Mật Mã Hoán Vị Theo Cột
Gõ một từ khóa và một thông điệp, và công cụ ghi thông điệp thành các hàng dưới khóa, đánh số các cột theo thứ tự bảng chữ cái rồi đọc chúng ra — với mọi lưới được vẽ đầy đủ. Giải mã dựng lại lưới chỉ từ độ dài, có đệm hay không, và một khóa thứ hai cho bạn hoán vị kép.
Mỗi cột một chữ cái, đọc theo thứ tự bảng chữ cái của khóa; chữ lặp được đánh số từ trái sang phải. Chữ số cũng được (3142).
Giải mã với cùng các lựa chọn bạn đã dùng khi mã hóa — mọi ký tự được giữ ở đây đều là một phần của lưới.
Các lưới
Lưới 1: viết thông điệp theo hàng dưới ZEBRAS
| Z | E | B | R | A | S |
|---|---|---|---|---|---|
| Thứ tự 6 | Thứ tự 3 | Thứ tự 2 | Thứ tự 4 | Thứ tự 1 | Thứ tự 5 |
| W | E | A | R | E | D |
| I | S | C | O | V | E |
| R | E | D | F | L | E |
| E | A | T | O | N | C |
| E |
Đọc các cột theo thứ tự: EVLN · ACDT · ESEA · ROFO · DEEC · WIREE
Cách Sử Dụng Mật Mã Hoán Vị Theo Cột
- 1. Chọn chế độ và từ khóa. Mỗi ký tự của từ khóa đứng đầu một cột. Các cột được đánh số theo thứ tự bảng chữ cái của các chữ cái, chữ lặp được đánh số từ trái sang phải; chữ số cũng được.
- 2. Quyết định cách hàng cuối kết thúc. Để nó ngắn — các cột không đều — hoặc điền X để mọi cột có cùng độ dài. Người gửi và người nhận phải chọn giống nhau.
- 3. Chọn những gì được di chuyển. Mặc định chỉ chữ cái di chuyển, viết hoa, đó là cách cổ điển. Chọn dấu cách, dấu câu hoặc chữ thường để di chuyển chúng, và giải mã với cùng cài đặt.
- 4. Thêm khóa thứ hai để hoán vị kép, rồi sao chép kết quả — theo nhóm năm chữ nếu muốn. Phần làm bài hiển thị từng lưới với số thứ tự cột.
Mật Mã Hoán Vị Theo Cột Hoạt Động Như Thế Nào
Mật mã hoán vị giữ mọi chữ cái và chỉ thay đổi thứ tự của chúng. Trong hoán vị theo cột, bạn viết thông điệp thành các hàng rộng bằng từ khóa, rồi đọc theo từng cột — không phải từ trái sang phải, mà theo thứ tự bảng chữ cái của các chữ cái trong từ khóa.
Với ZEBRAS, các chữ cái theo thứ tự bảng chữ cái là A, B, E, R, S, Z, nên sáu cột được đọc theo thứ tự 6 3 2 4 1 5: cột A đọc trước. Thông điệp We are discovered. Flee at once. — 25 chữ cái — điền đầy bốn hàng và một chữ cái của hàng thứ năm:
Lưới cho từ khóa ZEBRAS
Z E B R A S 6 3 2 4 1 5 ----------- W E A R E D I S C O V E R E D F L E E A T O N C E
Đọc các cột theo thứ tự số cho ra EVLN, ACDT, ESEA, ROFO, DEEC và WIREE, được gửi dưới dạng EVLNA CDTES EAROF ODEEC WIREE — mẫu của công cụ. Điền hàng cuối bằng X thay vì thế cho ra EVLNX ACDTX ESEAX ROFOX DEECX WIREE, với năm chữ đệm mà người nhận phải gạch đi sau khi giải mã.
Giải mã: dựng lại lưới
Người nhận biết độ dài (25) và khóa (6 cột). Vì 25 = 4 × 6 + 1, có bốn hàng đầy đủ và dư một chữ cái, nên cột đầu tiên bên trái giữ năm chữ cái và các cột còn lại giữ bốn chữ cái. Điền các cột theo thứ tự số — EVLN dưới A, ACDT dưới B, và cứ thế, với WIREE dưới Z — rồi đọc ngang qua các hàng sẽ khôi phục thông điệp. Khi có đệm, mọi cột có cùng độ dài và phép tính còn đơn giản hơn nữa.
Hoán vị kép
Chạy kết quả qua một lưới thứ hai sẽ xáo trộn nó kỹ hơn nhiều. Viết EVLNACDTESEAROFODEECWIREE dưới STRIPE (thứ tự cột 5 6 4 2 3 1) rồi đọc ra cho CAEEN SOIAE DRLEF WEDRE EVTOC. Giải mã hoàn tác lưới thứ hai trước, rồi đến lưới thứ nhất. Khi bật đệm, công cụ này chỉ đệm lưới thứ nhất, nên lưới thứ hai luôn được hoàn tác chỉ từ độ dài.
