Vigenère şifresi

Vigenere şifre a, polyalphabetic ikame şifre sistemi , ancak o konumuna bağlı düz mesaj kutunun aynı harf, örneğin bir mono-alfabetik şifreleme sistemi farklı olarak, farklı harfler ile ikame edilmiş Sezar şifresi o kadar ancak kullanır ( bir bileşen). Dolayısıyla bu yöntem , tek alfabetik şifrelere göre belirleyici bir avantaj olan frekans analizine direnir . Bununla birlikte, Vigenère figürü, yöntemini 1863'te yayınlayan Prusyalı binbaşı Friedrich Kasiski tarafından delindi . O zamandan beri, artık herhangi bir güvenlik sunmuyor.

İçeri adlı XIX inci  atıfta yüzyıl diplomat XVI inci  yüzyıla Blaise de vijiner (dahili şifreleme daha karmaşık) onun içinde açıklar, rakamlara risale 1586'da yayımlanan Orada zaten bir şifreleme benzer bir yöntem yapılır Giovan Battista Bellaso'nun 1553'te yayınladığı kısa inceleme .

Şifreleme prensibi

Bu şifreleme, anahtar kavramını ortaya çıkarır . Anahtar genellikle bir kelime veya kelime öbeği biçimindedir. Edebilmek için şifrelemek biz değişikliği yapmak üzere anahtarın bir mektup kullandığınız her karakter için, bizim metin. Açıktır ki, anahtar ne kadar uzun ve çeşitli olursa, metin o kadar iyi şifrelenecektir. Edebi eserlerin tüm pasajlarının en büyük sırları şifrelemek için kullanıldığı bir dönem olduğunu bilmelisiniz. İki muhabir, mesajların doğru anlaşılmasını sağlamak için ellerinde aynı kitabın bir kopyasını bulundurmak zorundaydı.

Vigenère tablosu

Temel Vigenère şifreleme aracı "Vigenère tablosu" dur

Vigenère tablosu.

Açık mektup

AT

B

VS

D

E

F

G

H

ben

J

K

L

M

DEĞİL

Ö

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

Anahtar harf

Şifrelenmiş harfler ( düz harf sütununun ve anahtarın harf satırının kesişme noktasında )

