Score:11

Ciphers คลาสสิกทั่วไป

ธง tl

เมื่อเรียนวิทยาการเข้ารหัสลับ สิ่งแรกที่นักเรียนทุกคนเรียนรู้คือรหัสลับทางประวัติศาสตร์ มีรหัสลับจำนวนมากเกินกว่าจะตั้งชื่อได้ทั้งหมด ดังนั้นคำถามของฉันคือ: อะไรคือรหัสลับคลาสสิกที่สำคัญที่สุด (นักเข้ารหัสทุกคนควรเคยได้ยิน)

Score:15
ธง cn

การเข้ารหัสอย่างที่เรารู้ในวันนี้มาจากยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาในแง่หนึ่งในแง่คณิตศาสตร์ -- วิทฟิลด์ ดิฟฟี

หากคุณดูข้อความเบื้องต้นเกี่ยวกับการเข้ารหัส คุณมักจะเห็นรหัส วิธีการ และเครื่องมือการเข้ารหัสแบบเดียวกันซึ่งครอบคลุมอยู่ในบทเกี่ยวกับการเข้ารหัสแบบคลาสสิก:

ไซเทลเป็นเครื่องมือในการดำเนินการแปลงรหัส

จัตุรัสโพลิเบียสสำหรับการแยกส่วนอักขระข้อความล้วน

รหัสซีซาร์, รหัสแทนรหัสที่สำคัญ

สมุดรหัสหนังสือสำหรับเก็บรหัสลับ

ตารางธาตุตารางสี่เหลี่ยมที่กำหนดรหัสตัวเลขหลายตัวอักษร

ประวัติการเปลี่ยนตัวของ เดลลา ปอร์ตา, การแทนที่แบบหลายเหลี่ยม

การทดแทนโฮโมโฟนิกจับคู่ตัวอักษรธรรมดากับตัวอักษรไซเฟอร์เท็กซ์มากกว่าหนึ่งตัว

Vigenère cipher, การแทนที่แบบโพลีอัลฟาเบติกชนิดหนึ่ง

Vigenère autokey cipherคำหลักจะใช้เพื่อสร้างคีย์สตรีมและข้อความธรรมดาดั้งเดิม

การขนย้ายคอลัมน์การเขียนข้อความในแถวและคอลัมน์เพื่อเปลี่ยนตำแหน่ง

แผ่นครั้งเดียวเทคนิคการเข้ารหัสและแบบจำลอง แป้นกดครั้งเดียวไม่ใช่รหัสตามมาตรฐานปัจจุบัน

รหัส Playfair, รหัสแทน digram

ยันต์ไบฟิดและไตรฟิด, bifid ใช้ Polybius สแควร์และการขนย้าย; Trifid ใช้การแยกส่วนและการขนย้าย

การเข้ารหัส ADFGX และ ADFGVX, ยันต์ที่เยอรมนีใช้ในสงครามโลกครั้งที่ 1 ADFGVX ใช้ Polybius Square สำหรับการแยกส่วน การย้ายแนวคอลัมน์ และการสลับตำแหน่งตามตัวอักษร

รหัสลับ, เลขรหัสแทนอักษรเดี่ยว

รหัส VIC, การเข้ารหัสที่ซับซ้อนโดยใช้ตัวสร้าง Fibonacci ที่ล้าหลัง, การย้ายตำแหน่งแบบเรียงเป็นแนว, กระดานหมากรุกคร่อม และการเพิ่มลูกโซ่ mod 10 ทั้งหมดสร้างจากข้อมูลที่จดจำ

รหัสฮิลล์ซึ่งเปิดมิติใหม่ ของการเข้ารหัสแบบแทนที่หลายภาพตามพีชคณิต

สิ่งที่น่าจะครอบคลุมในหนังสือเรียนเบื้องต้น:

Caesar cipher- การแทนที่ตัวอักษรเดี่ยว
Vigenère cipher- การแทนที่หลายตัวอักษร
Affine cipher
แผ่นครั้งเดียว
รหัสฮิลล์

สิ่งที่ไม่น่าจะครอบคลุม:

กระดานหมากรุกคร่อม (เศษส่วน)
รหัส VIC
การแทนที่คำพ้องเสียงด้วยสัญลักษณ์ที่ผิดปกติ
รหัสโบฟอร์ต
รหัส Nihilist
รหัสบีล

