Aatbash, Scytal šifr, Cardano võre – tuntud viisid teabe varjamiseks uudishimulike pilkude eest. Klassikalises mõttes on permutatsioonišifr anagramm. Selle olemus seisneb selles, et lihtteksti tähed muudavad positsioone vastav alt teatud reeglile. Teisisõnu, šifri võtmeks on avatud sõnumi märkide ümberjärjestamine. Võtme sõltuvus krüptitud teksti pikkusest tõi aga seda tüüpi šifri kasutamisel kaasa palju ebamugavusi. Kuid targad pead on leidnud huvitavaid keerulisi lahendusi, mida artiklis kirjeldatakse.
Ümberpööratud rühmad
Permutatsioonimeetodil krüpteerimisega tutvumiseks toome ühe lihtsaima näite. Selle algoritm seisneb sõnumi jagamises n plokiks, mis seejärel pööratakse tagasi ette ja vahetatakse. Vaatleme näidet.
"Päev oli läinud ja taevas on tume õhk"
Jagame selle sõnumi rühmadesse. Sel juhul n=6.
"Denuh odily nebav cool cool"
Nüüd laiendage rühmi, kirjutades igaüks lõpust.
"hunned waben dzo methu yin"
Vahetame teatud viisil kohti.
"ilido methu yin hunned waben dzo"
Sellel kujul võhikliku inimese jaoks pole sõnum midagi muud kui prügi. Kuid loomulikult vastutab dekrüpteerimisalgoritmi eest see, kellele sõnum on adresseeritud.
Keskmine sisestus
Selle krüptimise algoritm on veidi keerulisem kui permutatsiooni krüpteerimismeetod:
- Jagage sõnum paarisarvuliste tähemärkidega rühmadesse.
- Sisestage lisatähed iga rühma keskele.
Vaatleme näidet.
- "Ta viis olendid magama".
- "Earth yetv ariu drive lkosnu".
- "Zeamn yabtv arayu voabdi lkoasnu".
Sel juhul lisati rühmade keskele vahelduvad tähed "a" ja "ab". Lisad võivad olla erinevad, erineva arvuga ja mitte korduda. Lisaks saate iga rühma laiendada, segada jne.
Ciphergram "Sandwich"
Veel üks huvitav ja lihtne näide permutatsiooni krüptimisest. Selle kasutamiseks tuleb lihttekst jagada kaheks pooleks ja sisestada üks neist tähemärgi haaval teise tähtede vahele. Kasutame näidet.
Nendelttöötab; Ma olen ainus, kodutu
Jagatud pooleks võrdse arvu tähtedega.
Nende töö tõttu olen kodutu ainult mina
Nüüd kirjutage sõnumi esimene pool suurema tähevahega.
"O T ja X T R U D DOL ja Sh"
Ja nendesse tühikutesse asetame teise poole tähed.
"Oyatoidhitnrbuedzodvolminshiy"
Lõpuks rühmitage tähed omamoodi sõnadeks (valikuline toiming).
"Oyatoi dhi tnrbue dzodvol minshhy"
Selle meetodiga on teksti väga lihtne krüptida. Asjatundmatu peab mõnda aega välja mõtlema, mis on tekkinud prügi.
Permutatsioonid "marsruudil"
Nii nimetatakse antiikajal laialdaselt kasutatud šifreid. Nende konstruktsiooni marsruut oli mis tahes geomeetriline kujund. Selgetekst kirjutati sellisesse kujundisse teatud skeemi järgi ja ekstraheeriti selle reversi järgi. Näiteks võib üheks võimaluseks kirjutada lihtteksti tabelisse vastav alt skeemile: madu roomab lahtrites päripäeva ja krüpteeritud sõnum koostatakse nii, et veerud kirjutatakse maha ühele reale, alates esimesest kuni viimaseni. See on ka permutatsiooni krüptimine.
Näitame näitega, kuidas teksti krüptida. Proovige ise määrata salvestusmarsruut ja šifrigrammi koostamise marsruut.
"Valmistuge sõda taluma".
Kirjutame sõnumi 3x9 lahtrisse. Tabeli mõõdesaab määrata sõnumi pikkuse põhjal või mõnda fikseeritud tabelit saab kasutada mitu korda.
| p | r | ja | r | o | t | o | to | l |
| r | e | d | s | to | mina | c | l | mina |
| f | a | t | b | to | o | th | n | y |
Koostame šifri alustades tabeli paremast ülanurgast.
"Launlvosoyatovvygidtaerprj"
Kirjeldatud sammude tagasipööramine pole keeruline. Piisav alt lihtne on teha vastupidist. See meetod on äärmiselt mugav, kuna selle abil on krüpteerimis- ja dekrüpteerimisprotseduuri lihtne meeles pidada. Ja see on ka huvitav, sest šifri jaoks saate kasutada mis tahes kujundit. Näiteks spiraal.
Vertikaalsed permutatsioonid
Seda tüüpi šifr on ka marsruudi permutatsiooni variant. See on huvitav ennekõike võtme olemasolu tõttu. Seda meetodit kasutati laialdaselt varem ja krüpteerimiseks kasutati ka tabeleid. Sõnum salvestatakse tabelisse tavapärasel viisil - ül alt alla ja šifrigramm kirjutatakse välja vertikaalselt, järgides samas võtme või parooliga näidatud järjekorda. Vaatame sellise krüptimise näidist.