Lịch Sử
Hoán vị là một ý tưởng cổ xưa — gậy scytale của người Sparta quấn một dải vật liệu viết quanh một thanh gỗ — và Cryptomenysis Patefacta (1685) của John Falconer đưa ra một trong những lời giải thích tiếng Anh sớm nhất về hoán vị theo cột có khóa, với các ký tự rỗng đệm cho hàng cuối. Trong Thế chiến thứ nhất, quân đội Đức dùng một hoán vị theo cột kép mà người Pháp gọi là Übchi; họ đọc nó đều đặn cho đến khi thành công của họ được đưa trên báo Le Matin, và quân Đức thay nó vào ngày 18 tháng 11 năm 1914. Trong Thế chiến thứ hai, hoán vị kép là một mật mã hiện trường của Ban Tác chiến Đặc biệt Anh (SOE), OSS của Mỹ, lực lượng kháng chiến Hà Lan và Maquis Pháp, và là một mật mã khẩn cấp của quân đội và hải quân Đức.
Mức Độ An Toàn Của Hoán Vị Theo Cột Ra Sao?
Một hoán vị đơn thì yếu. Tần suất chữ cái của nó chính là tần suất của tiếng Anh thông thường, điều này cho một nhà phân tích biết ngay rằng các chữ cái đã được di chuyển chứ không được thay thế, và nhà phân tích có thể đoán số cột, cắt bản mã thành các cột và trượt chúng cạnh nhau cho đến khi xuất hiện các từ — kỹ thuật đảo chữ (anagramming). Các cột không đều khiến việc đó khó hơn so với cột có đệm. Hoán vị kép được tin dùng trên thực địa đến tận những năm 1950, nhưng hai thông điệp cùng độ dài dưới cùng khóa có thể được đảo chữ cùng nhau, và năm 2013 George Lasry đã giải bằng máy tính một thử thách hoán vị kép mà tác giả của nó cho là không thể giải. Hãy dùng công cụ này để học cách hoán vị hoạt động, chứ không dùng để giữ bí mật.
Câu Hỏi Thường Gặp
- Mật mã hoán vị theo cột là gì?
- Một mật mã viết thông điệp thành các hàng dưới một từ khóa và đọc theo từng cột, theo thứ tự bảng chữ cái của các chữ cái trong từ khóa. Mọi chữ cái của thông điệp vẫn nằm trong bản mã; chỉ có thứ tự thay đổi. Người nhận, biết từ khóa, dựng lại lưới và đọc các hàng.
- Thứ tự cột được tính từ từ khóa thế nào?
- Đánh số các chữ cái của từ khóa theo thứ tự bảng chữ cái. ZEBRAS cho 6 3 2 4 1 5, vì A đứng đầu và Z đứng cuối. Khi một chữ cái lặp lại, các bản sao được đánh số từ trái sang phải, nên LETTER cho 3 1 5 6 2 4. Một khóa gồm chữ số, chẳng hạn 3142, được đọc theo thứ tự số.
- Tôi có nên đệm hàng cuối bằng X không?
- Cả hai đều được nếu hai bên đồng ý. Đệm làm mọi cột có cùng độ dài, dễ làm bằng tay hơn, nhưng các ký tự đệm phải được gỡ sau khi giải mã và chúng cho một nhà phân tích biết hình dạng của lưới. Để hàng cuối ngắn — các cột không đều — thì không có ký tự đệm và khó tấn công hơn.
- Làm thế nào để giải mã hoán vị theo cột khi không có khóa?
- Đoán số cột — khi có đệm, nó chia độ dài thông điệp — viết bản mã thành các cột có độ dài đó, rồi sắp lại các cột cho đến khi các hàng đọc thành từ. Các cặp chữ cái thường gặp như TH, HE và IN cho thấy các cột nào nằm cạnh nhau. Hoán vị kép làm thất bại cách này khi làm bằng tay, mặc dù máy tính vẫn có thể giải được.
- Hoán vị kép là gì?
- Hoán vị theo cột áp dụng hai lần, thường với hai từ khóa khác nhau. Đầu ra của lưới thứ nhất trở thành đầu vào của lưới thứ hai. Nó mạnh hơn nhiều so với một hoán vị — các mạng kháng chiến và điệp viên của SOE và OSS trong Thế chiến thứ hai đã dựa vào nó — nhưng không an toàn trước các cuộc tấn công bằng máy tính hiện đại.
- Sự khác nhau giữa hoán vị và thay thế là gì?
- Mật mã thay thế thay mỗi chữ cái bằng một chữ cái khác và giữ nguyên thứ tự; hoán vị giữ các chữ cái và thay đổi thứ tự. Đó là lý do hoán vị không làm thay đổi tần suất chữ cái của bản rõ. Trong lịch sử, hai loại này thường được kết hợp, chẳng hạn như mật mã ADFGVX của Thế chiến thứ nhất.