Cifrul Vigenère

Vigenere Cifrul este un polyalphabetic cifru de substituție sistem , dar aceeași literă a simplu mesaj poate, în funcție de poziția sa în el, să fie înlocuite cu litere diferite, spre deosebire de un sistem de cifru mono - alfabetic , cum ar fi cifrul Caesar (care folosește totuși ca o componentă). Astfel, această metodă rezistă analizei de frecvență , ceea ce reprezintă un avantaj decisiv față de cifrele mono-alfabetice. Cu toate acestea, figura lui Vigenère a fost străpunsă de maiorul prusac Friedrich Kasiski care și-a publicat metoda în 1863. De atunci, nu mai oferă nicio siguranță.

El este numit în secolul al XIX - lea diplomat lea referindu -se la XVI - lea lea Blaise de Vigenere , care descrie (built-in de criptare mai complexe) , în lucrarea sa tratat despre cifrele publicate în 1586. Sunt deja făcută o metodă similară de criptare într - un scurt tratat de Giovan Battista Bellaso publicat în 1553.

Principiul criptării

Această criptare introduce noțiunea de cheie . O cheie este de obicei sub forma unui cuvânt sau a unei expresii. Pentru a putea cripta textul nostru, pentru fiecare caracter folosim o literă a cheii pentru a efectua substituirea. Evident, cu cât cheia este mai lungă și mai variată, cu atât textul va fi mai criptat. Trebuie să știți că a existat o perioadă în care pasaje întregi ale operelor literare au fost folosite pentru a cripta cele mai mari secrete. Cei doi corespondenți nu aveau decât să aibă în mâini o copie a aceleiași cărți pentru a asigura înțelegerea corectă a mesajelor.

Masa Vigenère

Instrumentul esențial de criptare Vigenère este „tabelul Vigenère”

Masa Vigenère.

Scrisoare clară

Scrisoare cheie

Litere criptate (la intersecția coloanei de litere simple și a liniei de litere a cheii )

Criptare

Pentru fiecare literă în clar, selectăm coloana corespunzătoare și pentru o literă a cheii selectăm rândul corespunzător, apoi la intersecția rândului și a coloanei găsim litera criptată. Litera cheii trebuie luată în ordinea în care apare și cheia se repetă într-o buclă, după cum este necesar.

Cheie: muzică Text: Îmi place să ascult radioul toată ziua

Texte en clair : j'adore ecouter la radio toute la journee Clé répétée : M USIQU EMUSIQU EM USIQU EMUSI QU EMUSIQU ^ ^^^ | ||Colonne O, ligne I : on obtient la lettre W. | |Colonne D, ligne S : on obtient la lettre V. | Colonne A, ligne U : on obtient la lettre U. Colonne J, ligne M : on obtient la lettre V.

Textul cifrat este apoi:

V'UVWHY IOIMBUL PM LSLYI XAOLM BU NAOJVUY.

Dacă vrem să descifrăm acest text, căutăm fiecare literă a cheii repetate la linia corespunzătoare și căutăm litera criptată. Prima literă a coloanei găsită în acest mod este litera descifrată.

Texte chiffré : V'UVWHY IOIMBUL PM LSLYI XAOLM BU NAOJVUY Clé répétée : M USIQU EMUSIQU EM USIQU EMUSI QU EMUSIQU ^ ^^^ | ||Ligne I, on cherche W : on trouve la colonne O. | |Ligne S, on cherche V : on trouve la colonne D. | Ligne U, on cherche U : on trouve la colonne A. Ligne M, on cherche V : on trouve la colonne J.

