Haja ya kusimba barua kwa njia fiche ilizuka katika ulimwengu wa kale, na viashiria rahisi badala vilionekana. Ujumbe uliosimbwa kwa njia fiche uliamua hatima ya vita vingi na kuathiri mwendo wa historia. Baada ya muda, watu walivumbua mbinu za kina zaidi za usimbaji fiche.
Msimbo na cipher, kwa njia, ni dhana tofauti. Ya kwanza ina maana ya kubadilisha kila neno katika ujumbe na neno la msimbo. Ya pili ni kusimba kwa njia fiche kila alama ya taarifa kwa kutumia algoriti mahususi.
Baada ya hisabati kuanza kusimba taarifa na nadharia ya cryptography kutengenezwa, wanasayansi waligundua sifa nyingi muhimu za sayansi hii inayotumika. Kwa mfano, algorithms ya kusimbua imesaidia kuibua lugha zilizokufa kama vile Misri ya kale au Kilatini.
Steganografia
Steganografia ni ya zamani kuliko usimbaji na usimbaji fiche. Sanaa hii imekuwepo kwa muda mrefu sana. Inamaanisha "maandishi yaliyofichwa" au "maandishi ya cipher". Ingawa steganografia haifikii kabisa ufafanuzi wa msimbo au cipher, inakusudiwa kuficha habari kutoka kwa wageni.jicho.
Steganografia ndio msimbo rahisi zaidi. Vidokezo vilivyomezwa vilivyofunikwa kwa nta ni mifano ya kawaida, au ujumbe juu ya kichwa kilichopigwa ambacho huficha chini ya nywele zilizokua. Mfano wa wazi zaidi wa steganografia ni mbinu iliyofafanuliwa katika vitabu vingi vya upelelezi vya Kiingereza (na si tu), wakati ujumbe unatumwa kupitia gazeti, ambapo herufi huwekwa alama isiyoonekana.
Hasara kuu ya steganografia ni kwamba mtu asiyemfahamu anaweza kuiona. Kwa hivyo, ili kuzuia ujumbe wa siri kusomeka kwa urahisi, mbinu za usimbaji fiche na usimbaji hutumiwa pamoja na steganografia.
ROT1 na maneno ya Kaisari
Jina la sifa hii ni ROTate 1 herufi mbele, na inajulikana kwa watoto wengi wa shule. Ni sifa rahisi badala. Kiini chake kiko katika ukweli kwamba kila herufi imesimbwa kwa kuhama kialfabeti na herufi 1 mbele. A -> B, B -> C, …, Z -> A. Kwa mfano, tunasimba maneno "Nastya wetu analia kwa sauti kubwa" na tunapata "general Obtua dspnlp rmbsheu".
Sifa ya ROT1 inaweza kujumlishwa hadi nambari kiholela ya masahihisho, kisha inaitwa ROTN, ambapo N ndiyo nambari ambayo usimbaji fiche wa herufi unapaswa kubadilishwa. Kwa namna hii, sifa inajulikana tangu zamani na inaitwa "cipher ya Kaisari".
Caesar cipher ni rahisi na ya haraka sana, lakini ni msimbo rahisi wa kuruhusu na kwa hivyo ni rahisi kukatika. Kwa kuwa na hasara kama hiyo, inafaa tu kwa mizaha ya kitoto.
Sifa za kubadilisha au za vibali
Aina hizi za misimbo rahisi ya vibali ni mbaya zaidi na zilitumika sana si muda mrefu uliopita. Wakati wa Vita vya wenyewe kwa wenyewe vya Amerika na Vita vya Kwanza vya Kidunia, ilitumiwa kutuma ujumbe. Algorithm yake inajumuisha kupanga upya herufi katika sehemu - andika ujumbe kwa mpangilio wa nyuma au panga upya herufi kwa jozi. Kwa mfano, hebu tusimbe kifungu cha maneno "Morse code is also a cipher" -> "akubza ezrom - hedgehog rfish".
Kwa utaratibu mzuri ambao ulibainisha vibali visivyo vya kawaida kwa kila herufi au kikundi chao, msimbo uliweza kustahimili mipasuko rahisi. Lakini! Kwa wakati wake tu. Kwa kuwa cipher huvunjwa kwa urahisi na nguvu rahisi ya kikatili au vinavyolingana na kamusi, leo simu mahiri yoyote inaweza kushughulikia usimbuaji wake. Kwa hivyo, pamoja na ujio wa kompyuta, sifa hii pia ilihamia katika kategoria ya watoto.
