Szyfr autoklucza

Jak korzystać z narzędzia szyfr autoklucza

1. 1. Wybierz klucz wstępny. To krótkie słowo kluczowe, na przykład QUEENLY, które zaczyna klucz. Liczą się tylko jego litery.
2. 2. Wybierz, co dalej kontynuuje klucz. Klasyczny autoklucz używa tekstu jawnego; wersja z szyfrogramem jest podana dla podręczników, które z niej korzystają. Obie strony muszą wybrać to samo.
3. 3. Wpisz wiadomość i wybierz Szyfruj lub Odszyfruj. Spacje, cyfry i znaki interpunkcyjne przechodzą bez zmian i nie zużywają liter klucza.
4. 4. Obserwuj, jak buduje się klucz. Tabela pokazuje w jednym ciągu tekst jawny, klucz i szyfrogram, z zacienionym kluczem wstępnym; zaznacz literę w tabeli roboczej, aby zobaczyć ją w kwadracie.

Jak działa szyfr autoklucza

Szyfr autoklucza to szyfr Vigenère'a z jedną zmianą: klucz się nie powtarza. Nadawca i odbiorca uzgadniają krótki klucz wstępny, a kluczem jest ten klucz wstępny, po którym następuje sama wiadomość. Przy A = 0 do Z = 25 każda litera szyfrogramu to C = P + K (mod 26), dokładnie jak w szyfrze Vigenère'a, a odszyfrowanie odejmuje klucz: P = C − K.

Odszyfrowanie działa, bo klucz zawsze wyprzedza czytelnika. Klucz wstępny odszyfrowuje pierwsze litery; odzyskane litery jawne stają się kolejnymi literami klucza, które odszyfrowują następne, i tak aż do końca. Weźmy klucz wstępny QUEENLY i wiadomość ATTACKATDAWN:

Cała wiadomość staje się QNXEPVYTWTWP — ta sama odpowiedź, którą artykuł Wikipedii o szyfrze autoklucza podaje dla tego przykładu. Kluczem jest QUEENLY, po którym następuje ATTACKATDAWN; jego ósma litera, A, to pierwsza litera wiadomości. Narzędzie pokazuje tę linię klucza tuż pod tekstem, abyś widział, gdzie kończy się klucz wstępny, a gdzie zaczyna się wiadomość.

Krótka historia szyfru autoklucza

Pomysł, by pozwolić wiadomości samej tworzyć swój klucz, zwykle przypisuje się włoskiemu polihistorowi Girolamo Cardano w połowie XVI wieku. Jego wersja zaczynała klucz od nowa przy każdym słowie, przez co pierwsze słowo było dla odbiorcy równie trudne do odzyskania jak dla wrogiego kryptoanalityka — według historii kryptologii Davida Kahna The Codebreakers. W 1586 roku Blaise de Vigenère opisał w Traicté des chiffres czystszy schemat: pojedynczą literę startową, a potem klucz biegnący dalej przez całą wiadomość, bez restartu. Taki jest autoklucz, jak uczy się go dziś. Lepiej znany szyfr z powtarzanym słowem kluczowym, który nosi nazwisko Vigenère'a, to inny, wcześniejszy wynalazek Giovana Battisty Bellaso — w XIX wieku przypisano mu tę nazwę omyłkowo.

Jak łamie się szyfr autoklucza

Klucz bez powtórzeń obala ataki, które niszczą szyfr Vigenère'a. Badanie Kasiskiego szuka powtarzających się fragmentów odległych o długość klucza, a indeks zgodności szuka okresu; wiadomość zaszyfrowana autoklucza nie ma ani jednego, ani drugiego. Słabość tkwi jednak w tym, że klucz jest zbudowany ze zwykłego języka. Kryptoanalityk zgaduje częste słowo, na przykład THE, przesuwa je wzdłuż szyfrogramu i odejmuje; wszędzie tam, gdzie wynik jest czytelnym angielskim, ten fragment prawdopodobnie jest także kluczem i ujawnia więcej tekstu jawnego o długość klucza dalej. Każde trafne zgadnięcie zasila następne, więc wiadomość szybko się rozplątuje. Pierwsze litery, zaszyfrowane samym kluczem wstępnym, to zwykły krótkokluczowy szyfr Vigenère'a. Inną wadą jest propagacja błędów: jedna zła litera przy szyfrowaniu lub przepisywaniu psuje wszystkie litery po niej.

Najczęstsze pytania

Czym jest szyfr autoklucza?

Szyfr autoklucza to wieloalfabetowy szyfr podstawieniowy, w którym kluczem jest krótki klucz wstępny, a po nim sama wiadomość. Każdą literę szyfruje się regułą Vigenère'a, C = P + K (mod 26), więc klucz ma długość wiadomości i się nie powtarza.

Jak odszyfrować szyfr autoklucza?

Zapisz klucz wstępny, odejmij każdą literę klucza od odpowiadającej jej litery szyfrogramu, by otrzymać literę jawną, a potem dołącz tę literę do klucza i postępuj dalej. Gdy klucz wstępny się skończy, klucz to po prostu tekst jawny, który już odzyskałeś. Tę operację narzędzie wykona za Ciebie, gdy wybierzesz Odszyfruj.

Czym różni się autoklucz od szyfru Vigenère'a?

Vigenère powtarza słowo kluczowe przez całą wiadomość, a autoklucz używa słowa kluczowego raz, a potem kontynuuje z wiadomością. Usuwa to powtarzający się wzorzec, na którym opierają się badanie Kasiskiego i indeks zgodności, dlatego autoklucz opierał się tym atakom.

Czy szyfr autoklucza jest bezpieczny?

Nie. Ponieważ klucz składa się z tekstu jawnego, odgadnięte słowo ujawnia zarówno fragment wiadomości, jak i fragment klucza, a te fragmenty łączą się w łańcuch. Ręcznie łamie się go metodą przesuwania znanych słów, a oprogramowanie odzyskuje klucz wstępny z kilkuset liter.

Jak długi powinien być klucz wstępny?

Dowolnie długi, od jednej litery w górę. Oryginalny szyfr Vigenère'a używał pojedynczej litery, a przykład Amerykańskiego Stowarzyszenia Kryptogramów używa sześcioliterowego PRIMER. Dłuższy klucz wstępny ukrywa kilka początkowych liter więcej, ale nie zmienia podstawowej słabości: po kluczu wstępnym kluczem jest sam tekst jawny.

Czym jest autoklucz z szyfrogramem?

W wersji z szyfrogramem klucz biegnie dalej przez szyfrogram zamiast przez tekst jawny. Odszyfrowuje się go łatwiej, bo cały klucz widać w szyfrogramie, ale to oznacza, że każdy może go odczytać, więc daje to prawie nic ponad krótki klucz Vigenère'a. Obie strony muszą wybrać tę samą wersję.