Классикалық шифрлау алгоритмдері
Компьютерлік технологиялар пайда болғанға дейін қолданылған классикалық криптографиялық әдістер.
Ауыстыру шифрлары
Қалай жұмыс істейді?
Әрбір әріп алфавит бойынша k орынға ығыстырылады. Формула: C = (P + k) mod n.
Тарихы
Юлий Цезарь әскери хат-хабарды қорғау үшін қолданған.
Әлсіздігі
Жиілік талдауына толық осал, кілт саны шектеулі.
ABC → DEF (k = 3)
Қалай жұмыс істейді?
Алфавит кері ретпен қолданылады: A↔Z, B↔Y.
Ерекшелігі
Кілт қажет емес, шифрлау мен дешифрлау бірдей.
Қалай жұмыс істейді?
Әріптер санмен белгіленіп, C = (a·P + b) mod n формуласы бойынша шифрланады. Мұнда a және n өзара жай болуы керек.
Ерекшелігі
Цезарь шифрының жалпыланған түрі (a = 1).
Әлсіздігі
Жиілік талдауы арқылы бұзылады.
Қалай жұмыс істейді?
26 әріптік әліпбиде әр әріп 13 орынға ығыстырылады. ROT13(ROT13(x)) = x.
Қолданылуы
Интернетте спойлерлерді немесе әзіл мәтіндерді жасыру үшін қолданылады.
Қауіпсіздігі
Қорғаныс үшін арналмаған.
Көпалфавитті шифрлар
Қалай жұмыс істейді?
Виженер шифры — көпалфавитті ауыстыру шифры. Бұл шифрда кілт сөзі циклдік түрде қайталанып, ашық мәтіннің ұзындығына дейін созылады.
Әр ашық мәтін әрпі кілттің сәйкес әрпімен біріктіріліп, әр позицияда әртүрлі Цезарь шифры қолданылады.
Шифрлау формуласы: Cᵢ = (Pᵢ + Kᵢ) mod 26
Мысал
Ашық мәтін: TEXTMESSAGE Кілт: KEY Кілт (цикл):KEYKEYKEYKE
| Ашық мәтін | T | E | X | T |
|---|---|---|---|---|
| Кілт | K | E | Y | K |
| Нәтиже | D | I | B | D |
Артықшылығы
Бірдей әріптер әртүрлі шифрланады, сондықтан қарапайым жиілік талдауы тиімсіз.
Әлсіздігі
Қысқа немесе қайталанатын кілт кезінде Казиски әдісі арқылы кілт ұзындығын табуға болады.
TEXT → DIBF
1-қадам: 5×5 кесте құру
Playfair шифры мәтінді жеке әріптермен емес, әріп жұптарымен шифрлайды. Кілт арқылы 5×5 кесте құрылады (I және J біріктіріледі).
| P | L | A | Y | F |
| I/J | R | B | C | D |
| E | G | H | K | M |
| N | O | Q | S | T |
| U | V | W | X | Z |
Кестедегі әріптердің орналасу реті — шифрдың негізгі кілті.
2-қадам: мәтінді жұптарға бөлу
HELLO → HE | LX | LO
3-қадам: шифрлау ережелері
- Бір қатарда → оңға жылжиды
- Бір бағанда → төмен жылжиды
- Тіктөртбұрыш → қарсы бұрыштар
Мысал (HE)
H → G
E → K
Нәтиже: GK
Тарихы
Бірінші дүниежүзілік соғыста британ әскері қолданған.
Артықшылығы
Бір әріп екінші әріпке тәуелді болады, сондықтан жиілік талдау қиындайды.
I/J R B C D
E G H K M
N O Q S T
U V W X Z
Ауыстырымдылық шифрлар
Кілт түсінігі
Бағандық ауыстыруда кілт ретінде әріптік сөз алынады. Сандар — сол әріптердің алфавиттік реттік нөмірі.
Кілт: SECRET S E C R E T 5 2 1 4 3 6
Шифрлау
Мәтін кестеге жазылады, кейін бағандар 1 → 6 ретімен оқылады.
Әріптер өзгермейді, тек орындары ауысады.
Ерекшелігі
Әріптердің өзі өзгермейді, тек орындары ауысады. Көбіне ауыстыру шифрларымен біріктіріледі.
Қалай жұмыс істейді?
Rail Fence шифры мәтінді бірнеше қатарға зигзаг тәрізді жазуға негізделген. Қатар саны — шифрдың кілті.
Мысал (3 қатар)
H O R E L W L D L O
Қатарлар бойынша оқылады: HOR + ELWLD + LO
Кемшілігі
Қарапайым визуалды талдау арқылы тез бұзылады.
Тарихи шифрлар
Кесте және кілт
Полибий шаршысында алфавит кез келген ретпен орналаса алады. Осы орналасу реті — шифрдың кілті.
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | A | F | K | P | U |
| 2 | B | G | L | Q | V |
| 3 | C | H | M | R | W |
| 4 | D | I/J | N | S | X |
| 5 | E | O | T | Y | Z |
Мысал
A → 11
H → 32
R → 34
Маңызы
Бұл әдіс кейінгі көптеген шифрларға негіз болды.
Қалай жұмыс істейді?
Әр басылған әріптен кейін роторлар айналып, алфавиттік ауыстыру үнемі өзгеріп отырады.
Тарихи маңызы
Екінші дүниежүзілік соғыста Германия қолданған. Алан Тьюринг бастаған топ бұзған.