رمز ویژنر: تفاوت میان نسخه‌ها

محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده

درخط

نسخهٔ ‏۷ آوریل ۲۰۱۳، ساعت ۱۷:۳۰

رمز ویجنر یک روش رمزنگاری متن الفبایی است که با استفاده از یک سری از رمز‌های سزار یک کلید انتخابی جهت رمزنگاری استفاده می‌شود.

این روش در اصل توسط Giovan Battista Bellaso در سال 1553 در کتابش شرح داده شده است. با این حال، این طرح در قرن 19 میلادی به اشتباه به Blaise de Vigenère نسبت داده شده‌است، و در حال حاضر به طور گسترده ای به عنوان "رمزنگاری ویجنر(Vigenère)" شناخته شده است.

این نوع رمزنگاری، رمزنگاری است که به خوبی شناخته شده است چرا که در حالی که آن را آسان می‌توان درک و پیاده سازی کرد، برای اغلب مبتدیان به نظر نشکن می‌رسد،.

تعریف

جدول ویجنر

هر حرف از حروف الفبا در رمزنگاری سزار، در امتداد برخی از تعدادی از مکان انتقال یافته است، برای مثال، در رمزنگاری سزار از "سه خانه به چپ" استفاده می‌شود، E می تواند تبدیل به B شود و به همین ترتیب ادامه پیدا کند.رمزنگاری Vigenère متشکل از رمز سزار مختلفی است که در دنباله با ارزش های مختلف تغییر می یابد.

برای رمز‌کردن می‌توان از یک جدول حروف استفاده کرد، این جدول شامل حروف الفبا است. هر حرف الفبا در 26 ردیف مختلف نوشته شده است، هر یک از حروف الفبا به صورت انتقال دوره‌ای، نسبت به حروف الفبای قبلی مقایسه می‌شود. در نقاط مختلف در فرایند رمزنگاری، رمز را با استفاده از حروف الفبای مختلف متعلق به یکی از ردیف‌ها است. الفبای مورد استفاده در هر نقطه بستگی به انتخاب کلید واژه دارد.

به عنوان مثال فرض کنیم می خواهیم کلمه ATTACKATDAWN را با این روش کد کنیم. درابتدا یک کلید انتخاب می کنیم فرض کنید کلید LEMON باشد. اگر چه 26 ردیف کلید وجود دارد چون حروف مختلف به عنوان حرف‌های منحصر به فرد در رشته اصلی استفاده می‌شود، در اینجا فقط 5 کلید، {L، E، M، O، N} وجود دارد. برای گرفتن حرف‌های پی‌در‌پی از رشته اصلی، و نوشتن هر حرف پیام با استفاده از ردیف‌های کلیدی مربوط به آن است. حرف بعدی از کلید را انتخاب کنید، که در امتداد ردیف ستون که منطبق بر کاراکتر پیام برای پیدا کردن متن اصلی است.

متن اصلی:	`ATTACKATDAWN`
کلید:	`LEMONLEMONLE`
متن رمز شده:	`LXFOPVEFRNHR`

تعریف جبری

رمز ویجنر را همچنین می‌توان جبری تحلیل کرد. اگر برای هر حرف A تا Z اعداد 0 تا 25 درنظرگرفته‌شود، علاوه بر این باقی‌مانده‌ مجموع‌شان بر 26 نیز مجاسبه می‌شود، سپس Vigenère رمزگذاری شده $E$ با استفاده از کلید $K$ را می‌توان به صورت زیر نوشت،

C_{i}=E_{K}(M_{i})=(M_{i}+K_{i})\mod {26}

و $D$ رمز‌گشایی می‌شود با استفاده از کلید $K$ ،

M_{i}=D_{K}(C_{i})=(C_{i}-K_{i})\mod {26}

در حالیکه $M=M_{0}\dots M_{n}$ پیغام هستند, $C=C_{0}\dots C_{n}$ و متن رمز‌شده هستند $K=K_{0}\dots K_{m}$ کلید استفاده‌شده است.

در نتیجه با استفاده از مثال قبلی، به رمز در آوردن $A{\widehat {=}}0$ با کلید‌حرف $L{\widehat {=}}11$ که نتیجه محاسبه می‌شود $11{\widehat {=}}L$ .

11=(0+11)\mod {26}

تحلیل

ایده پشت رمزنگاری ویجنر، مانند تمام رمزهای چند‌الفبایی است، یعنی برای پنهان کردن [[فرکانس|فرکانس‌[[]]]]های متنی حروف، با یک برنامه سرراست از تحلیل فرکانس را مداخله دارد.به عنوان مثال، اگر P شایع‌ترین حرف در یک متن رمزی باشد که متن به زبان انگلیسی است، ممکن است که P مربوط به E باشد،گمان به E است چون رایج‌ترن حرف در زبان انگلیسی است. با این حال، با استفاده از رمزنگاری ویجنر، E می‌تواند عنوان حرف دیگری در پیام رمز‌شده باشد، در نتیجه تحلیلی است که شکست تجزیه و تحلیل فرکانس ساده را نشان می‌دهد.

ضعف اصلی رمزنگاری ویجنر، طبیعت تکرار کلید آن است. اگر رمز‌شناس به درستی طول کلید را حدس بزند ،و سپس متن رمزنگاری را می توان به عنوان رمز سزار در‌هم‌آمیخته تلقی کرد، که به صورت جداگانه می‌توان به راحتی شکسته شود.

منابع

Vigenère cipher