Trifidová šifra - Trifid cipher

The trifidová šifra je klasická šifra vynalezl Félix Delastelle a popsáno v roce 1902.[1] Rozšíření principů Delastelle's dříve bifidní šifra kombinuje techniky frakcionace a transpozice dosáhnout určitého množství zmatek a šíření: každé písmeno šifrovacího textu závisí na třech písmenech prostého textu a až třech písmenech klíče.

Trifidová šifra používá tabulku frakční každé prosté písmeno do a trigram,[2] smíchá složky trigramů a poté použije tabulku obráceně a promění tyto smíšené trigramy na písmena šifrovacího textu. Delastelle poznamenává, že nejpraktičtější systém používá pro trigramy tři symboly:[3]

Aby bylo možné rozdělit písmena na tři části, je nutné je reprezentovat skupinou tří znaků nebo čísel. To vím n objekty, kombinované v trigramech všemi možnými způsoby, dávají n × n × n = n3, uznáváme, že tři jsou jedinou hodnotou pro n; dva by dali jen 23 = 8 trigramů, zatímco čtyři dávají 43 = 64, ale tři dávají 33 = 27.

Popis

Jak bylo diskutováno výše, šifra vyžaduje 27písmennou smíšenou abecedu: následujeme Delastelle pomocí znaménka plus jako 27. písmena.[4] Tradiční metodou pro sestavení smíšené abecedy z klíčového slova nebo fráze je napsání jedinečných písmen klíče v pořadí, následovaných zbývajícími písmeny abecedy v obvyklém pořadí.[5] Například klíč FELIX MARIE DELASTELLE poskytuje smíšenou abecedu FELIXMARDSTBCGHJKNOPQUVWYZ +.

Každému písmenu ve smíšené abecedě přiřadíme jedno z 27 trigramů (111, 112,…, 333) vyplněním kostky 3 × 3 × 3 písmeny smíšené abecedy a pomocí Kartézské souřadnice každého písmene jako odpovídající trigram.

Vrstva 1Vrstva 2Vrstva 3
123123123
1FEL1STB1ÓPQ
2JáXM2CGH2UPROTIŽ
3ARD3JK.N3YZ+

Z této krychle vytváříme tabulky pro šifrování písmen jako trigramů a dešifrování trigramů jako písmen:

Šifrovací abecedaDešifrování abecedy
A = 131J = 231S = 211111 = F.211 = S.311 = O
B = 213K = 232T = 212112 = E212 = T.312 = P
C = 221L = 113U = 321113 = L213 = B313 = Q
D = 133M = 123V = 322121 = já221 = C.321 = U
E = 112N = 233W = 323122 = X222 = G322 = V
F = 111O = 311X = 122123 = M.223 = H323 = Ž
G = 222P = 312Y = 331131 = A231 = J331 = Y.
H = 223Q = 313Z = 332132 = R232 = K.332 = Z
I = 121R = 132+ = 333133 = D233 = N333 = +

Šifrovací protokol rozděluje holý text do skupin pevné velikosti (plus možná jedna krátká skupina na konci): toto omezuje chyby kódování na skupinu, ve které se vyskytují,[6] důležitá úvaha o šifrách, které musí být implementovány ručně. Velikost skupiny by měla být coprime až 3 pro získání maximální míry difúze v každé skupině: Delastelle uvádí příklady se skupinami 5 a 7 písmen. Krok šifrování popisuje takto:[7]

Začínáme psaním vertikálně pod každým písmenem číselná trigram, která mu odpovídá v šifrovací abecedě: pak pokračování horizontálně jako kdyby byla čísla napsána na jednom řádku, vezmeme skupiny tří čísel, vyhledáme je v dešifrovací abecedě a výsledek zapíšeme do každého sloupce.

Například pokud je zpráva pobočník, le ciel t'aidera a velikost skupiny je 5, pak šifrování probíhá následovně:

a i d e-t o i l e c i e l t'a i d e r a1 1 1.1 2   3 1 1.1 2   1 1 1.2 1   1 1 1.1 13.2 3 1.1   1.2 1 1.2   2.1 1 1.3   2.3 1 3.31 1.3 2 2   1 1.3 2 1   1 2.3 2 1   1 3.2 2 1F M J F V O I S S U F T F P U F E Q Q C

V této tabulce periody vymezují trigramy, protože jsou čteny vodorovně v každé skupině, takže v první skupině máme 111 = F, 123 = M, 231 = J atd.

Poznámky

  1. ^ Delastelle, str. 101–3.
  2. ^ Odtud název trifid, což znamená „rozděleno do tří částí“ (Oxfordský anglický slovník).
  3. ^ Delastelle, str. 101: „Afin de pouvoir fragmenter les lettres en trois parties…“
  4. ^ Delastelle, str. 102: „Mais l'alphabet français ne contenant que vingt-six lettres…“
  5. ^ Vidět substituční šifra.
  6. ^ Gaines, str. 210.
  7. ^ Delastelle, str. 102: „Nous commençons par inscrire verticalement sous chaque lettre… “

Reference

  • Delastelle, Félix (1902). Traité Élémentaire de Cryptographie. Paříž: Gauthier-Villars.
  • Gaines, Helen (1939). Kryptanalýza: Studie šifer a jejich řešení. New York: Dover.