Caesar cipher

In cryptografie, een Caesar cijfer, ook bekend als Caesar cipher, de verschuiving cijfer, Caesar's code of Caesar shift, is een van de eenvoudigste en meest bekende encryptie technieken. Het is een soort van substitutie cipher waarbij elke letter in de platte tekst wordt vervangen door een brief een aantal vast aantal posities beneden het alfabet. Bijvoorbeeld, een linker verschuiving van 3, D worden vervangen door A, E B zou worden, enzovoort. De methode is genoemd naar Julius Caesar, die het in zijn privé-correspondentie gebruikt.

De versleutelingsstap uitgevoerd door een Caesar cipher vaak opgenomen als onderdeel van complexere stelsels, zoals vigenèrecijfer en nog moderne toepassing in de ROT13 systeem. Zoals met alle enkelvoudige alfabet substitutie cijfers, de Caesar cipher is gemakkelijk gebroken en in de moderne praktijk heeft in wezen geen communicatie beveiliging.

Voorbeeld

De transformatie kan worden vertegenwoordigd door het uitlijnen van twee alfabetten; het cijfer alfabet is de vlakte alfabet gedraaid naar links of rechts door een aantal posities. Bijvoorbeeld, hier is een Caesar cipher met een linker rotatie van de drie plaatsen, gelijk aan een verschuiving naar rechts van 23:

Bij het versleutelen van een persoon zoekt elke letter van het bericht in de "gewone" lijn en schrijft de bijbehorende brief in de "cipher" lijn. Ontcijfering gebeurt in omgekeerde, met een verschuiving naar rechts van de 3.

De codering kan ook worden weergegeven met behulp van modulaire rekenkunde door eerst transformeren van de letters in getallen, volgens het schema, A = 0, B = 1, ..., Z = 25. Encryptie van een brief door een verschuiving n kan worden mathematisch als,

Decodering wordt eveneens uitgevoerd,

De vervanging blijft hetzelfde gehele boodschap, zodat de code wordt geklasseerd als een soort monoalphabetic substitutie, in tegenstelling tot polyalphabetic substitutie.

Geschiedenis en gebruik

De Caesar cipher is genoemd naar Julius Caesar, die volgens Suetonius, die het met een verschuiving van drie tot berichten van militaire betekenis te beschermen. Terwijl Caesar was de eerste geregistreerde gebruik van deze regeling, zijn andere substitutie cijfers bekend te zijn eerder gebruikt.

Zijn neef, Augustus, ook gebruikt het cijfer, maar met een verschuiving naar rechts van de ene, en het duurde niet rond wikkelen naar het begin van het alfabet:

Er is bewijs dat Julius Caesar gebruikte meer ingewikkelde systemen zo goed, en een schrijver, Aulus Gellius, verwijst naar een verhandeling over zijn cijfers:

Het is onbekend hoe effectief de Caesar cipher was op het moment, maar het is waarschijnlijk zijn redelijk veilig zijn, niet in het minst omdat de meeste van Caesar's vijanden analfabeet zou zijn geweest en anderen zou hebben aangenomen dat de berichten in een onbekende vreemde taal zijn geschreven. Er is geen verslag op dat moment van technieken voor het oplossen van eenvoudige substitutie cijfers. De vroegste overlevende verslagen dateren uit de 9e eeuw werk van Al-Kindi in de Arabische wereld met de ontdekking van de frequentie-analyse.

Een Caesar cipher met een verschuiving van één wordt gebruikt op de rug van de mezuzah de namen van God coderen. Dit kan een overblijfsel van een eerdere tijd waarin Joden niet mochten mezoezot hebben. De letters van het cryptogram zelf bestaan ​​uit een religieus significant "goddelijke naam" die orthodoxe geloof houdt houdt de krachten van het kwaad in toom.

In de 19e eeuw, zou de sectie persoonlijke advertenties in kranten soms worden gebruikt om berichten versleuteld met behulp van eenvoudige cipher regelingen uit te wisselen. Kahn beschrijft voorbeelden van liefhebbers die betrokken zijn bij geheime communicatie gecodeerd met behulp van de Caesar cipher in The Times. Zelfs in 1915, Caesar cipher werd gebruikt: de Russische leger gebruikt als vervanging voor ingewikkeldere cijfers die waren bleek te moeilijk om hun troepen te beheersen zijn; Duitse en Oostenrijkse cryptanalysts had weinig moeite met het ontcijferen van hun berichten.

Caesar cijfers kan worden gevonden vandaag in kinderspeelgoed zoals geheime decoder ringen. Een Caesar verschuiving van dertien wordt ook uitgevoerd in de ROT13 algoritme, een eenvoudige methode verdoezelen text schaal vinden op Usenet en gebruikt om onbegrijpelijke, maar niet serieus gebruikt als coderingsmethode.

Een constructie van 2 roterende schijven met een Caesar cipher kan worden gebruikt voor het coderen of decoderen van de code.

