著者 | PlatON 技術準備グループ Silas
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暗号学は、情報を暗号化し、処理して送信し、暗号化された情報を分析する学問です。 RSAに代表される公開鍵暗号方式の登場により、暗号技術の開発過程は古典暗号技術と現代暗号技術の2つに分けられます。古典的な暗号化は「置換法」と「置換法」に基づいており、主に軍事および諜報分野で使用されていますが、現代の暗号化は数学、コンピュータ、通信科学に基づいており、情報の暗号化に加えて、デジタル署名、データの完全性が保証されます。 、本人認証なども現代の暗号の研究テーマです。
そしてそして最新の暗号化主な違いはコンピュータの使用にあり、一般に、古典的な暗号化は文字に基づいていますが、現代の暗号化はバイナリ ビットに基づいています。
暗号化の概念は、Web サイトへのログインや銀行口座の使用に通常使用される「パスワード」とは異なります。認証用のこれらの「パスワード」、より正確にはパスワードとして翻訳されるものは、現代の暗号化の多くの応用例の 1 つです。
一般に、古典的な暗号には主に置換と順列という 2 つのカテゴリが含まれます。
置換法は、元の情報の文字の順序を一定の規則に従って変更する方法であり、置換法は、元の情報の文字を一定の規則に従って別の文字に置き換える方法です。順列法や置換法は安全性が低く、古代アラブの学者は暗号化された情報を解読する科学――暗号解析を創設し、周波数分析という手法で置換暗号法を解読した。
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置換パスワードは、平文内の文字を他の文字に置き換えることです。置換変換、暗号化プロセス全体で各文字が同じテーブルに置き換えられる場合、単一テーブル置換暗号同様に、暗号化プロセス全体で各文字が異なるテーブルに置き換えられる場合、多表置換暗号最初のレベルのタイトル
シーザー暗号
シーザー暗号 (Caesar cipher) は、平文内のすべての文字をアルファベットの後方 (または前方) の固定数のオフセットで置き換えた後、暗号文に置き換えます。たとえば、オフセットが 3 の場合、すべての文字 A は D に置き換えられ、B は E になります。平文の Hello World の暗号化プロセスは次のとおりです。
オフセットを 3 とります
Hの下3桁をKとして計算します。
等々
暗号文は次のとおりです: Khoor Zruog
同様に、復号化プロセスは次のようになります。
K の最初の 3 桁を H として計算します
等々
プレーンテキストは次のとおりです: Hello World
最初のレベルのタイトル
ベーコン暗号
ベーコンの暗号が暗号化されると、平文の各文字は 5 つの英語文字のセットに変換されます。その変換は次の表に応じて異なります。
上表によれば、平文helloの暗号文はAABBBBAABAAABABBABABBBABBBAとなり、暗号文の長さは平文の5倍であることがわかります。小文字の平文を暗号化するために使用される上記のテーブルに加えて、大文字の平文を暗号化するために使用されるテーブルもあります。
最初のレベルのタイトル
バージニアコード
バージニア暗号は、一連のシーザー暗号を使用して暗号アルファベットを形成する暗号化アルゴリズムです。
このテーブルは 26 行のアルファベットで構成されており、各行は前の行から 1 ビットずつ左にシフトされています。行は平文行、列はキー列、暗号文はテーブル内にあります。平文HELLOWORLDの暗号化結果は以下の通りです。
SECRET などのキーワードをキーとして選択します
平文の最初の文字 H はキーの最初の文字 S に対応するため、表の S 行のアルファベットを使用して暗号化して、暗号文の最初の文字 Z を取得します。
同様に、キーの長さが平文の長さより短い場合は、キーの最初の文字に移動してループを続け、最終的に暗号文 ZINCSPGVNU を取得します。
同様に、復号化プロセスは次のようになります。
鍵の最初の文字 S に対応する S 行のアルファベットによると、暗号文の最初の文字 Z は H 列にあることがわかり、平文の最初の文字は H になります。
等々
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交換
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フェンスのパスワード
フェンス暗号とも呼ばれるレールフェンス暗号は、暗号化する平文を n 個のグループに分割し、各グループの最初の単語を接続し、次に各グループの 2 番目の単語を接続することにより、不規則な文が形成されます。 。平文の Hello World の暗号化プロセスは次のとおりです。