Morse code
ABC ni njia ya kubadilishana taarifa na kazi yake kuu ni kurahisisha ujumbe na kueleweka zaidi kwa uwasilishaji. Ingawa hii ni kinyume na kile ambacho usimbaji fiche umekusudiwa. Walakini, inafanya kazi kama misimbo rahisi zaidi. Katika mfumo wa Morse, kila herufi, nambari, na alama za uakifishaji zina msimbo wake, unaofanyizwa na kikundi cha vistari na nukta. Unapotuma ujumbe kwa kutumia telegrafu, deshi na vitone huwakilisha mawimbi marefu na mafupi.
Telegraph na Morse code… Morse ndiye aliyeidhinisha kwa mara ya kwanza uvumbuzi wa "wake" mnamo 1840, ingawa vifaa sawia vilivumbuliwa nchini Urusi na Uingereza kabla yake. Lakini ni nani anayejali sasa … Telegraph na alfabetiMsimbo wa Morse ulikuwa na athari kubwa sana kwa ulimwengu, ukiruhusu karibu utumwaji wa ujumbe mara moja katika umbali wa bara.
Ubadilishaji wa herufi moja
Msimbo wa ROTN na Morse uliofafanuliwa hapo juu ni mifano ya fonti mbadala za alfabeti. Kiambishi awali "mono" kinamaanisha kuwa wakati wa usimbaji fiche, kila herufi ya ujumbe asili inabadilishwa na herufi nyingine au msimbo kutoka kwa alfabeti pekee ya usimbaji.
Kubainisha misimbo rahisi mbadala si vigumu, na hii ndiyo dosari yao kuu. Wao hutatuliwa kwa hesabu rahisi au uchambuzi wa mzunguko. Kwa mfano, inajulikana kuwa herufi zinazotumiwa zaidi za lugha ya Kirusi ni "o", "a", "i". Kwa hivyo, inaweza kuzingatiwa kuwa katika maandishi herufi zinazotokea mara nyingi humaanisha "o", au "a", au "na". Kulingana na mazingatio haya, ujumbe unaweza kusimbwa hata bila utafutaji wa kompyuta.
Inajulikana kuwa Mary I, Malkia wa Scots kutoka 1561 hadi 1567, alitumia cipher changamani sana badala ya monoalfabeti yenye michanganyiko kadhaa. Hata hivyo maadui zake waliweza kufafanua ujumbe huo, na habari hiyo ilitosha kumhukumu kifo malkia.
Gronsfeld cipher, au badala ya polyalfabeti
Sifa rahisi hutangazwa kuwa hazina maana kwa njia fiche. Kwa hiyo, wengi wao wameboreshwa. Gronsfeld cipher ni marekebisho ya cipher ya Kaisari. Njia hii ni sugu zaidi kwa utapeli na iko katika ukweli kwamba kila herufi ya habari iliyosimbwa imesimbwa kwa kutumia moja ya alfabeti tofauti, ambazo hurudiwa kwa mzunguko. Inaweza kusema kuwa hii ni maombi ya pande nyingisifa rahisi zaidi badala. Kwa hakika, msimbo wa Gronsfeld unafanana sana na msimbo wa Vigenère unaojadiliwa hapa chini.
ADFGX algoriti ya usimbaji fiche
Hii ndiyo sifa maarufu zaidi ya Vita vya Kwanza vya Dunia inayotumiwa na Wajerumani. Cipher ilipata jina lake kwa sababu algoriti ya usimbaji fiche iliongoza ciphergram zote kwenye ubadilishaji wa herufi hizi. Chaguo la herufi zenyewe iliamuliwa na urahisi wao wakati wa kupitishwa kwa njia za telegraph. Kila herufi katika cipher inawakilishwa na mbili. Hebu tuangalie toleo la kuvutia zaidi la mraba wa ADFGX linalojumuisha nambari na linaitwa ADFGVX.
| A | D | F | G | V | X | |
| A | J | Q | A | 5 | H | D |
| D | 2 | E | R | V | 9 | Z |
| F | 8 | Y | mimi | N | K | V |
| G | U | P | B | F | 6 | O |
| V | 4 | G | X | S | 3 | T |
| X | W | L | Q | 7 | C | 0 |
Algoriti ya ADFGX ya squaring ni kama ifuatavyo:
- Chagua herufi nasibu n kwa safu wima na safu mlalo.
- Kujenga matrix ya N x N.
- Ingiza alfabeti, nambari, vibambo vilivyotawanyika ovyo kwenye seli hadi kwenye tumbo.