ที่สำคัญ Whitfield Diffie ชี้ให้เห็นว่าความก้าวหน้าที่สำคัญในการเข้ารหัสเกิดขึ้นในช่วงยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาโดย เลออน บัตติสตา อัลแบร์ติ (1404 â 1472): ความแตกต่างระหว่างคีย์เข้ารหัสและระบบเข้ารหัส (1) ก่อนยุคฟื้นฟูศิลปวิทยา การแยกแยะนี้ทำได้ยากเพราะระบบต่างๆ เรียบง่ายมาก ตัวอย่างเช่น ในการใช้สมุดรหัส ค่าใช้จ่ายทั้งหมดจะถูกใส่ลงในสมุดรหัส ซึ่งเป็นส่วนลับ ไม่ใช่ในระบบการค้นหาข้อความธรรมดาและการเขียนข้อความรหัส นวัตกรรมยุคเรอเนซองส์เป็นวิธีการที่ต่อต้านการเข้ารหัสโดยการเปลี่ยนค่าใช้จ่ายไปยังส่วนสาธารณะซึ่งเป็นระบบ ทำให้ส่วนที่เป็นความลับมีราคาถูก (2) ในฐานะนักเรียนที่กระตือรือร้นเกี่ยวกับประวัติศาสตร์ของการเข้ารหัส Diffie เชื่อมโยงความก้าวหน้าในยุคแรก ๆ ของการเข้ารหัสแบบคลาสสิกกับความก้าวหน้าอย่างหนึ่งของเขาเอง นี่เป็นสิ่งที่ดีสำหรับนักเข้ารหัสที่จะเข้าใจ


แก้ไข:

เป็นอีกวิธีหนึ่งในการตอบคำถาม ฉันได้ดูตำราระดับมหาวิทยาลัยเบื้องต้นหลายเล่มเพื่อดูว่าหัวข้อใดครอบคลุมถึงวิทยาการเข้ารหัสแบบคลาสสิก โมโนอัลฟาเบติก และ หลายตัวอักษร อ้างถึงการสนทนาทั่วไป:

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่


  1. การมีส่วนร่วมดั้งเดิมของ Alberti ในการเข้ารหัสสามารถพบได้ใน 'On Writing in Ciphers' ในบทที่ 13-23 ไลโอเนล มาร์ชกล่าวถึงประเด็นเหล่านี้ใน “The Mathematical Works of Leon Battista Albertiâ, Spinger, 2010”

  2. Whitfield Diffie, ความปลอดภัยของข้อมูล—ก่อนและหลังการเข้ารหัสคีย์สาธารณะ, YouTube, วิดีโอ 1BJuuUxCaaY

Titanlord avatar
tl flag
ขอบคุณมากสำหรับคำตอบของคุณ! แต่ทำไมคุณไม่รวม Enigma ไว้ในรายการของคุณ?
Patriot avatar
cn flag
@Titanlord เป็นคำถามที่ดีมาก! เครื่องโรเตอร์ระบบเครื่องกลไฟฟ้าและแม้แต่อุปกรณ์โรเตอร์แบบไม่ใช้ไฟฟ้า เช่น M-209 ก็ไม่คิดว่าเป็นของการเข้ารหัสแบบคลาสสิก เครื่องอีนิกมามีค่าเท่ากับ IV และเครื่องอีนิกมาของกองทัพ/กองทัพอากาศเยอรมันแบบสามใบพัดมีการตั้งค่าประมาณ $2^{67}$ จุดแข็งนั้นอยู่เหนือระบบรหัสแบบคลาสสิกใดๆ (ยกเว้น OTP) ที่สามารถรวบรวมได้
cn flag
การเข้ารหัสแบบคลาสสิกมักถูกมองว่าเหมือนกับ *สามารถทำได้ด้วยปากกาและกระดาษ* เครื่องโรเตอร์เป็นหมวดหมู่แยกต่างหาก โดยที่ Enigma เป็นเพียงเครื่องที่มีชื่อเสียงที่สุด แต่ไม่ใช่เครื่องเดียว
Daniel Bragg avatar
cn flag
นั่นเป็นตารางที่ยอดเยี่ยมที่คุณให้ไว้ โดยสรุปผู้เขียนที่คุณต้องการทำความคุ้นเคยเพื่อศึกษาเทคนิคเหล่านั้น คุณสามารถจัดเตรียมบรรณานุกรมของผู้แต่งเหล่านั้นได้หรือไม่? ตัวอย่างเช่น ฉันตัดสินใจว่าอยากจะอ่านผลงานของ Schneier (Applied Cryptography - Amazon), Baumslag (A Course in Mathematical Cryptography? - Amazon) และ Vaudenay (?)
Patriot avatar
cn flag
@Daniel Bragg ใช่ เมื่อฉันมีเวลา ฉันจะทำอย่างนั้น
Score:5
ธง ng

เป็นที่ถกเถียงกันว่ารหัสลับในอดีตเป็นความรู้ที่จำเป็นในการทำความเข้าใจว่าการเข้ารหัสสมัยใหม่ทำงานอย่างไร ในการนี้ประวัติศาสตร์ หลักการของเคิร์กฮอฟฟ์ (โดยเฉพาะข้อที่สอง: กุญแจจะต้องเป็นความลับเท่านั้น) IMHO จำเป็นกว่ามาก

ในทางกลับกัน รหัสลับในประวัติศาสตร์และหลุมพรางของมันมีประโยชน์ในการทำความเข้าใจว่าเป็นอย่างไร โจมตี การเข้ารหัสใช้งานได้และการเข้ารหัสไม่ควรเป็นอย่างไร

