Шифр рельсового забора
Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( январь 2017 г. ) |
Шифр рельсового забора (также называемый зигзагообразным шифром ) — классический тип транспозиционного шифра . Свое название он получил от способа шифрования, по аналогии с забором, построенным из горизонтальных перил.
Шифрование
[ редактировать ]В шифре рельсового ограждения открытый текст записывается вниз по диагонали на последовательных «рельсах» воображаемого забора, затем перемещается вверх, когда достигается нижний рельс, снова вниз, когда достигается верхний рельс, и так далее, пока не будет записан весь открытый текст. вне. Затем зашифрованный текст считывается по строкам.
Например, чтобы зашифровать сообщение «МЫ ОБНАРУЖЕНЫ. БЕГИТЕ НЕМЕДЛЕННО. с 3-мя «рельсами», напишите текст так:
W . . . E . . . C . . . R . . . U . . . O . . . . E . R . D . S . O . E . E . R . N . T . N . E . . A . . . I . . . V . . . D . . . A . . . C .
(Обратите внимание, что пробелы и знаки препинания опущены.) Затем прочитайте текст по горизонтали, чтобы получить зашифрованный текст:
WECRUO ERDSOEERNTNE AIVDAC
Расшифровка
[ редактировать ]Позволять быть числом рельсов, используемых во время шифрования. Обратите внимание, что по мере написания открытого текста последовательность вертикального положения каждой буквы на рельсах меняется вверх и вниз в повторяющемся цикле. В приведенном выше примере (где ) вертикальное положение повторяется с периодом 4. Обычно последовательность повторяется с периодом 4. .
Позволять длина строки, подлежащей расшифровке. Предположим на мгновение, что кратно и пусть . Начинается с разделения зашифрованного текста на строки так, чтобы длина первой и последней строк была равна а длина каждой промежуточной строки равна . Для приведенного выше примера с , у нас есть , поэтому мы разделяем зашифрованный текст следующим образом:
WECRUO ERDSOEERNTNE AIVDAC
Каждую строку записывайте на отдельной строке с пробелами после каждой буквы в первой и последней строке:
W E C R U O E R D S O E E R N T N E A I V D A C
Затем можно прочитать открытый текст по первому столбцу, по диагонали вверх, вниз по следующему столбцу и так далее.
Если не кратно , определение того, как разделить зашифрованный текст, немного сложнее, чем описано выше, но основной подход тот же. В качестве альтернативы, для простоты расшифровки, можно дополнить открытый текст дополнительными буквами, чтобы сделать его длину кратной .
Если зашифрованный текст не был дополнен, но вы либо знаете, либо готовы перебрать количество используемых рельсов, вы можете расшифровать его, выполнив следующие шаги.
Как и выше, пусть — длина строки, подлежащей расшифровке, и пусть быть числом рельсов, используемых во время шифрования. Мы добавим две переменные, и , где = количество диагоналей в расшифрованном рельсовом ограждении, и = количество пустых мест в последней диагонали.
Следующее решение для и алгебраически, где оба значения представляют собой наименьшее возможное число. Это легко сделать, увеличив на 1, пока знаменатель не станет больше , а затем просто решаем . Рассмотрим пример шифра, модифицированного для использования 6 рельсов вместо 3.
W.........V.........O.E.......O.E.......T.N..A.....C...R.....A...C...R...S.....E...N.....E....E.I.......D.U............D.........R........
Результирующий зашифрованный текст:
WVO EOETN ACRAC RSENE EIDU DR
Мы знаем, что , и если мы используем мы можем решить уравнение выше.
Упростите дробь.
Решите для
Решите для
Теперь у нас есть , , и . Или 6 рельсов, 5 диагоналей (4+1) и 2 пустых места в конце . Заблокировав пустые места в конце последней диагонали, мы можем просто заполнить железнодорожное ограждение построчно, используя зашифрованный текст.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ X _ _ X
W V O E O E T N A C R A C _ _ _ _ _ _ _ _ _ X _ _ X
Криптоанализ
[ редактировать ]Ключ шифра , количество рельсов. Если известен, то зашифрованный текст можно расшифровать с помощью описанного выше алгоритма. Ценности равен или больше, чем , длина зашифрованного текста, непригодны для использования, поскольку тогда зашифрованный текст совпадает с открытым текстом. Поэтому количество используемых ключей невелико, что позволяет провести атаку методом перебора всех возможных ключей. В результате шифр рельсового ограждения считается слабым. [ нужна ссылка ]
Зигзагообразный шифр
[ редактировать ]Термин «зигзагообразный шифр» может относиться к шифру рельсового ограждения, как описано выше. Однако это также может относиться к другому типу шифра, описанному Флетчером Праттом в книге «Секретно и срочно» . Оно «написано путем разметки листа бумаги по вертикальным столбцам с буквой в начале каждого столбца. Для каждой буквы сообщения в соответствующем столбце ставится точка, читающаяся сверху вниз на листе. затем верхние столбцы обрезаются, линейка стирается, а сообщение о точках отправляется получателю, который, зная ширину столбцов и расположение букв вверху, восстанавливает диаграмму и читает то, что на ней написано. должен сказать». [1]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Пратт, Флетчер (1939). Секретно и срочно: История кодов и шифров . Эгейский парк Пресс . стр. 143–144. ISBN 0-89412-261-4 .
- Хелен Фуше Гейнс , Криптоанализ, исследование шифров и их решения , Дувр, 1956 г., ISBN 0-486-20097-3