De vigenèrecijfer maakt gebruik van een Caesar cipher met een andere verschuiving op elke positie in de tekst; de waarde van de verschuiving wordt gedefinieerd met een repeterende sleutelwoord. Als het sleutelwoord is, zolang het bericht, willekeurig gekozen, nooit bekend wordt aan iemand anders, en nooit hergebruikt, dit is de one-time pad cipher, bewezen onbreekbaar. De omstandigheden zijn zo moeilijk dat ze zijn, in de praktijk effect nooit bereikt. Sleutelwoorden korter dan de boodschap, invoering van een cyclisch patroon dat kan worden gedetecteerd met een statistisch geavanceerde versie van frequentieanalyse.

In april 2006 werd voortvluchtige maffiabaas Bernardo Provenzano gevangen in Sicilië deels omdat sommige van zijn boodschappen, geschreven in een variant van de Caesar cipher, waren gebroken. Provenzano cipher gebruikte nummers, zodat "A" worden geschreven als "4", "B" en "5", enzovoort.

In 2011 werd Rajib Karim veroordeeld in het Verenigd Koninkrijk van "strafbare feiten terrorisme 'na gebruik van de Caesar cipher te communiceren met Bangladesh islamitische activisten bespreken percelen op te blazen British Airways vliegtuigen of verstoren van hun IT-netwerken. Hoewel de partijen de toegang tot veel betere encryptie technieken hadden, kozen ze om hun eigen regeling te gebruiken, afwijzing van een meer geavanceerde code programma genaamd Mujhaddin Secrets ', omdat' Kaffers ', of niet-gelovigen, weten, dus het moet minder veilig zijn " . De animatieserie Gravity Falls maakt gebruik van de Caesar cipher als een van de drie verschillende cijfers tijdens de aftiteling van de eerste zes afleveringen.

Het breken van de cipher

De Caesar cipher kan gemakkelijk worden gebroken, zelfs in een alleen-cijfertekst scenario. Twee situaties kunnen worden beschouwd:

  • Een aanvaller weet dat een soort eenvoudige substitutie cipher werd gebruikt, maar niet specifiek dat het een Caesar regeling;
  • een aanvaller weet dat een Caesar cipher in gebruik is, maar kent niet de shift waarde.

In het eerste geval kan de code worden verbroken met dezelfde technieken als een algemene eenvoudige substitutie cipher, zoals frequentieanalyse of pattern woorden. Terwijl het oplossen, is het waarschijnlijk dat een aanvaller zal snel merken de regelmaat in de oplossing en afleiden dat een Caesar cijfer is de specifieke algoritme gebruikt.

In tweede instantie, het breken van de regeling nog eenvoudiger. Aangezien er slechts een beperkt aantal mogelijke verschuivingen, kunnen zij elk worden getest op zijn beurt in een brute force attack. Een manier om dit te doen is in een tabel met alle mogelijke verschuivingen uit te schrijven van een fragment van de versleutelde tekst - een techniek die ook wel bekend als "de voltooiing van de vlakte component". Het gegeven voorbeeld is de vercijferde "EXXEGOEXSRGI"; de plaintext is direct herkenbaar door het oog op een verschuiving van vier. Een andere wijze van het bekijken van deze methode is dat, onder elke letter van de cijfertekst, het gehele alfabet wordt uitgeschreven omgekeerd vanaf die brief. Deze aanval kan worden versneld met behulp van een set van strips voorbereid met het alfabet opgeschreven ze in omgekeerde volgorde. De stroken worden vervolgens uitgelijnd ciphertext langs een rij vormen, en het leesbare moet één van de andere rijen weergegeven.

Een andere brute kracht benadering is om de afstemming van de frequentie verdeling van de letters. Door de grafische frequentie van letters in de cijfertekst, en door te weten de verwachte verdeling van de brieven in de oorspronkelijke taal van het leesbare, kan een mens gemakkelijk ter de waarde van de verschuiving door te kijken naar de verplaatsing van de bijzonderheden van de grafiek. Dit staat bekend als de frequentie-analyse. Bijvoorbeeld in het Engels het leesbare frequenties van de letters E, T ,, en Q, Z bijzonder onderscheidend. Computers kunnen dit ook doen door te meten hoe goed de werkelijke frequentieverdeling overeenkomt met de verwachte verdeling; bijvoorbeeld kan de chi-kwadraat statistiek gebruikt.

Voor natuurlijke taal plaintext, er zal, naar alle waarschijnlijkheid, zijn slechts een plausibele decryptie, hoewel voor extreem korte plaintexts, meerdere kandidaten zijn mogelijk. Bijvoorbeeld, de cijfertekst MPQY zou aannemelijk, te decoderen om "aden" of "kennen"; evenzo "ALIIP" tot "poppen" of "wheel"; en "AFCCP" tot "vrolijke" of "moed".

Meerdere encryptie en coderingen bieden geen extra beveiliging. Dit is omdat twee coderingen van bijvoorbeeld shift A en B verschuiven, zal gelijk zijn aan een codering met shift A + B. In wiskundige termen is de codering onder verschillende toetsen vormt een groep.

(0)
(0)
Commentaren - 0
Geen commentaar

Voeg een reactie

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Tekens over: 3000
captcha