinid"
Dit is belangrik om daarop te let dat met hierdie enkripsiemetode, leë selle in die tabel nie met ewekansige letters of simbole gevul moet word nie, met die hoop dat dit die syferteks sal bemoeilik. Trouens, inteendeel, so 'n optrede sal die vyande 'n wenk gee. Omdat die sleutellengte gelyk sal wees aan een van die delers van die boodskaplengte.
Vertikale permutasie omgekeer
Vertikale permutasie is van belang omdat die dekripsie van 'n boodskap nie 'n eenvoudige omkering van die algoritme is nie. Wie die sleutel ken, weet hoeveel kolomme die tabel het. Om 'n boodskap te dekripteer, moet jy die aantal lang en kort lyne in die tabel bepaal. Dit sal die begin bepaal, van waar om die syferteks na die tabel te begin skryf om die gewone teks te lees. Om dit te doen, verdeel ons die lengteboodskappe volgens die lengte van die sleutel en ons kry 30/8=3 en 6 in die res.
Ons het dus geleer dat die tabel 6 lang kolomme en 2 kortes het, gevul met letters wat nie heeltemal nie. As ons na die sleutel kyk, kan ons sien dat die enkripsie vanaf die 5de kolom begin het en dit behoort lank te wees. Ons vind dus dat die eerste 4 letters van die syferteks ooreenstem met die vyfde kolom van die tabel. Nou kan jy al die letters op plekke neerskryf en die geheime boodskap lees.
Cardano-rooster
Hierdie tipe verwys na die sogenaamde stensil-syfers, maar in wese is dit enkripsie deur die metode van karakterpermutasie. Die sleutel is 'n stensil in die vorm van 'n tafel met gesnyde gate daarin. Trouens, enige vorm kan 'n stensil wees, maar 'n vierkant of 'n tafel word die meeste gebruik.
Die Cardano-stensil word volgens die volgende beginsel gemaak: die uitgesnyde selle moet mekaar nie oorvleuel wanneer dit met 90° gedraai word nie. Dit wil sê, na 4 rotasies van die stensil om sy as, moet die gleuwe daarin nooit saamval nie.
Gebruik 'n eenvoudige Cardano-rooster as 'n voorbeeld (hieronder getoon).
Gebruik hierdie stensil en enkripteer die frase "O Muses, ek sal 'n beroep op jou doen."
| - | O | - | M | - | - |
| U | |||||
| З | S | ||||
| K | |||||
| B | A | ||||
| M |
Vul die stensilselle met letters volgens die reël: eers van regs na links, en dan van bo na onder. Wanneer die selle opraak, draai die stensil 90 ° kloksgewys. Op hierdie manier kry ons die volgende tabel.
| I | - | - | - | - | - |
| O | B | R | |||
| A | Sch | ||||
| y | |||||
| С | b |
En draai dit weer 90°.
| - | - | - | - | - | С |
| B | O | ||||
| З | |||||
| B | A | ||||
| N | |||||
| b | E |
En die laaste draai.
| - | - | M | - | - | - |
Nadat ons 4 tabelle in een gekombineer het, kry ons die finale geënkripteerde boodskap.
| I | O | M | M | G | С |
| B | O | U | B | O | R |
| G | З | A | З | Sch | S |
| B | G | K | G | A | U |
| G | B | G | N | G | A |
| M | С | b | b | E | G |
Hoewel die boodskap dieselfde kan bly, maar vir oordrag sal dit geriefliker wees om 'n bekende syferteks te ontvang. Om dit te doen, kan leë selle met ewekansige letters gevul word en kolomme kan in een reël geskryf word:
YAVGVGM OOZGVS MUAKGY MBZGN GOSCHAGE SRYUAG
Om hierdie boodskap te dekripteer, moet die ontvanger 'n presiese kopie hê van die stensil wat gebruik is om dit te enkripteer. Hierdie syfer is lank reeds as taamlik stabiel beskou. Dit het ook baie variasies. Byvoorbeeld, die gebruik van 4 Cardano-roosters op een slag, wat elkeen roteerop my eie manier.
Analise van permutasiesyfers
Alle permutasie-syfers is kwesbaar vir frekwensie-analise. Veral in gevalle waar die lengte van die boodskap vergelykbaar is met die lengte van die sleutel. En hierdie feit kan nie verander word deur herhaaldelike toepassing van permutasies, hoe kompleks hulle ook al mag wees nie. Daarom, in kriptografie, kan slegs daardie syfers wat verskeie meganismes gelyktydig gebruik, benewens permutasie, stabiel wees.