Principiul matematic

Matematic, identificăm literele alfabetului cu numerele de la 0 la 25 (A = 0, B = 1 ...). Operațiunile de criptare și decriptare sunt, pentru fiecare literă, cele ale cifrului Cezar . Prin desemnarea primei litere a textului clar prin Text [i], a cifrului prin Cifr [i] și a i- a literă a cheii, repetată de suficiente ori, de către Taste [i], este formalizată de:

Criptat [i] = (Text [i] + Taste [i]) modulo 26
Text [i] = (Criptat [i] - Taste [i]) modulo 26

unde x modulo 26 denotă restul împărțirii întregi a lui x la 26. Pentru criptare este suficient să se efectueze adunarea celor două litere, apoi să se scadă 26 dacă rezultatul depășește 26. Pentru decriptare este suficient să se efectueze scăderea și adăugați 26 dacă rezultatul este negativ. Decriptarea este, de asemenea, o operațiune identică cu cea de criptare pentru cheia obținută prin Cheia '[i] = 26 - Cheia [i]. Un disc care trebuie criptat (ro) , care folosește o reprezentare circulară a alfabetului (după Z avem A), permite ca această operație să fie efectuată direct.

Cifrul unui text suficient de lung format doar din A dă cheia (0 + x = x , adică A + Taste [i] = Taste [i]).

Criptanaliza

Dacă cunoaștem numărul de simboluri din cheie, devine posibil să procedăm prin analiza frecvenței pe fiecare dintre sub-texte determinate prin selectarea literelor mesajului clar la intervale de lungime a tastei (cât mai multe sub-texte decât lungimea a cheii). Acesta este binecunoscutul atac asupra cifrelor monoalfabetice.

Friedrich Kasiski a publicat în 1863 o metodă eficientă pentru determinarea dimensiunii cheii, testul Kasiski , prin identificarea repetării anumitor tipare în mesajul criptat. Charles Babbage era interesat de criptarea Vigenère în urmă cu zece ani. În anumite cazuri, el a descifrat mesajele criptate prin metoda Vigenère. Nu a publicat nimic despre acest subiect, dar notițele sale sunt disponibile. Nu se știe ce metodă a folosit, a reușit să exploateze punctele slabe în utilizarea criptării. Unii istorici cred că este posibil să fi descoperit metoda lui Kasiski, deși nu a lăsat nicio evidență scrisă despre aceasta.

Tehnicile statistice bazate pe indicele de coincidență , a descoperit XX - lea secol, încă se dovedesc mai eficiente pentru a sparge cifrul.

Variante

Cifrul Vigenère a fost reinventat de multe ori de-a lungul secolelor și au existat mai multe variante. Nu este necesar să utilizați un offset ca substituție alfabetică, orice permutare a literelor alfabetului este potrivită. Avantajul cifrului Cezar este că este determinat în totalitate de litera care oferă compensarea. Dar, înainte de Vigenère, Giovan Battista Bellaso propusese un astfel de sistem (preluat de fizicianul Giambattista della Porta care a fost inspirat de acesta fără a cita Beloso), unde fiecare dintre corespondenți are aceeași grilă care dă o serie de permutări ale alfabetului fiecare asociat cu una sau mai multe litere. Criptarea și decriptarea necesită grila și un cuvânt cheie. Literele cuvântului cheie sunt utilizate în același mod ca și pentru cifrul Vigenère, dar indică una dintre permutările grilei și nu un offset. A priori , cunoașterea numai a grilei nu permite descifrarea mesajului, deoarece este necesar cuvântul cheie. Cu toate acestea, criptarea este susceptibilă de aceleași atacuri ca și cele ale lui Vigenère.

Sistemul a cunoscut alte variante, cum ar fi cifrul Beaufort .

Există, de asemenea, posibilitatea de a utiliza mai multe chei de criptare. Într-adevăr, este posibil să criptați un mesaj prima dată cu o cheie, apoi să criptați din nou mesajul criptat cu o altă cheie. Deci, principiul matematic ar fi:

TexteChiffré1 = (TexteClair[i]+Clef1[i])mod(26) TexteChiffréFinal = (TexteChiffré1[i]+Clef2[i])mod(26)

Dacă înlocuim, avem:

TexteChiffréFinal = ((TexteClair[i]+Clef1[i])mod(26)+Clef2[i])mod(26)

Care este, de asemenea, egal cu:

TexteChiffréFinal = (TexteClair[i]+Clef1[i]+Clef2[i])mod(26)

Și dacă ne întrebăm:

ClefSomme = Clef1 + Clef2

Așa că ajungem cu:

TexteChiffréFinal = (TexteClair[i]+ClefSomme[i])mod(26)

