Cifrul Playfair

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Sistemul Playfair a fost inventat de Charles Wheatstone , care l-a descris pentru prima dată în 1854.

Cifrul Playfair sau pătratul Playfair este o tehnică manuală de cifrare simetrică bazată pe un cifru monoalfabetic din două litere. Schema a fost inventată în 1854 de fizicianul englez Sir Charles Wheatstone, dar este numită după prietenul său Lord Playfair Baronul din St. Andrews, care a încercat să popularizeze utilizarea acesteia.

Tehnica criptează perechi de litere ( digrafe ), mai degrabă decât o singură literă, ca în simplul cifru de substituție Vigenère folosit în acel moment. Playfair este, prin urmare, semnificativ mai dificil de spart, deoarece analiza de frecvență utilizată pentru cifrele simple de substituție nu funcționează cu acesta. Analiza de frecvență poate fi încă întreprinsă, dar sunt posibile 600 de digrame [1] în loc de 26 de monografii. Analiza de frecvență a digrafelor este posibilă, dar considerabil mai dificilă. Mai mult, frecvențele relative ale literelor individuale au o gamă mult mai largă decât cea a digrafelor, făcând analiza de frecvență și mai complicată. Din aceste motive, la momentul respectiv, codul Playfair era considerat inviolabil.

Istorie

Lord Playfair , care a promovat utilizarea codului.

Deși invenția a fost făcută de Wheatstone, codul a devenit cunoscut sub numele de cifru Playfair după ce Lord Playfair a promovat utilizarea sa în eșaloanele superioare ale guvernului britanic, arătându-l pentru prima dată în 1854 la o cină organizată de Lord Granville în prezența lui Lord Palmerston. apoi ministru britanic de externe . Prima descriere documentată a codului se găsește într-un document semnat de Wheatstone la 26 martie 1854 .

Codul a fost respins de Ministerul de Externe britanic, deoarece a fost considerat prea complex. Când Wheatstone s-a oferit să arate că trei din patru copii de la școala din apropiere vor putea învăța cum să-l folosească în doar cincisprezece minute, subsecretarul biroului de externe a răspuns: „Este foarte probabil, dar nu veți putea să-l învățați niciodată personalului. ".

Codul a fost folosit de forțele militare britanice în cel de- al doilea război boer și primul război mondial și de Australia și Germania în timpul celui de- al doilea război mondial . Acest lucru se datorează faptului că codul este destul de rapid de utilizat și nu necesită echipamente speciale. Scenariul tipic al utilizării sale este protejarea secretelor importante, dar nu critice, în timpul unei lupte în curs, astfel încât atunci când criptanalizatorii inamici au reușit să spargă mesajul, informațiile sunt inutile.

Playfair nu mai este folosit de forțele militare datorită apariției dispozitivelor digitale de criptare. Codul este acum considerat nesigur pentru orice utilizare, deoarece computerele moderne îl pot sparge în câteva secunde.

Prima publicație a soluției de cifrare Playfair a fost într-o broșură de 19 pagini a locotenentului Joseph O. Mauborgne , publicată în 1914 .

Operațiune

Cifrul Playfair se bazează pe utilizarea unei matrice 5 × 5 care conține un cuvânt cheie. Stocarea cheilor și 4 reguli simple sunt tot ceea ce este necesar pentru a crea tabelul 5 pe 5 și pentru a utiliza codul.

Tabelul este construit prin introducerea literelor cuvântului cheie (eliminarea literelor duplicat) și apoi completarea spațiilor rămase cu literele neutilizate ale alfabetului, în ordine. Deoarece există 26 de litere ale alfabetului englez și 25 de spații în matrice, o literă trebuie exclusă: în general „Q” este exclus, dar unele versiuni plasează „I” și „J” în același spațiu, în timp ce altele exclud „W” ”, care, dacă este necesar, poate fi criptat cu un„ V ”dublu. Cheia poate fi scrisă începând din primul rând al tabelului, de la stânga la dreapta, sau cu o altă cale, de exemplu într-o spirală începând din colțul din stânga sus și terminând în centru. Cuvântul cheie împreună cu convenția pentru completarea tabelului 5 cu 5 formează cheia de criptare.

Pentru a cripta un mesaj, trebuie să împărțiți mesajul în digrame (grupuri de 2 litere) astfel încât, de exemplu, „Mesaj secret” să devină „ME SS AG GI OS EG RE TO”. Literele unui digraf identifică un dreptunghi în tabel care are cele două litere pentru vârfuri opuse. Regulile care trebuie aplicate pentru fiecare pereche de litere din textul simplu sunt 4:

  • Dacă ambele litere sunt aceleași în digraf (sau dacă litera este de la sine), adăugați un „X” după prima literă. Criptează noua pereche de litere și continuă. Unele variante folosesc „Q” în loc de „X”, dar orice literă neobișnuită ar face-o.
  • Dacă literele apar în același rând al tabelului, acestea sunt codificate cu literele din dreapta lor (având în vedere tabelul ciclic).
  • Dacă literele apar în aceeași coloană a tabelului, acestea sunt codificate cu literele imediat de mai jos (având în vedere tabelul ciclic).
  • Dacă literele nu se află în același rând sau coloană, acestea sunt codificate cu literele din aceleași rânduri, respectiv în colțurile opuse ale dreptunghiului definit de perechea originală. Ordinea este importantă, prima literă a perechii codate este cea care aparține aceleiași linii ca prima literă din textul clar.