AT

AT

B

VS

D

E

F

G

H

ben

J

K

L

M

DEĞİL

Ö

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

B

B

VS

D

E

F

G

H

ben

J

K

L

M

DEĞİL

Ö

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

AT

VS

VS

D

E

F

G

H

ben

J

K

L

M

DEĞİL

Ö

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

AT

B

D

D

E

F

G

H

ben

J

K

L

M

DEĞİL

Ö

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

AT

B

VS

E

E

F

G

H

ben

J

K

L

M

DEĞİL

Ö

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

AT

B

VS

D

F

F

G

H

ben

J

K

L

M

DEĞİL

Ö

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

AT

B

VS

D

E

G

G

H

ben

J

K

L

M

DEĞİL

Ö

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

AT

B

VS

D

E

F

H

H

ben

J

K

L

M

DEĞİL

Ö

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

AT

B

VS

D

E

F

G

ben

ben

J

K

L

M

DEĞİL

Ö

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

AT

B

VS

D

E

F

G

H

J

J

K

L

M

DEĞİL

Ö

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

AT

B

VS

D

E

F

G

H

ben

K

K

L

M

DEĞİL

Ö

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

AT

B

VS

D

E

F

G

H

ben

J

L

L

M

DEĞİL

Ö

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

AT

B

VS

D

E

F

G

H

ben

J

K

M

M

DEĞİL

Ö

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

AT

B

VS

D

E

F

G

H

ben

J

K

L

DEĞİL

DEĞİL

Ö

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

AT

B

VS

D

E

F

G

H

ben

J

K

L

M

Ö

Ö

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

AT

B

VS

D

E

F

G

H

ben

J

K

L

M

DEĞİL

P

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

AT

B

VS

D

E

F

G

H

ben

J

K

L

M

DEĞİL

Ö

Q

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

AT

B

VS

D

E

F

G

H

ben

J

K

L

M

DEĞİL

Ö

P

R

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

AT

B

VS

D

E

F

G

H

ben

J

K

L

M

DEĞİL

Ö

P

Q

S

S

T

U

V

W

X

Y

Z

AT

B

VS

D

E

F

G

H

ben

J

K

L

M

DEĞİL

Ö

P

Q

R

T

T

U

V

W

X

Y

Z

AT

B

VS

D

E

F

G

H

ben

J

K

L

M

DEĞİL

Ö

P

Q

R

S

U

U

V

W

X

Y

Z

AT

B

VS

D

E

F

G

H

ben

J

K

L

M

DEĞİL

Ö

P

Q

R

S

T

V

V

W

X

Y

Z

AT

B

VS

D

E

F

G

H

ben

J

K

L

M

DEĞİL

Ö

P

Q

R

S

T

U

W

W

X

Y

Z

AT

B

VS

D

E

F

G

H

ben

J

K

L

M

DEĞİL

Ö

P

Q

R

S

T

U

V

X

X

Y

Z

AT

B

VS

D

E

F

G

H

ben

J

K

L

M

DEĞİL

Ö

P

Q

R

S

T

U

V

W

Y

Y

Z

AT

B

VS

D

E

F

G

H

ben

J

K

L

M

DEĞİL

Ö

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

Z

Z

AT

B

VS

D

E

F

G

H

ben

J

K

L

M

DEĞİL

Ö

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

Şifreleme

Açıktaki her harf için, karşılık gelen sütunu seçeriz ve anahtarın bir harfi için uygun satırı seçeriz, ardından satır ve sütunun kesişme noktasında şifreli harfi buluruz. Anahtarın harfi göründüğü sırayla alınmalı ve anahtar gerektiğinde bir döngüde tekrarlanmalıdır.

Anahtar: müzik Metin: Tüm gün radyo dinlemeyi seviyorum

Texte en clair : j'adore ecouter la radio toute la journee Clé répétée  : M USIQU EMUSIQU EM USIQU EMUSI QU EMUSIQU ^ ^^^ | ||Colonne O, ligne I : on obtient la lettre W. | |Colonne D, ligne S : on obtient la lettre V. | Colonne A, ligne U : on obtient la lettre U. Colonne J, ligne M : on obtient la lettre V.

Şifreleme metni daha sonra:

V'UVWHY IOIMBUL PM LSLYI XAOLM BU NAOJVUY.

Bu metni deşifre etmek istiyorsak, karşılık gelen satırda tekrarlanan anahtarın her bir harfine bakarız ve şifreli harfi ararız. Bu şekilde bulunan sütunun ilk harfi deşifre edilmiş harftir.

Texte chiffré  : V'UVWHY IOIMBUL PM LSLYI XAOLM BU NAOJVUY Clé répétée  : M USIQU EMUSIQU EM USIQU EMUSI QU EMUSIQU ^ ^^^ | ||Ligne I, on cherche W : on trouve la colonne O. | |Ligne S, on cherche V : on trouve la colonne D. | Ligne U, on cherche U : on trouve la colonne A. Ligne M, on cherche V : on trouve la colonne J.

Matematiksel ilke

Matematiksel olarak, alfabenin harflerini 0'dan 25'e kadar sayılarla tanımlıyoruz (A = 0, B = 1 ...). Şifreleme ve şifre çözme işlemleri, her harf için Sezar şifresinin işlemleridir . İ atayarak inci Metin tarafından [i] açık metin mektubu inci [i] şifre ile şifrenin ve ben inci Keys tarafından anahtarın mektup, tekrarlanan yeterli kere, [i], bu biçimlendirilmiştir yapan:

• Şifreli [i] = (Metin [i] + Tuşlar [i]) modulo 26
• Metin [i] = (Şifreli [i] - Tuşlar [i]) modulo 26

burada x modulo 26, x'in 26'ya tamsayı bölümünün kalanını belirtir. Şifreleme için, iki harfin eklenmesini gerçekleştirmek ve ardından sonuç 26'yı aşarsa 26'yı çıkarmak yeterlidir. Şifre çözme için çıkarma işleminin gerçekleştirilmesi yeterlidir. ve sonuç negatifse 26 ekleyin. Şifre çözme ayrıca Anahtar '[i] = 26 - Anahtar [i] ile elde edilen anahtar için şifreleme işlemiyle aynı bir işlemdir. Alfabenin dairesel bir temsilini kullanan (Z'den sonra A'ya sahip olduğumuz ) şifrelenecek  bir disk (en) , bu işlemin doğrudan gerçekleştirilmesine izin verir.

Yalnızca A'dan oluşan yeterince uzun bir metnin şifresi anahtarı verir (0 + x = x , yani A + Anahtarlar [i] = Anahtarlar [i]).