Prin urmare, aceasta înseamnă criptarea mesajului nostru folosind o cheie KeySum, care este criptarea celor două chei diferite, Clef1 și Clef2, utilizate pentru a cripta mesajul de către Vigenère. Această metodă funcționează pentru două taste, dar și pentru un număr n de taste. Este suficient să găsiți cheia care este criptarea n cheilor una câte una de către Vigenère, apoi să criptați mesajul clar de Vigenère cu cheia creată. Această metodă este la fel de eficientă în descifrarea mesajului. Destinatarul trebuie doar să aștepte sosirea tuturor cheilor, să le cripteze una câte una de Vigenère, apoi să decripteze mesajul primit cu cheia nou proiectată.

Figura lui Vigenère în literatură

În romanul La Jangada , Jules Verne pune în scenă un complot care se învârte în jurul unei criptograme bazate pe cifrul Gronsfeld , o variantă a cifrului Vigenère.
Romanul Nigrida , de Mikhail W. Ramseier , un mesaj codificat în funcție de numărul Vigenère, ascuns în sine într-o problemă a călărețului lui Euler , permite descoperirea unei comori.
Romanul Lac , de Jean Echenoz , personajul principal decodifică un mesaj codificat în funcție de numărul Vigenère, reprodus în punctul „i” al unui prospect.

Figura lui Vigenère pe ecran

În filmul Benjamin Gates și tezaurul templier , un cod pe spatele declarației de independență este criptat conform codului Vigenère și face parte din puzzle-ul pentru a găsi tezaurul templier.
În seria de televiziune americană Sleepy Hollow , un manuscris care permite lupta împotriva călărețului fără cap este codificat în funcție de numărul Vigenère.
În seria de televiziune americană Souvenirs de Gravity Falls , criptogramele din creditele finale, din sezonul 2, pot fi decriptate folosind cifrul Vigenère.
În seria de televiziune Blindspot difuzată în 2016 pe TF1, în episodul 2 al sezonului 1 , figura lui Vigenère este folosită pentru a decoda numele pilotului de avion Gibson inscripționat pe corpul actriței Jaimie Alexander (Jane Doe), nume decodat din cheie corespunzătoare adresei apartamentului lui Chow din China Town din episodul 1.
În seria de televiziune Teen Wolf ( sezonul 4 , episodul 4 ), un cod este spart de Lydia Martin de trei ori.

Note și referințe

Note

Bauer însuși pare foarte precaut.
Cifra este descrisă în cartea lui David Kahn și de Kerckhoffs, care o atribuie Porta, în prima parte a articolului său.

Anexe

Bibliografie

[Bauer 2006] (ro) Friedrich L. Bauer , Secretele decriptate: metode și maxime ale criptologiei , New York, Springer,2006, A 4- a ed. ( ISBN 3-540-24502-2 ).
[Kahn 1973] (ro) David Kahn, The codebreakers , MacMillan,1973, cap. 5Pentru informații istorice în introducere.
[Kerckhoffs ianuarie 1883] Auguste Kerckhoffs, „ Criptografie militară ”, Revista de Științe Militare , vol. IX,Ianuarie 1883, p. 5–38 ( citiți online [PDF] )Acest articol, renumit și pentru enunțarea principiului Kerckhoffs , conține o analiză a criptării Vigenère și a atacului Kasiski.
[Kerckhoffs februarie 1883] Auguste Kerckhoffs, „ Criptografie militară ”, Journal of Military Sciences , vol. IX,Februarie 1883, p. 161–191 ( citește online )Acest articol, renumit și pentru enunțarea principiului Kerckhoffs , conține o analiză a criptării Vigenère și a atacului Kasiski.

Articole similare

linkuri externe

(fr) JavaScript și explicații despre Vigenère
(ro) Figura lui Vigenère
(ro) Criptanaliza Vigenère
(ro) Instrument Tcl pentru criptarea fișierului binar sau text
(ro) Exemplu rapid de utilizare a pătratului Vigenère
(ro) Traicté des figures, or Secret secrets of writing , de Blaise de Vigenère, ... - A. L'Angelier (Paris) - 1586
(ro) Vijner Encryption Tool, o aplicație open source bazată pe algoritmul Vigenère