Hebu tutengeneze mraba sawa kwa lugha ya Kirusi. Kwa mfano, hebu tuunde ABCD ya mraba:
| A | B | B | G | D | |
| A | E/E | N | b/b | A | Mimi/Y |
| B | W | V/F | G/R | З | D |
| B | Sh/Sh | B | L | X | mimi |
| G | R | M | O | Yu | P |
| D | F | T | T | S | U |
Matrix hii inaonekana ya kushangaza kwa sababu safu mlalo ya seli ina herufi mbili. Hii inakubalika, maana ya ujumbe haijapotea. Inaweza kurejeshwa kwa urahisi. Simba neno "Compact cipher" kwa kutumia jedwali hili:
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | |
| Neno | K | O | M | P | A | K | T | N | S | Y | Ш | & | F | R |
| Cipher | bw | gv | gb | wapi | ag | bw | db | ab | dg | kuzimu | wa | kuzimu | bb | ha |
Kwa hivyo, ujumbe wa mwisho uliosimbwa unaonekana kama hii: "bvgvgbgdagbvdbabdgvdvaadbbga". Kwa kweli, Wajerumani walifanya mstari kama huo kupitia nambari kadhaa zaidi. Na mwisho iligeuka kuwa imara sanakuvunja ujumbe uliosimbwa.
Vigenère cipher
Sifa hii ni mpangilio wa ukubwa unaostahimili mpasuko kuliko zile za alfabeti, ingawa ni misimbo rahisi ya kubadilisha maandishi. Walakini, kwa sababu ya algorithm thabiti, ilizingatiwa kwa muda mrefu kuwa haiwezekani kudukua. Kutajwa kwake kwa mara ya kwanza kulianza karne ya 16. Vigenère (mwanadiplomasia wa Ufaransa) anahesabiwa kimakosa kuwa mvumbuzi wake. Ili kuelewa vyema kilicho hatarini, fikiria jedwali la Vigenère (Vigenère square, tabula recta) kwa lugha ya Kirusi.
Hebu tuanze kuweka maneno "Kasperovich anacheka". Lakini kwa usimbaji fiche kufanikiwa, neno kuu linahitajika - basi iwe "nenosiri". Sasa hebu tuanze usimbaji fiche. Ili kufanya hivyo, tunaandika ufunguo mara nyingi sana kwamba idadi ya herufi kutoka kwake inalingana na idadi ya herufi kwenye kifungu kilichosimbwa, kwa kurudia ufunguo au kukata:
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | |
| Neno: | K | A | С | P | E | R | O | B | & | W | С | M | E | E | T | С | mimi |
| Ufunguo | P | A | R | O | L | b | P | A | R | O | L | b | P | A | R | O | L |
Sasa, kwa kutumia jedwali la Vigenère, kama ilivyo kwenye ndege ya kuratibu, tunatafuta kisanduku ambacho ni makutano ya jozi za herufi, na tunapata: K + P=b, A + A=B, C. + P=C, n.k.
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | |
| Cipher: | b | B | B | Yu | С | N | Yu | G | Sch | F | E | Y | X | F | G | A | L |
Tunapata kwamba "Kasperovich anacheka"="bvusnyugschzh eykhzhgal".
Kupasua cipher ya Vigenère ni vigumu sana kwa sababu uchanganuzi wa marudio unahitaji kujua urefu wa neno msingi ili kufanya kazi. Kwa hivyo udukuzi ni kutupa kwa nasibu urefu wa neno kuu na kujaribu kuvunja ujumbe wa siri.
Inapaswa pia kutajwa kuwa pamoja na ufunguo wa nasibu kabisa, jedwali tofauti kabisa la Vigenère linaweza kutumika. Katika kesi hii, mraba wa Vigenère unajumuisha alfabeti ya Kirusi iliyoandikwa mstari kwa mstari na mabadiliko ya moja. Ambayo inatuelekeza kwa msimbo wa ROT1. Na kama tu katika cipher Kaisari, kukabiliana inaweza kuwa chochote. Isitoshe, mpangilio wa herufi si lazima uwe wa alfabeti. Katika kesi hii, meza yenyewe inaweza kuwa ufunguo, bila kujua ambayo haitawezekana kusoma ujumbe, hata kujua ufunguo.
Misimbo
Misimbo halisi inajumuisha zinazolingana kwa kila mojamaneno ya kanuni tofauti. Ili kufanya kazi nao, kinachojulikana kama vitabu vya msimbo vinahitajika. Kwa kweli, hii ni kamusi sawa, iliyo na tafsiri za maneno katika misimbo pekee. Mfano wa kawaida na uliorahisishwa wa misimbo ni jedwali la ASCII - msimbo wa kimataifa wa herufi rahisi.
Faida kuu ya misimbo ni kwamba ni vigumu sana kuifafanua. Uchambuzi wa mara kwa mara karibu haufanyi kazi zinapodukuliwa. Udhaifu wa kanuni, kwa kweli, ni vitabu vyenyewe. Kwanza, maandalizi yao ni mchakato mgumu na wa gharama kubwa. Pili, kwa maadui wanageuka kuwa kitu unachotaka na kuingilia hata sehemu ya kitabu kunakulazimisha kubadilisha misimbo yote kabisa.