スペースを削除します: HelloWorld
5人グループ：Hello, World
各グループの最初の文字を取り出します: HW
各グループの 2 番目の文字を取り出します: eo
等々
一緒にリンク: HWeolrllod
適切なスペースを追加します: HWeol rllod
同様に、復号化プロセスは次のようになります。
スペースを削除: HWeolrllod
5 つの列に分割: HW、eo、lr、ll、od
各列の最初の文字を取り出します: こんにちは
等々
相互リンク: HelloWorld
適切なスペースを追加します: Hello World
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他の
質屋のパスワード
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豚小屋のパスワード
フリーメーソン暗号としても知られるピッグペン暗号は、格子に基づく単純な置換暗号です。以下の図は、豚小屋暗号で使用される記号と 26 個の英語文字の対応を示しています。
平文X MARKS THE SPOTの暗号化結果は以下の通りです。
1000 年以上にわたり、古典的な暗号は順列と置換の手法に基づいて進化し続けてきました。バージニア暗号に代表される複数アルファベット置換暗号方式は、複数の異なる置換暗号テーブルを順番に使用して、平文の文字を順番に暗号化します。第二次世界大戦中にドイツ軍が使用した「エニグマ」は、複雑な多表置換暗号の原理に基づく機械式暗号機でしたが、最終的には独自の暗号アルゴリズムの欠陥により、「エニグマ」によって克服されました。チューリングが設計した「爆弾」。
ヒュー・ホワイトモアの戯曲『ブレイキング・ザ・コード』は、第二次世界大戦中に英国のエニグマ暗号解読に貢献したアラン・チューリングの人生を描いた作品です。
英国のベストセラー作家ロバート・ハリスによる 1996 年の小説「エニグマ」は、エニグマを解読したブレッチリー パークの暗号学者の物語です。 2001年、この小説は『エニグマ』として映画化された。
ジョナサン・モストウによる 2000 年の映画 U-571 は、エニグマのマシンを捕獲するためにドイツの潜水艦を乗っ取るアメリカの潜水艦乗組員のグループについての物語です。映画に登場するエニグママシンは、コレクターの手に渡った本物です。この映画のプロットは厳密に歴史的展開に従っているわけではありません. 1941 年に英国海軍がドイツの潜水艦 U-110 を破り、ドイツ海軍の暗号機を初めて入手しました. それは映画の狩猟 U- の現実版でもあります. 571. Uボートが着陸前に拿捕された。
2014年に公開された映画「イミテーション・ゲーム」は、アラン・チューリングをはじめとする英国の数学者や論理学者が軍のエニグマ暗号機の解読を支援する物語を描いている。
2019 年、NetEase は非対称アンチ サスペンス モバイル ゲーム「第五人格」を開始しました。生存者は 5 つの暗号機を解読してゲートの電源を入れ、コードを入力して脱出する必要があります。解読する必要がある 5 つの暗号機はエニグマ暗号です。機械。
置換および置換暗号化の弱点は、暗号文内の平文の一部の特徴を完全に除去できず、一部の情報が平文内に残ることです。 19 世紀にアウグスト・ケルクホフによって提案されたケルクホフの原則は、暗号化アルゴリズムが従うべき設計原則を概説しています。暗号化システムのすべての側面が公知 (公知) であっても、鍵が漏洩しない限り、暗号化システムは暗号化アルゴリズムに従わなければなりません。安心してください。
暗号化アルゴリズムのセキュリティ問題の本質は、暗号化アルゴリズムを理解し、十分に長い暗号文の断片を持っているという前提で、攻撃者が正しい鍵を推測する可能性をどのように減らすかということです。
1948 年にシャノンは情報理論を創設し、翌年の論文で数学的な観点から暗号化システムについて議論し、人々は科学的な観点から暗号の謎を探求し始めました。
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Reference：
[1] https://howiezhao.github.io/2018/08/10/classical-crypto/
[2] https://www.chainnews.com/articles/577594859080.htm
[3] The Code Book, Simon Singh (1999)
[4] The Code Breakers, David Kahn (1996)
[5] https://en.wikipedia.org/wiki/Enigma_machine
