Mřížka Cardano
Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 20. října 2020; kontroly vyžadují 4 úpravy .Cardano mřížka je historicky první známá šifrovací mřížka , šablona používaná pro šifrování a dešifrování , vyrobená ve formě obdélníkové (nejčastěji čtvercové) tabulky, jejíž některé buňky jsou vyříznuty a přes kterou je šifrovaný text bylo použito. Prázdná textová pole byla vyplněna jiným textem, aby se zprávy zamaskovaly jako obyčejné zprávy - takže použití mřížky je formou steganografie .
Navrhl v roce 1550 Gerolamo Cardano [1] . Ví se o poměrně širokém použití mřížky v korespondenci 16.–18. století – zejména se předpokládá, že ji používal kardinál Richelieu [2] .
Jednou z odrůd mřížky Cardano je otočná mříž nebo mřížka, jejíž základem je šachovnice , která se používala na konci 16. století . Vylepšená verze otočného roštu se objevila na konci 19. století.
Volná mřížka
Mřížka Cardano je vyrobena z listu lepenky nebo pergamenu nebo z tenkého kovu. Pro označení řádků písma je papír linkován a mezi těmito řádky jsou v intervalech libovolné délky vyříznuty obdélníkové oblasti [2] .
Kodér umístí mřížku na list papíru a zapíše zprávu do obdélníkových otvorů, ve kterých je umístěn jeden znak, slabika nebo celé slovo. Původní zpráva je rozdělena na velké množství malých fragmentů. Poté se mřížka odstraní a prázdná místa na papíře se zaplní cizím textem, takže se skrytý text stane součástí kryptotextu. Takové plnění vyžaduje určitý literární talent [2] .
Adresát zprávy musí mít stejnou mřížku. Kopie mřížky jsou vyříznuty z primární šablony, nicméně pro individuální korespondenci lze vytvořit mnoho dalších šablon [2] .
Mřížku lze umístit do 4 poloh – lícem nahoru, lícem dolů, svisle a obráceně, čímž se zčtyřnásobí počet možných umístění mřížky [3] .
Umístění nepodstatného sdělení kolem skrytého textu může být v praxi obtížné. Nepřirozený jazyk na sebe přitahuje pozornost a účelem Cardanoovy mřížky je podle Francise Bacona vytvořit zprávu „bez podezření“. Cardano však stál před méně obtížným úkolem, protože pravopis 16. století nebyl omezen takovými přísnými normami a ponechal více prostoru pro kaligrafické zkratky a ozdoby [2] .
Francis Bacon vybral [4] 3 charakteristické rysy Cardano mřížky, které lze formulovat následovně:
- Metoda je snadno použitelná
- Rozluštit šifrovaný text pro útočníka je téměř nemožný úkol
- Šifrovaný text nespadá do podezření [3] .
Mříž je čtvercová
Pro čtvercovou mřížku Cardano existují čtyři způsoby, jak ji umístit pro šifrování textu - otočením o 90° vzhledem ke středu.
Šifrování s přidáním "smetí"Mříž je čtverec buněk, z nichž některé jsou vyříznuty (včetně, případně, které mají společnou stranu nebo vrchol). Buňky musí být dostatečně velké, aby se do nich vešlo přesně jedno písmeno. Vyříznuté buňky by měly být uspořádány tak, aby při otáčení mřížky žádné dvě neskončily na stejném místě [5] .
Chcete-li zašifrovat zprávu, musíte umístit mřížku na papír a zadat část textu do vyříznutých buněk, poté mřížku otočit o 90 ° a zadat další část atd. Poté je třeba zadat libovolné znaky do zbývající prázdná místa na papíře (samozřejmě pro lepší zamaskování musíte použít znaky ze stejné abecedy jako znaky tvořící zprávu) [3] .
Šifrování bez přidání "odpadu"Tento způsob šifrování se od předchozího liší tím, že buňky v mřížce jsou vyříznuty tak, že při jejím otočení je možné na každé místo na papír zapsat písmeno. Opět platí, že články musí být řezány tak, aby při otáčení nebyly žádné páry, které by skončily na stejném místě. Je zřejmé, že taková mřížka může být sudá - počet buněk v jednom řádku nebo sloupci. Pro takovou mříž je jedinečná. Ale s nárůstem počtu takových mřížek roste velmi rychle: , kde je počet mřížek se stranou . Už to můžete udělat pro - více než 4 miliardy různých mřížek, takže v praxi nelze určit, která mřížka byla při šifrování použita. Tato metoda je však jednoduchou permutační šifrou , kterou lze prolomit (například pomocí frekvenční analýzy ) [6] .