Katika karne ya 20, majimbo mengi yalitumia misimbo kuhamisha data ya siri, kubadilisha kitabu cha msimbo baada ya muda fulani. Na pia waliwinda kwa bidii vitabu vya majirani na wapinzani.
Fumbo
Kila mtu anajua kuwa Enigma ilikuwa mashine kuu ya Wanazi ya kutoa siri wakati wa Vita vya Pili vya Dunia. Muundo wa Enigma ni pamoja na mchanganyiko wa nyaya za umeme na mitambo. Jinsi cipher itatokea inategemea usanidi wa awali wa Enigma. Wakati huo huo, Enigma hubadilisha usanidi wake kiotomatiki wakati wa operesheni, ikisimba ujumbe mmoja kwa njia kadhaa katika urefu wake wote.
Kinyume na herufi rahisi zaidi, "Enigma" ilitoa matrilioni ya michanganyiko inayowezekana, ambayo ilifanya taarifa iliyosimbwa isiwezekane. Kwa upande wake, Wanazi walikuwa na mchanganyiko fulani ulioandaliwa kwa kila siku, ambao waokutumika kwa siku fulani kutuma ujumbe. Kwa hivyo, hata kama Enigma iliangukia mikononi mwa adui, haikufanya chochote kusimbua ujumbe bila kuweka usanidi sahihi kila siku.
Hack "Enigma" ilijaribiwa kikamilifu wakati wa kampeni nzima ya kijeshi ya Hitler. Huko Uingereza, mnamo 1936, moja ya vifaa vya kwanza vya kompyuta (Turing mashine) ilijengwa kwa hii, ambayo ikawa mfano wa kompyuta katika siku zijazo. Kazi yake ilikuwa kuiga utendakazi wa dazeni kadhaa za mafumbo kwa wakati mmoja na kuendesha jumbe za Nazi zilizonaswa kupitia kwao. Lakini hata mashine ya Turing iliweza kutamka ujumbe mara kwa mara.
Usimbaji fiche wa ufunguo wa umma
Algoriti maarufu zaidi ya usimbaji fiche, ambayo hutumiwa kila mahali katika teknolojia na mifumo ya kompyuta. Kiini chake kiko, kama sheria, mbele ya funguo mbili, moja ambayo hupitishwa hadharani, na ya pili ni ya siri (ya faragha). Ufunguo wa umma hutumika kusimba ujumbe kwa njia fiche na ufunguo wa faragha hutumika kusimbua.
Ufunguo wa umma mara nyingi ni nambari kubwa sana ambayo ina vigawanyiko viwili tu, bila kuhesabu moja na nambari yenyewe. Kwa pamoja, vigawanyiko hivi viwili huunda ufunguo wa siri.
Hebu tuzingatie mfano rahisi. Hebu ufunguo wa umma uwe 905. Wagawanyiko wake ni namba 1, 5, 181 na 905. Kisha ufunguo wa siri utakuwa, kwa mfano, namba 5181. Unasema rahisi sana? Nini ikiwa katika jukumunambari ya umma itakuwa nambari yenye tarakimu 60? Ni vigumu kihisabati kukokotoa vigawanya vya idadi kubwa.
Kwa mfano wazi zaidi, fikiria unatoa pesa kutoka kwa ATM. Wakati wa kusoma kadi, data ya kibinafsi imesimbwa kwa ufunguo fulani wa umma, na kwa upande wa benki, habari hiyo imefutwa na ufunguo wa siri. Na ufunguo huu wa umma unaweza kubadilishwa kwa kila operesheni. Na hakuna njia za kupata vigawanyaji muhimu kwa haraka wakati wa kukatiza.
Uimara wa fonti
Nguvu ya kriptografia ya algoriti ya usimbaji fiche ni uwezo wa kustahimili udukuzi. Kigezo hiki ni muhimu zaidi kwa usimbaji fiche wowote. Bila shaka, sifa rahisi mbadala, inayoweza kusimbwa na kifaa chochote cha kielektroniki, ni mojawapo ya zisizo imara zaidi.
Leo, hakuna viwango sawa ambavyo utaweza kutathmini uthabiti wa msimbo. Huu ni mchakato wa utumishi na mrefu. Hata hivyo, kuna idadi ya tume ambazo zimezalisha viwango katika eneo hili. Kwa mfano, mahitaji ya chini ya Kiwango cha Juu cha Usimbaji Fiche au algoriti ya usimbaji fiche ya AES iliyotengenezwa na NIST USA.
Kwa marejeleo: cipher ya Vernam inatambulika kama njia sugu sugu ya kukatika. Wakati huo huo, faida yake ni kwamba, kulingana na algoriti yake, ni msimbo rahisi zaidi.
