Gränsöverskridande schackbräde
Ett gränsöverskridande schackbräde är en anordning för att konvertera en alfanumerisk klartext till siffror samtidigt som man uppnår fraktionering (en enkel form av informationsspridning) och datakomprimering i förhållande till andra system som använder siffror. Det är också känt som ett monôme-binôme-chiffer.
Historia
År 1555 skapade påven Paulus IV kontoret som chiffersekreterare till påven. I slutet av 1580-talet innehölls denna position av medlemmar av familjen Argenti, framför allt Giovanni Batista och hans brorson, Matteo. Matteo är krediterad för att ha designat det som nu kallas det gränsöverskridande schackbrädechifferet. I mer modern tid användes den av kommunistiska styrkor under det spanska inbördeskriget för att skydda deras radio och skriftliga sändningar. Det användes senare som grund för steget meddelande-till-siffror i VIC-chifferet .
Mekanik
Uppstart
Ett gränsöverskridande schackbräde är inrättat ungefär så här:
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| E | T | A | O | N | R | jag | S | |||
| 2 | B | C | D | F | G | H | J | K | L | M |
| 6 | P | F | / | U | V | W | X | Y | Z | . |
Rubrikraden är fylld med tio siffror, 0-9. De kan presenteras i ordning, som i tabellen ovan, eller förvrängas (baserat på ett hemligt nyckelvärde) för ytterligare säkerhet. Den andra raden är vanligtvis uppsatt med åtta högfrekventa bokstäver (mnemonics för det engelska språket inkluderar: 'ESTONIA-R', 'A SIN TO ER(R)', 'AT ONE SIR'), vilket lämnar två tomma fläckar; denna rad har ingen radkoordinat i den första kolumnen. De återstående två raderna är märkta med en av de två siffrorna som inte tilldelades en bokstav i den andra raden, och fylls sedan i med resten av alfabetet, plus de två symbolerna '.' och '/'.
- Perioden '.' används som punkt eller decimalavgränsare ,
- Snedstrecket '/' används som ett numeriskt escape-tecken (som indikerar att en siffra följer).
I likhet med ordningen på siffrorna i rubrikraden, kan alfabetets tecken presenteras i ordning (som det är här), eller krypteras baserat på ett hemligt nyckelord/fras.
Kryptering
Bokstavskryptering: För att chiffrera en bokstav i den andra raden ersätts helt enkelt med siffran som markerar dess kolumn. Tecken i den tredje och fjärde raden ersätts av ett tvåsiffrigt nummer som representerar deras rad- och kolumnnummer (med radkoordinaten skriven först, dvs. B=20)
Sifferkryptering: För att chiffrera en siffra finns det några möjliga metoder (som måste vara kända/överenskomna i förväg):
- Ensiffrig escape : Koda det numeriska escape-tecknet (dvs. snedstrecket '/') enligt vilken bokstav som helst, skriv sedan den nödvändiga siffran 'in-clear'. Detta betyder att en siffra är krypterad med 3 chiffertexttecken; 2 för escape-tecknet, 1 för själva siffran. I detta schema kräver varje siffra ett escape-tecken som är kodat före den.
- Dubbelsiffrigt schema : Om escape-tecknet är kodat av två olika siffror (t.ex. '26' i exemplet ovan), kan flera siffror kodas genom att skriva ut var och en två gånger. För att 'escape' tillbaka till text används escape-tecknet. På detta sätt kan en ström av siffror kodas med endast ett escape-tecken. Denna metod kan inte användas om escape-tecknet i sig är kodat av en tvåsiffrig kombination.
- Trippelsiffrigt schema : Enligt tvåsiffrigt schema ovan, men tresiffriga siffror används. Detta var mekanismen som användes i VIC-chifferet .'
Exempel
Här är ett exempel med "ATTACK AT DAWN":
| A | T | T | A | C | K | A | T | D | A | W | N |
| 3 | 1 | 1 | 3 | 21 | 27 | 3 | 1 | 22 | 3 | 65 | 5 |
Det resulterande meddelandet, 3113212731223655, kan skickas direkt (om tabellen är kodad), men måste bearbetas genom ytterligare chiffersteg för att göra det säkert, såsom införlivande eller ersättning . Som ett enkelt exempel kommer vi att lägga till ett hemligt nyckelnummer (säg 0452) med modulär (icke-bärande) aritmetik :
| 3 | 1 | 1 | 3 | 2 | 1 | 2 | 7 | 3 | 1 | 2 | 2 | 3 | 6 | 5 | 5 | |
| + | 0 | 4 | 5 | 2 | 0 | 4 | 5 | 2 | 0 | 4 | 5 | 2 | 0 | 4 | 5 | 2 |
| = | 3 | 5 | 6 | 5 | 2 | 5 | 7 | 9 | 3 | 5 | 7 | 4 | 3 | 0 | 0 | 7 |
Alternativt kan vi sedan använda samma gränsöverskridande schackbräde för att konvertera chiffertexten tillbaka till bokstäver:
| 3 | 5 | 65 | 25 | 7 | 9 | 3 | 5 | 7 | 4 | 3 | 0 | 0 | 7 |
| A | N | W | H | R | S | A | N | R | O | A | E | E | R |
Dechiffrering är helt enkelt motsatsen till dessa processer. Även om storleken på grupperna kan variera, är dechiffrering otvetydig eftersom när nästa element som ska dechiffreras börjar med en 2 eller en 6, är det ett par; annars är det en singel. Om den avkodade bokstaven är det numeriska escape-tecknet '/' så ska nästa 1+ siffror (beroende på schema) tolkas som en siffra.
Kryptografiska egenskaper
Komprimering : De vanligaste tecknen kodas av endast ett tecken, istället för två; detta minskar chiffertextstorleken och potentiellt chiffrets benägenhet för en frekvensattack .
Bråkning : Till skillnad från i Polybius Square (där varje tecken representeras av ett par siffror), kommer ett gränsöverskridande schackbräde inte att kryptera varje tecken med samma antal chiffertextsiffror. Detta gör det svårare för en kryptoanalytiker att bestämma gränserna mellan klartexttecken. Detta kan kombineras med en transponering (som det är i VIC-chifferet ) för att lokalisera chiffertextbokstäverna med samma klartexttecken på okända platser i chiffertexten.
Se även
externa länkar
- VIC-chifferet
- Gränsöverskridande schackbräden Olika olika versioner av schackbräden på chiffermaskiner och kryptologi
- SECOM, en VIC-variant med utökat schackbräde
- "The Rise Of Field Ciphers: gränsöverskridande schackbräde-chiffer" av Greg Goebel 2009
