Нигилистический шифр

В истории криптографии нигилистический шифр шифр с ручным управлением — это симметричный шифровальный , первоначально использовавшийся русскими нигилистами в 1880-х годах для организации терроризма против царского режима. Этот термин иногда распространяется на несколько усовершенствованных алгоритмов, которые использовались гораздо позже для связи Первого главного управления со своими шпионами .

Описание

Сначала шифровальщик строит квадрат Полибия, используя смешанный алфавит. Это используется для преобразования открытого текста и ключевого слова в серию двухзначных чисел. Затем эти числа складываются обычным способом, чтобы получить зашифрованный текст, при этом ключевые числа повторяются по мере необходимости.

Пример

Рассмотрим квадрат Полибия, созданный с использованием ключевого слова ZEBRAS:

	1	2	3	4	5
1	С	И	Б	Р	А
2	С	С	Д	Ф	Г
3	ЧАС	я	К	л	М
4	Н	ТО	П	вопрос	Т
5	В	V	В	Х	И

с открытым текстом «ДИНАМИТ ЗИМНИЙ ДВОРЕЦ» и ключом на РУССКОМ языке. Это распространяется на:

PT:  23  55   41  15  35  32  45  12  53   32  41  45  12  14  43  15  34  15  22  12
KEY: 14  51   21  21  32  15  41  14  51   21  21  32  15  41  14  51  21  21  32  15
CT:  37  106  62  36  67  47  86  26  104  53  62  77  27  55  57  66  55  36  54  27

Криптоанализ

Поскольку каждый символ как в открытом тексте, так и в ключе используется как целое число без какого-либо дробления , базовый нигилистический шифр представляет собой не что иное, как числовую версию шифра Виженера , где зашифрованными символами вместо букв являются многозначные числа. Таким образом, его можно атаковать очень похожими методами. Дополнительным недостатком является то, что использование обычного сложения (вместо модульного сложения ) приводит к утечке дополнительной информации. Например, (предполагая квадрат 5 × 5), если номер зашифрованного текста больше 100, то можно с уверенностью утверждать, что и открытый текст, и ключ взяты из пятой строки таблицы.

Более поздние варианты или производные

Во время Второй мировой войны несколько советских шпионских группировок общались с Московским Центром, используя два шифра, которые, по сути, являются эволюционными усовершенствованиями базового нигилистического шифра. Очень сильную версию использовали Макс Клаузен в Рихарда Зорге сети в Японии и Александр Фут в шпионской сети Люси в Швейцарии . Немного более слабая версия использовалась сетью Rote Kapelle .

В обеих версиях открытый текст сначала был преобразован в цифры с использованием шахматной доски, а не квадрата Полибия. Преимущество этого подхода состоит в том, что он слегка сжимает открытый текст, что увеличивает расстояние его уникальности , а также позволяет радистам быстрее завершить передачу и завершить работу. Более раннее выключение снижает риск обнаружения оператора радиопеленгаторами противника . Увеличение расстояния уникальности увеличивает устойчивость к статистическим атакам.

Клаузен и Фут оба написали свой открытый текст на английском языке и запомнили 8 наиболее часто встречающихся букв английского языка (чтобы заполнить верхний ряд шахматной доски) с помощью мнемонической (и слегка угрожающей) фразы «грех ошибаться» (опуская вторую букву «r»). "). Стандартная английская шахматная доска состоит из 28 символов, и в этом шифре они стали «точкой» и «сдвигом цифр». Числа отправлялись путем сдвига чисел, за которым следовали фактические цифры открытого текста в повторяющихся парах, а затем еще один сдвиг. Затем, аналогично базовому Нигилисту, была добавлена ​​цифровая добавка, получившая название «закрытие». Однако каждый раз использовалась другая добавка, поэтому в конечном итоге пришлось вставить скрытую «группу индикаторов», чтобы указать, какая добавка использовалась.

В отличие от базового нигилиста, добавка была добавлена ​​путем сложения без переноса (цифровое сложение по модулю 10), что дает более однородный результат, который не пропускает столько информации. Что еще более важно, добавка генерировалась не с помощью ключевого слова, а путем случайного выбора строк из альманахов промышленной статистики. Такие книги считались достаточно скучными, чтобы не вызывать подозрений, если агента обыскивали (особенно потому, что прикрытия агентов были бизнесменами), и имели такую ​​высокую плотность энтропии, что обеспечивали очень надежную добавку. Конечно, цифры из такой книги на самом деле распределены неравномерно (имеется избыток «0» и «1» (см. Закон Бенфорда ), и последовательные числа, скорее всего, будут в чем-то схожи), но тем не менее они обладают гораздо большей энтропией. плотность, чем парольные фразы и тому подобное; во всяком случае, на практике они, похоже, никогда не подвергались успешному криптоанализу.

Более слабая версия генерировала добавку из текста романа или аналогичной книги (по крайней мере, один Rote Kapelle из членов использовал «Хорошего солдата Швейка »). Этот текст был преобразован в цифровую добавку с использованием техники, похожей на шахматную доску.

Последним достижением в этом направлении стал шифр VIC , использованный в 1950-х годах Рейно Хайханеном . К этому времени большинство советских агентов вместо этого использовали одноразовые блокноты .

См. также

• Темы криптографии

Ссылки

• Дэвид Кан . Взломщики кодов . 1968, издание 1974 года Redwood Burn Ltd., стр. 344, 368.

Внешние ссылки

• Реализация различных нигилистических шифров на JavaScript.