Шифр ADFGVX.
Шифр ADFGVX
Шифр ADFGVX — це складний шифр перестановки та квадрата Полібія, який використовувала Німецька армія під час Першої світової війни. Він отримав свою назву від шести можливих літер, що використовуються в шифрі. Шифр ADFGVX створюється шляхом комбінування модифікованого квадрата Полібія з колоночковою перестановкою.
Як працює шифр ADFGVX
Квадрат Полібія
Шифр ADFGVX використовує модифікований квадрат Полібія з літерами A, D, F, G, V та X. Кожна літера представлена унікальною комбінацією двох із цих літер. Наприклад, літера A може бути представлена як "DD" у шифрі. Квадрат Полібія створюється шляхом розміщення літер алфавіту в сітці 5x5, пропускаючи літеру J. Літери A, D, F, G, V та X призначаються коміркам у цій сітці. Решта 20 літер розташовуються в залишкових комірках за алфавітним порядком.
Ось приклад квадрата Полібія, використаного в шифрі ADFGVX:
| | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |---|---|---|---|---|---| | 1 | A | D | F | G | V | | 2 | X | B | C | E | H | | 3 | I | J | K | L | M | | 4 | N | O | P | Q | R | | 5 | S | T | U | W | Y |
Перестановка
Після заповнення квадрата Полібія закодованим повідомленням, воно записується в сітку та переставляється відповідно до ключового слова для створення кінцевого шифротексту. Ключове слово визначає порядок, у якому розташовані колонки. Літери ключового слова розташовуються за алфавітним порядком, а відповідні колонки переставляються у тому ж порядку. Якщо ключове слово містить повторювані літери, використовується перше зустрічання. Після перестановки колонок шифротекст отримується шляхом читання сітки рядок за рядком.
Наприклад, якщо ключове слово "CRYPTO," колонки сітки будуть переставлені в такому порядку:
| C | R | Y | P | T | O | |---|---|---|---|---|---| | A | D | F | G | V | X | | B | E | H | I | J | K | | L | M | N | Q | S | U | | W | Z | | | | |
Кінцевий шифротекст отримується шляхом читання сітки рядок за рядком. Шифр ADFGVX важко розшифрувати через множинні шари шифрування.
Приклад
Щоб проілюструвати, як працює шифр ADFGVX, розглянемо наступне повідомлення:
Оригінальне Повідомлення: "HELLO WORLD"
Кодування за допомогою квадрата Полібія:
- H: AG
- E: GD
- L: FX
- O: VX
- W: DG
- R: DD
- L: FX
- D: XV
Закодоване повідомлення: "AG GD FX VX DG DD FX XV".
Перестановка за допомогою ключового слова "CRYPTO":
- Ключове слово алфавітно сортується, у результаті чого виходить "COPTYR"
Розмістивши колоноки на основі сортованого ключового слова, отримаємо:
| C | O | P | T | Y | R | |---|---|---|---|---|---| | A | G | G | F | X | V | | G | D | V | X | D | X | | D | F | D | V | X | D | | F | X | D | G | V | F | | X | V | X | D | F | X | | D | G | D | F | X | G |
Кінцевий шифротекст отримується шляхом читання сітки рядок за рядком: "AGGFXVDVXDFDVXDFXDGVFXVGDXDVDFXG".
Таким чином, оригінальне повідомлення "HELLO WORLD" зашифроване як "AGGFXVDVXDFDVXDFXDGVFXVGDXDVDFXG" за допомогою шифру ADFGVX.
Історичне Значення
Шифр ADFGVX був винайдений полковником Фріцем Небелем, німецьким криптографом, і використовувався Німецькою армією під час Першої світової війни. У першу чергу його використовували для захисту повідомлень, передаваних по радіо. Складність шифру ADFGVX і його множинні шари шифрування робили його значно складнішим для перехоплення та дешифрування супротивником.
Назва шифру, ADFGVX, походить від шести можливих літер, що використовуються в процесі кодування. Літери A, D, F, G, V та X були вибрані через їх несхожість при написанні в азбуці Морзе, що зменшувало ймовірність помилок під час передачі.
Ефективність шифру ADFGVX залежала від секретності ключового слова, правильного кодування повідомлення за допомогою квадрата Полібія та правильного процесу перестановки. Будь-які помилки або слабкості в цих етапах могли потенційно поставити під загрозу безпеку шифру.
Хоча сьогодні шифр не використовуються через прогрес у криптографії, шифр ADFGVX залишається важливою частиною історії криптографії. Він підкреслює еволюцію методів шифрування та служить нагадуванням про винахідливість і новаторство, використане під час військових комунікацій.
Варто зазначити, що сучасні методи шифрування значно перевершили безпеку, яку забезпечують історичні шифри, такі як ADFGVX. Просунуті алгоритми шифрування та технології, такі як RSA та AES, широко використовуються для забезпечення конфіденційності та цілісності конфіденційної інформації в цифрових системах захисту.
Пов'язані Терміни
Шифрування: Процес перетворення інформації в форму, яку неможливо прочитати без правильного ключа для дешифрування. Техніки шифрування спрямовані на захист даних від несанкціонованого доступу та забезпечення конфіденційності.
Квадрат Полібія: Метод шифрування із заміною, що широко використовувався в класичних шифрах. Квадрат Полібія використовує сітку для зіставлення кожної літери алфавіту з парою координат, що дозволяє легко кодувати та декодувати повідомлення. Шифр ADFGVX використовує модифіковану версію квадрата Полібія для кодування літер.