Ar pakeitimo šifras, kurio raktas lygus 4, pakeis raidę d raide h šifruotame tekste?

/ / paskelbta Kibernetinė sauga, EITC/IS/CCF klasikinės kriptografijos pagrindai, Kriptografijos istorija, Moduliniai aritmetiniai ir istoriniai šifrai

Norint išspręsti klausimą, ar pakeitimo šifras, kurio raktas lygus 4, šifruotame tekste pakeičia raidę d raide h, būtina atsižvelgti į poslinkio šifro, dar vadinamo Cezario šifru, mechaniką. Ši klasikinė šifravimo technika yra vienas iš paprasčiausių ir žinomiausių pranešimų kodavimo būdų. Jis veikia pagal principą, kai kiekviena paprastojo teksto raidė perkeliama fiksuotu abėcėlės pozicijų skaičiumi.

Poslinkio šifrą galima matematiškai apibūdinti naudojant modulinę aritmetiką, kuri yra sveikųjų skaičių aritmetikos sistema, kurioje skaičiai apvyniojami pasiekę tam tikrą reikšmę, vadinamą moduliu. Cezario šifras specialiai naudoja modulį 26, atitinkantį 26 anglų abėcėlės raides.

Shift šifro matematinis vaizdavimas

Cezario šifro kontekste kiekviena paprastojo teksto raidė perkeliama pagal pagrindinę reikšmę k. Jei raidės vietą abėcėlėje pažymėsime P (kur A = 0, B = 1, ..., Z = 25), šifravimo procesas gali būti pavaizduotas taip:

    \[ C = (P + k) \mod 26 \]

Čia C reiškia raidės vietą šifruotame tekste, P yra raidės padėtis paprastame tekste ir k yra raktas.

Pavyzdys su 4 klavišu

Duotas raktas k = 4, nustatykime, kas atsitiks su raide „d“, kai ji užšifruojama. Pirmiausia konvertuojame „d“ į atitinkamą padėtį abėcėlėje. Nulinio indeksavimo naudojimas:

    \[ d = 3 \]

Taikant poslinkio šifro formulę:

    \[ C = (3 + 4) \mod 26 \]

    \[ C = 7 \]

7 padėtis abėcėlėje atitinka raidę „h“. Taigi, kai raidė „d“ užšifruojama naudojant „shift“ šifrą, kurio raktas yra 4, šifruotame tekste ji tampa „h“.

Patvirtinimas su kitomis raidėmis

Norėdami išsamiau paaiškinti procesą ir užtikrinti supratimą, panagrinėkime dar kelis pavyzdžius:

1. „a“ šifravimas raktu 4:

    \[ a = 0 \]

    \[ C = (0 + 4) \mod 26 \]

    \[ C = 4 \]

    \[ 4 \ dešinėn rodyklė e \]

2. „z“ šifravimas raktu 4:

    \[ z = 25 \]

    \[ C = (25 + 4) \mod 26 \]

    \[ C = 29 \mod 26 \]

    \[ C = 3 \]

    \[ 3 \rodyklė dešinėn d \]

Iššifravimo procesas

Pakeitimo šifro iššifravimo procesas yra atvirkštinė šifravimo operacija. Tai apima raidžių perkėlimą šifruotame tekste atgal ta pačia rakto verte. Matematiškai jis gali būti pavaizduotas taip:

    \[ P = (C - k) \mod 26 \]

Naudojant ankstesnį pavyzdį, norėdami iššifruoti „h“ atgal į „d“ naudodami raktą 4:

    \[ C = 7 \]

    \[ P = (7–4) \mod 26 \]

    \[ P = 3 \]

    \[ 3 \rodyklė dešinėn d \]

Istorinis kontekstas

Cezario šifras pavadintas Juliaus Cezario vardu, kuris, kaip žinoma, naudojo jį savo kariniams ryšiams apsaugoti. Nors tai yra pagrindinis šifras tiriant kriptografiją, dėl jo paprastumo jis taip pat labai pažeidžiamas kriptografijos analizei. Šiuolaikinės kriptografijos technologijos labai išsivystė iš šių ankstyvųjų metodų, apimančių sudėtingus algoritmus ir aukštesnį saugumo lygį.

Praktinės pasekmės ir saugumas

Šiuolaikinio kibernetinio saugumo srityje pakeitimo šifras pirmiausia naudojamas švietimo tikslais, iliustruodamas pagrindinius šifravimo ir modulinės aritmetikos principus. Dėl savo paprastumo jis netinkamas apsaugoti jautrią informaciją realiose programose dėl pažeidžiamumo dėl dažnio analizės atakų ir brutalios jėgos metodų. Tačiau pakeitimo šifro supratimas sudaro pagrindą suvokti pažangesnes kriptografines koncepcijas ir algoritmus.

Pakeitimo šifras su klavišu 4 iš tikrųjų gali pakeisti raidę „d“ raide „h“ šifravimo tekste. Ši transformacija pasiekiama taikant modulinę aritmetiką, pakeičiant „d“ padėtį 4 abėcėlės vietomis. Pakeitimo šifras, nors ir istoriškai reikšmingas, parodo pradinius kriptografijos vystymosi etapus ir pabrėžia patikimų šifravimo metodų svarbą saugant informaciją.

Kiti naujausi klausimai ir atsakymai apie EITC/IS/CCF klasikinės kriptografijos pagrindai:

Peržiūrėkite daugiau klausimų ir atsakymų EITC/IS/CCF klasikinės kriptografijos pagrinduose

Daugiau klausimų ir atsakymų:

Tagged pagal: , , , , ,