Pentru a descifra, utilizați inversul acestor patru reguli și eliminați orice „X” (sau „Q”) inutil în mesajul final.

Exemplu

Utilizând „exemplul de joc de joc” ca cuvânt cheie, tabelul arată astfel:

 EXEMPLU
OLAYF
RBCDG
HKNQT
UVWXZ

Criptăm mesajul „Trupele vor ateriza în Bari”:

 LE TR UP PE SB AR CH ER AN NO AB AR IX
  1. Perechea LE formează un dreptunghi → înlocuiește cu sistemul de operare
  2. Perechea TR formează un dreptunghi → înlocuiți cu HG
  3. Perechea UP formează un dreptunghi → înlocuiește cu XE
  4. Perechea PE este în același rând → înlocuiți cu IS
  5. Perechea SB se află în aceeași coloană → înlocuiți cu LK
  6. Perechea AR formează un dreptunghi → înlocuiește cu OC
  7. Perechea CH formează un dreptunghi → înlocuiți cu RN
  8. Perechea ER se află în aceeași coloană → înlocuiți cu OH
  9. Perechea AN se află în aceeași coloană → înlocuiește cu CW
  10. Perechea NO formează un dreptunghi → înlocuiți cu HA
  11. Perechea AB formează un dreptunghi → înlocuiți cu LC
  12. Perechea AR formează un dreptunghi → înlocuiește cu OC
  13. Perechea IX formează un dreptunghi → înlocuiți cu PZ
 OS HG XE IS LK OC RN OH CW HA LC OC PZ

Deci, mesajul «Trupele vor ateriza în Bari» odată criptate devine «OSHGXEISLKOCRNOHCWHALCOCPZ».

Clarificare prin imagini

Să presupunem că vrem să criptăm digraful SAU. Există trei cazuri generale:

1) Digraf în aceeași linie
 * * * * *
* OYRZ
* * * * *
* * * * *
* * * * *

Obținem OR → YZ

 2) Digraf în aceeași coloană
 * * SAU * *
* * B * *
* * * * *
* * R * *
* * Y * *

Obținem OR → BY

 3) Litere în rânduri și coloane diferite, la vârfurile unui dreptunghi
 Z * * O *
* * * * *
* * * * *
R * * X *
* * * * *

Obținem OR → ZX

În cultura de masă

  • Nuvela Have His Carcase scrisă de Dorothy L. Sayers oferă o explicație detaliată a modului de a sparge un cifru Playfair.
  • În filmul Misterul paginilor pierdute ( comoara națională: cartea secretelor ), un indiciu pentru a descoperi unde este păstrată o comoară este criptat folosind codul Playfair. Într-una dintre scenele de deschidere ale filmului, lui Thomas Gates, stră-străbunicul protagonistului Benjamin Fraklin Gates, i se cere să descifreze acest mesaj în cod:
 ME IK QO TX CQ TE ZX CO MW QC TE HN FB IK ME HA KR QC UN GI KM AV

Rezolvând ghicitoarea „Datoria pe care o plătesc toți oamenii”, care se traduce înseamnă „Datoria pe care o plătește fiecare om”, Thomas Gates obține cheia matricei: MOARTEA (moartea).

 MOARTE
BCFGI
KLMNO
PQRSU
VWXYZ

Codul poate fi apoi descifrat cu ușurință: LA BO UL AY EL AD YW IL LX LE AD TO CI BO LA TE MP LE SO FG OL DX

„Doamna Laboulaye va duce la templele de aur Cibola”, care înseamnă „Doamna Laboulaye va duce la templele de aur ale Cibola”

Notă

  1. ^ Nu sunt permise duplicatele literelor, iar o literă este omisă (Q) sau combinată (I / J), deci numărul este 600 = 25 × 24.

Bibliografie

  • (EN) M Smith (1998) Station X: The Codebreakers of Bletchley Park, Channel 4 Books / Macmillan, Londra ( ISBN 0-7522-2189-2 )
  • ( EN ) Mao W (2004) Criptografie modernă - Teorie și practică , Prentice Hall, New Jersey
  • ( FR ) Karpman G (2006) Cryptologie , La Vauzelle
  • Giustozzi C , Monti A, Zimuel E (1999) Secrete, spies, codi [us] friars , Apogeo, Milan ( ISBN 88-7303-483-7 )
  • Ferragina P, Luccio F (2001) Cryptography - Principles Algorithms Applications , Bollati Boringhieri, Turin

Alte proiecte

linkuri externe

Criptare Portal de criptografie : Accesați intrările Wikipedia care se ocupă de criptografie
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Cifrario_Playfair&oldid=120448825 ”