Pro usnadnění vytváření mřížek Cardano, které splňují všechny výše uvedené požadavky, můžete použít konstruktor mřížek. Například pro mřížku (viz obrázek) a šifrování „no garbage“ musíte vystřihnout přesně jednu ze čtyř buněk s číslem 1, striktně jednu ze čtyř buněk s číslem 2 atd. Pro „bez odpadu“ šifrování, některá čísla mohou být vynechána cut [3] .
Zjištění šifrování
Když je zpráva zašifrovaná volnou mřížkou Cardano špatně složená, vynikne v nepřirozeném jazyce a neustále se měnícím stylu. Specialista se může pokusit obnovit mřížku, pokud má několik případů podezřelých zpráv z korespondence. Když je zpráva dobře zašifrovaná[ objasnit ] je obtížné identifikovat. I když odborník považuje zprávu za podezřelou, šifrovaný text může obsahovat kohokoli nevinného[ upřesnit ] dopis. Proto je v praxi jediným řešením získat samotnou mřížku [2] .
Pokud je zpráva zašifrována pomocí čtvercové Cardanoovy mřížky „bez smetí“, pak takové šifrování, jak je uvedeno výše, je permutační šifra, kterou lze šifrovat [6] .
Pro přečtení zašifrované zprávy je potřeba přiložit Cardano mřížku na text požadovaný počet krát a přečíst písmena umístěná ve vyříznutých buňkách [2] .
Nevýhody
Metoda je pomalá a v případě šifrování s mřížkou libovolného tvaru vyžaduje přítomnost literárních dovedností. Ale co je nejdůležitější, jakýkoli šifrovací stroj může být ztracen, ukraden nebo zabaven. Ztratit jednu mřížku tedy znamená ztratit veškerou tajnou korespondenci zašifrovanou touto mřížkou [2] .
Cardanova mřížka ve své původní podobě je spíše literárním zdrojem[ objasnit ] spíše než kryptografický zájem. Například Voynichův rukopis , který mohl být padělanou šifrou ze 16. století , mohl být sestaven pomocí Cardanoovy mřížky aplikované k vytvoření pseudonáhodného nesmyslu z již existujícího textu [7] .
V umění
Použití mřížky Cardano je uvedeno v titulcích v sérii sovětských televizních filmů věnovaných dobrodružství Sherlocka Holmese a Dr. Watsona [8]
Poznámky
- ↑ Cardanus, 1550 .
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Alferov, Zubov, Kuzmin a kol., 2002 , str. dvacet.
- ↑ 1 2 3 4 Salomaa, 1995 , str. 22.
- ↑ Bacon F. The Great Recovery of the Sciences. — 1623.
- ↑ Alferov, Zubov, Kuzmin et al., 2002 , str. 21.
- ↑ 1 2 Yashchenko et al., 2000 , str. 188.
- ↑ Pelling, Nicku. Voynichovy teorie . ciphermysteries.com (11. září 2008). Staženo 5. prosince 2015. Archivováno z originálu 28. ledna 2020.
- ↑ "Sherlock Holmes a Dr. Watson"
Literatura
- Cardanus H. De subtilitate rerum (lat.) - Norimberga : Johannes Petreius , 1550.
- Alferov A. P. , Zubov A. Yu. , Kuzmin A. S. , Cheremushkin A. V. Základy kryptografie : Učebnice - 2. vyd., Rev. a doplňkové - M .: Helios ARV , 2002. - ISBN 978-5-85438-137-6
- Úvod do kryptografie / ed. V. V. Yashchenko - M .: MTSNMO , 2000. - 271 s. — ISBN 978-5-900916-26-2
- Salomaa A. Šifrování veřejného klíče: Per. z angličtiny. - M .: Mir, 1995. - ISBN 5-03-001991-X.
Odkazy
- Alexander Babash, Genrikh Shankin. Šifra vhodná pro krále .