"Nii valusa tee kui kaastundega"
Kasutame 4x8 lahtrite tabelit ja kirjutame sinna oma sõnumi tavapärasel viisil. Ja krüptimisekskasutage klahvi 85241673.
| ja | c | t | mina | r | o | c | t |
| n | s | m | p | y | t | e | m |
| ja | c | c | o | c | t | r | a |
| d | a | n | b | e | m |
Võti on näidatud allpool.
| 8 | 5 | 2 | 4 | 1 | 6 | 7 | 3 |
Nüüd, kasutades järjestuse näitamiseks klahvi, kirjutage veerud ritta.
"Gusetmsntmayposysaottmserinid"
Oluline on märkida, et selle krüpteerimismeetodi korral ei tohiks tabeli tühje lahtreid täita juhuslike tähtede või sümbolitega, lootes, et see muudab krüptteksti keerulisemaks. Tegelikult, vastupidi, selline tegevus annab vaenlastele vihje. Kuna võtme pikkus võrdub ühe sõnumi pikkuse jagajaga.
Vertikaalne permutatsioon on ümber pööratud
Vertikaalne permutatsioon pakub huvi, kuna sõnumi dekrüpteerimine ei ole lihtne algoritmi ümberpööramine. Kes võtit tunneb, see teab, mitu veergu tabelis on. Sõnumi dekrüpteerimiseks peate määrama tabelis pikkade ja lühikeste ridade arvu. See määrab alguse, kust alustada salateksti tabelisse kirjutamist, et lihtteksti lugeda. Selleks jagame pikkusesõnumid võtme pikkuse järgi ja saame 30/8=3 ja ülejäänud osa 6.
Nii saime teada, et tabelis on 6 pikka ja 2 lühikest veergu, mis ei ole täielikult täidetud tähtedega. Vaadates võtit, näeme, et krüpteerimine algas 5. veerust ja see peaks olema pikk. Seega leiame, et šifriteksti esimesed 4 tähte vastavad tabeli viiendale veerule. Nüüd saate kõik tähed kirja panna ja salasõnumit lugeda.
Cardano iluvõre
See tüüp viitab nn trafarettšifritele, kuid sisuliselt on see krüptimine tähemärkide permutatsiooni meetodil. Võti on lauakujuline šabloon, millesse on lõigatud augud. Tegelikult võib iga kujund olla šabloon, kuid kõige sagedamini kasutatakse ruutu või tabelit.
Cardano šabloon on valmistatud järgmise põhimõtte kohaselt: väljalõigatud lahtrid ei tohiks 90° pööramisel üksteisega kattuda. See tähendab, et pärast šablooni 4 pööret ümber oma telje ei tohiks selles olevad pilud kunagi kokku langeda.
Lihtsa Cardano võre näitena (näidatud allpool).
Krüptige seda šablooni kasutades fraas "Oo, muusad, ma pöördun teie poole."
| - | O | - | M | - | - |
| U | |||||
| З | S | ||||
| K | |||||
| B | A | ||||
| M |
Täitke šabloonilahtrid tähtedega vastav alt reeglile: kõigepe alt parem alt vasakule ja seejärel ül alt alla. Kui rakud saavad otsa, pöörake šablooni 90 ° päripäeva. Sel viisil saame järgmise tabeli.
| I | - | - | - | - | - |
| O | B | R | |||
| A | Sch | ||||
| y | |||||
| С | b |
Ja pöörake seda uuesti 90°.
| - | - | - | - | - | С |
| B | O | ||||
| З | |||||
| B | A | ||||
| N | |||||
| b | E |
Ja viimane pööre.
| - | - | M | - | - | - |
Pärast 4 tabeli üheks ühendamist saame lõpliku krüpteeritud sõnumi.
| 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 |
Kuigi sõnum võib jääda samaks, on edastamiseks mugavam saada tuttava välimusega šifreeritud tekst. Selleks saab tühjad lahtrid täita juhuslike tähtedega ja veerud kirjutada ühele reale:
YAVGVGM OOZGVS MUAKGY MBZGN GOSCHAGE SRYUAG
Selle kirja dekrüpteerimiseks peab adressaadil olema selle krüptimiseks kasutatud šablooni täpne koopia. Seda šifrit on pikka aega peetud üsna stabiilseks. Sellel on ka palju variatsioone. Näiteks 4 Cardano resti kasutamine korraga, millest igaüks pöörlebomal moel.
Permutatsioonišifrite analüüs
Kõik permutatsioonišifrid on sagedusanalüüsi suhtes haavatavad. Eriti juhtudel, kui sõnumi pikkus on võrreldav võtme pikkusega. Ja seda fakti ei saa muuta permutatsioonide korduva rakendamisega, olgu need nii keerulised kui tahes. Seetõttu saavad krüptograafias stabiilsed olla ainult need šifrid, mis lisaks permutatsioonile kasutavad mitut mehhanismi korraga.