รายการสั้น ๆ ของรหัสประวัติศาสตร์ทั่วไปและน่าสนใจ:

  • รหัสลับของซีซาร์ซึ่งคำอธิบายที่ทันสมัยสามารถ: สัญลักษณ์เป็นของ กลุ่มที่แน่นอน, คีย์เป็นสัญลักษณ์, การเข้ารหัสคือการเพิ่มคีย์ในกลุ่ม, การถอดรหัสจะย้อนกลับโดยการเพิ่มคีย์ตรงข้ามในกลุ่ม สูตรนี้ครอบคลุมการบวกแบบแยกส่วน (รหัสทั่วไปของ Caesar), ROT13 และ XOR ด้วยคีย์
  • เดอะ เข้ารหัสลับ: สัญลักษณ์เป็นของขอบเขต แหวน, กุญแจคือสองสัญลักษณ์ $a$, $ข$ กับ $a$ กลับด้านในวงแหวน การเข้ารหัสคือ $x\mapsto a\cdot x+b$ ในวงแหวน สูตรนี้ครอบคลุมวงแหวน $\mathbb Z_{26}$ (รหัสเลียนแบบปกติที่สุด) และ (เพิ่มการจัดกลุ่มสัญลักษณ์) รหัสฮิลล์.
  • การแทนที่ตัวอักษรเดี่ยวโดยที่คีย์คือ a คัดค้าน ของชุดสัญลักษณ์ (ข้างต้นเป็นกรณีพิเศษของการแทนที่ตัวอักษรเดี่ยว)
  • การเข้ารหัสของ Vigenèreซึ่งขยายรหัสของ Caesar โดยใช้กุญแจที่เปลี่ยนตามวัฏจักรหลักการขยายนั้นใช้ได้กับทุกข้อด้านบน (แม้ว่าผลลัพธ์จะไม่เรียกว่ารหัสของ Vigenère)
ar flag
ที่เกี่ยวข้อง: [มีการใช้รหัส affine ในทางปฏิบัติจริงหรือไม่](https://crypto.stackexchange.com/questions/43399/have-affine-ciphers-actually-been-used-in-practice)
Score:2
ธง cn

ฉันไม่สามารถขยายความกว้างของคำตอบอื่น ๆ ได้ แต่ฉันต้องการเน้นที่ข้อใดข้อหนึ่งโดยเฉพาะ โดดเด่นกว่าที่อื่นเนื่องจากเป็นรหัส 'คลาสสิก' แต่ยังคงใช้งานอยู่ และกำลังขยายการใช้งาน

เดอะ แผ่นครั้งเดียว มีการใช้งานอย่างต่อเนื่องมากว่าร้อยปี และจากจุดแข็งสู่จุดแข็ง เป็นส่วนขยายตรรกะของ เวอร์นัม cipher แต่อาจถูกประดิษฐ์ขึ้นเมื่อ 35 ปีก่อนโดยนายธนาคาร Sacramento ชื่อ Frank Miller (ดู Frank Miller: ผู้ประดิษฐ์ One-Time Pad).

อย่างไรก็ตาม มีหลายสิ่งที่ต้องเรียนรู้จากปัญหาการสร้างคีย์ การจัดการ และการใช้คีย์ซ้ำ และแนวคิดของเอนโทรปีและการวัดของมัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาจำนวนของ คำถาม ในไซต์นี้ที่เข้าใจผิดหรือพยายามปรับปรุง

นอกจากนี้ยังมีการดำเนินการอย่างต่อเนื่อง วิจัย และการลงทุนทั่วโลกในการแก้ปัญหาการกระจายสินค้าที่สำคัญในรูปแบบ เครือข่ายการกระจายคีย์ควอนตัม. บางส่วนในขณะนี้ เรียกร้อง เพื่อให้บรรลุ ~ 1 Gbit/s ของวัสดุหลักที่ร่อนในระยะทางเกิน 20,000 กม.! ทั้งหมดสำหรับรหัสอายุกว่าร้อยปี

โพสต์คำตอบ

คนส่วนใหญ่ไม่เข้าใจว่าการถามคำถามมากมายจะปลดล็อกการเรียนรู้และปรับปรุงความสัมพันธ์ระหว่างบุคคล ตัวอย่างเช่น ในการศึกษาของ Alison แม้ว่าผู้คนจะจำได้อย่างแม่นยำว่ามีคำถามกี่ข้อที่ถูกถามในการสนทนา แต่พวกเขาไม่เข้าใจความเชื่อมโยงระหว่างคำถามและความชอบ จากการศึกษาทั้ง 4 เรื่องที่ผู้เข้าร่วมมีส่วนร่วมในการสนทนาด้วยตนเองหรืออ่านบันทึกการสนทนาของผู้อื่น ผู้คนมักไม่ตระหนักว่าการถามคำถามจะมีอิทธิพลหรือมีอิทธิพลต่อระดับมิตรภาพระหว่างผู้สนทนา