Kriptanaliz

Anahtardaki sembollerin sayısını bilirsek , açık mesajın harflerini anahtarın uzunluğu boyunca aralıklarla seçerek belirlenen alt metinlerin her biri üzerinde frekans analizi ile ilerlemek mümkün hale gelir (uzunluktan daha fazla alt metin Anahtarın). Bu, mono-alfabetik şifrelere yapılan iyi bilinen saldırıdır.

Friedrich Kasiski , 1863'te şifrelenmiş mesajdaki belirli kalıpların tekrarını tanımlayarak anahtarın boyutunu belirlemek için etkili bir yöntem olan Kasiski testini yayınladı . Charles Babbage on yıl önce Vigenère'nin şifrelenmesiyle ilgileniyordu. Bazı durumlarda, Vigenère yöntemiyle şifrelenmiş mesajları deşifre etmişti. Bu konuda bir şey yayınlamadı ama notları mevcut. Hangi yöntemi kullandığı bilinmemektedir, şifreleme kullanımındaki zayıflıklardan yararlanabildi. Bazı tarihçiler, Kasiski'nin yöntemini, yazılı bir kayıt bırakmamış olmasına rağmen keşfettiğine inanıyor.

Dayalı istatistiksel teknikler tesadüf endeksi , keşfedilen XX inci  yüzyılda hala şifreyi kırmak için daha etkili kanıtlamak.

Varyantlar

Vigenère şifresi, yüzyıllar boyunca birçok kez yeniden keşfedildi ve çeşitli varyasyonları oldu. Bir ofsetin alfabetik bir ikame olarak kullanılması gerekli değildir , alfabedeki harflerin herhangi bir permütasyonu uygundur. Sezar şifresinin avantajı, tamamen ofseti veren harf tarafından belirlenmesidir. Ancak, Vigenère'den önce, Giovan Battista Bellaso böyle bir sistem önermişti ( ondan ilham alan fizikçi Giambattista della Porta tarafından Beloso'ya atıfta bulunulmadan ele alınmıştır ), muhabirlerin her birinin alfabenin bir dizi permütasyonunu veren aynı ızgaraya sahip olduğu her biri bir veya daha fazla harfle ilişkilendirilmiştir. Şifreleme ve şifre çözme, ızgara ve bir anahtar kelime gerektirir. Anahtar kelimenin harfleri, Vigenère şifresiyle aynı şekilde kullanılır, ancak bir ofseti değil, ızgaranın permütasyonlarından birini gösterir. Öncelikle , tek başına ızgaranın bilinmesi, anahtar kelime gerektiğinden mesajın deşifre edilmesine izin vermez. Ancak şifreleme, Vigenère ile aynı saldırılara karşı hassastır.

Sistem, Beaufort şifresi gibi diğer varyantları biliyor .

Birden fazla şifreleme anahtarı kullanma olasılığı da vardır. Nitekim, bir mesajı ilk kez bir anahtarla şifrelemek, ardından şifrelenmiş mesajı başka bir anahtarla tekrar şifrelemek mümkündür. Dolayısıyla matematiksel ilke şöyle olacaktır:

TexteChiffré1 = (TexteClair[i]+Clef1[i])mod(26) TexteChiffréFinal = (TexteChiffré1[i]+Clef2[i])mod(26)

Değiştirirsek elimizde:

TexteChiffréFinal = ((TexteClair[i]+Clef1[i])mod(26)+Clef2[i])mod(26)

Bu da şuna eşittir:

TexteChiffréFinal = (TexteClair[i]+Clef1[i]+Clef2[i])mod(26)

Ve sorarsak:

ClefSomme = Clef1 + Clef2

Böylece şunu elde ederiz:

TexteChiffréFinal = (TexteClair[i]+ClefSomme[i])mod(26)

Bu nedenle bu, mesajımızı Vigenère tarafından şifrelemek için kullanılan iki farklı anahtarın, Clef1 ve Clef2'nin şifrelemesi olan bir KeySum anahtarı kullanarak şifrelemek anlamına gelir. Bu yöntem iki anahtar için değil, aynı zamanda birkaç n anahtar için de işe yarar. Vigenère tarafından n anahtarın tek tek şifrelenmesi olan anahtarı bulmak ve ardından oluşturulan anahtarla Vigenère tarafından açık mesajı şifrelemek yeterlidir. Bu yöntem, mesajın şifresini çözmede aynı derecede etkilidir. Alıcının yalnızca tüm anahtarların gelmesini beklemesi, bunları tek tek Vigenère tarafından şifrelemesi ve ardından yeni tasarlanmış anahtarla alınan mesajın şifresini çözmesi gerekir.

Vigenère'nin edebiyattaki figürü

• Jules Verne , La Jangada romanında , Vigenère şifresinin bir varyantı olan Gronsfeld şifresine dayanan bir kriptogram etrafında dönen bir komplo kurar .
• Yeni Nigrida göre, Mikhail W. RAMSEIER , vigenere sayısına göre kodlanmış bir mesaj, kendisine bir gizlenmiş binici sorununa bir Euler , bir hazinenin keşif sağlar.
• Yeni Lac ile Jean Echenoz ana karakter vigenere sayısına göre kodlanmış bir mesajın kodunu çözen, bir prospektüs ve "i" alanına kopyalanır.

Vigenère'nin ekrandaki figürü

• Benjamin Gates and the Templar Treasure filminde , bağımsızlık ilanının arkasındaki bir kod, Vigenère koduna göre şifrelenir ve Tapınakçı hazinesini bulmak için bulmacanın bir parçasıdır.
• Amerikan televizyon dizisi Sleepy Hollow'da , Başsız Süvari ile savaşmaya izin veren bir el yazması Vigenère sayısına göre kodlanmıştır.
• Amerikan televizyon dizisi Souvenirs de Gravity Falls'da , 2. sezondan itibaren son kredilerdeki kriptogramlar Vigenère'nin şifresi kullanılarak çözülebilir.
• 2016'da TF1'de yayınlanan Blindspot televizyon dizisinde 1. sezonun 2. bölümünde Vigenère figürü, aktris Jaimie Alexander'ın (Jane Doe) vücudunda yazılı Gibson uçak pilotunun adını çözmek için kullanılır . 1. bölümden Chow'un China Town'daki dairesinin adresine karşılık gelen anahtar.
• Teen Wolf televizyon dizisinde ( sezon 4 , bölüm 4 ), bir kod Lydia Martin tarafından üç kez kırılır.

Notlar ve referanslar

Notlar

1. Bauer'in kendisi çok temkinli görünüyor.
2. Figür, David Kahn'ın kitabında ve onu Porta'ya atfeden Kerckhoffs tarafından makalesinin ilk bölümünde anlatılmıştır.

Referanslar

1. Bauer 2006 , s.  340–341.
2. Kahn 1973 .
3. Kerckhoffs Ocak 1883 .
4. Kerckhoffs Şubat 1883 .

Ekler

Kaynakça

• [Bauer 2006] (tr) Friedrich L. Bauer , Şifresi Çözülmüş Sırlar: Kriptolojinin Yöntemleri ve Esasları , New York, Springer,2006, 4 th  Ed. ( ISBN  3-540-24502-2 ).
• [Kahn 1973] (en) David Kahn, Kod kırıcılar , MacMillan,1973, böl.  5Giriş bölümündeki tarihsel bilgiler için.
• [Kerckhoffs Ocak 1883] Auguste Kerckhoffs, "  Askeri Kriptografi  ", Askeri Bilimler Dergisi , cilt.  IX,Ocak 1883, s.  5–38 ( çevrimiçi okuyun [PDF] )Kerckhoffs ilkesinin ifadesiyle de ünlü olan bu makale, Vigenère şifrelemesinin ve Kasiski saldırısının bir analizini içermektedir.
• [Kerckhoffs Şubat 1883] Auguste Kerckhoffs, "  Askeri Kriptografi  ", Askeri Bilimler Dergisi , cilt.  IX,Şubat 1883, s.  161–191 ( çevrimiçi okuyun )Kerckhoffs ilkesinin ifadesiyle de ünlü olan bu makale, Vigenère şifrelemesinin ve Kasiski saldırısının bir analizini içermektedir.

İlgili Makaleler

• Simetrik kriptografi
• Tek kullanımlık maske

Dış bağlantılar

• (tr) JavaScript ve Vigenère hakkında açıklamalar
• (tr) Vigenère figürü
• (tr) Vigenere kriptanaliz
• (tr) İkili veya metin dosyasını şifrelemek için Tcl aracı
• (tr) Vigenère karesinin kullanımına ilişkin Flash örneği
• (tr) Traicté des figürleri veya Gizli yazma yolları , yazan Blaise de Vigenère, ... - A. L'Angelier (Paris) - 1586
• (tr) Vigenère algoritmasına dayalı açık kaynaklı bir uygulama olan Vijner Encryption Tool