CaesarCipher

ซีซาร์ ไซเฟอร์

ประวัติและการใช้งาน

Caesar Cipher ได้รับการตั้งชื่อตาม Julius Caesar (100 ปีก่อนคริสตกาล – 44 ปีก่อนคริสตกาล) ซึ่งใช้เพื่อการสื่อสารลับทางการทหาร Caesar Cipher เป็นรหัสทดแทน เดิมที Julius Caesar ใช้กะสามเพื่อเข้ารหัสและถอดรหัสข้อความ การเข้ารหัสจะดำเนินการโดยใช้ฟังก์ชันเลียนแบบ: f(x)=x+b

คำอธิบายโดยละเอียด: มันทำงานอย่างไร?

1. ประการแรก อักขระแต่ละตัวในข้อความเริ่มต้น (ข้อความที่จะเข้ารหัส) จะถูกแปลงเป็นตัวเลขตั้งแต่ 0 ถึง 25 ซึ่งสอดคล้องกับตำแหน่งในอักษรละตินซึ่งประกอบด้วยตัวอักษร 26 ตัว --> (a = 0, b = 1 ... z = 25 ).

2. จากนั้น แต่ละจำนวนที่ได้รับจะถูกแปลงด้วยฟังก์ชันอัฟฟิน (f(x) = 1x + b) "x" เป็นตัวแทนของตัวเลขในขณะที่ "b" ถูกกำหนดไว้ระหว่างการเข้ารหัส "b" คือกุญแจที่ใช้ในการถอดรหัสข้อความสุดท้าย

3. หากเรานำภาพทั้งหมดมาจัดไว้ในรายการ เราจะได้ตัวเลข n ตัวที่สอดคล้องกับอักขระ n ตัวของข้อความเริ่มต้น ขั้นตอนต่อไปคือการค้นหาค่าโมดูโล 26 ของแต่ละตัวเลข ( โมดูโล่ แปลว่า เศษ )

ตัวอย่าง : โมดูโล่ 4 จาก 19 เป็น 3 เพราะ 19 = 4 * 4 + 3 ในทางกลับกัน โมดูโล 26 จาก 26 เป็น 0 เพราะ 26 = 26 * 1 + 0

1. ดังนั้นเราจึงได้รับรายการใหม่ที่มี n องค์ประกอบ โดยแต่ละองค์ประกอบมีค่าระหว่าง 0 ถึง 25 รวมอยู่ด้วย ตัวเลขทั้งหมดนี้จะถูกแปลงเป็นตัวอักษรละตินโดยใช้ตารางด้านล่าง

2. ในที่สุดเราก็สร้างข้อความสุดท้ายโดยวางตัวอักษรทั้งหมดไว้เคียงข้างกัน

ขั้นตอนที่ 1 และ 4 สามารถทำได้ด้วยตารางเหล่านี้:

ก	บี	ค	ดี	อี	เอฟ	ช	ชม	ฉัน	เจ	เค	ล	ม	เอ็น	โอ	ป	ถาม	ร	ส	ต	คุณ	วี	ว	เอ็กซ์	ย	ซี
0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25

จุดอ่อน

• หากผู้โจมตีรู้ว่าข้อความได้รับการเข้ารหัสโดยใช้ Caesar Cipher เขาสามารถลองกะทั้งหมด (ค่า b ตั้งแต่ 1 ถึง 25) เพื่อถอดรหัสข้อความ สิ่งนี้เรียกว่า วิธีบรูตฟอร์ซ

• นอกจากนี้เรายังสามารถใช้ การวิเคราะห์ความถี่ เพื่อถอดรหัสข้อความได้ เนื่องจากตัวอักษรแต่ละตัวถูกเข้ารหัสด้วยอัลกอริธึมเดียวกัน และตัวอักษรที่พบบ่อยที่สุดในภาษาอังกฤษคือ:

ตัวอย่าง

กำลังเข้ารหัส

• ข้อความที่จะเข้ารหัส: ZATTACKZ
• กะที่ใช้ : 4 (f(x) = 1x + 4)
• นั่นหมายความว่า b = 4

จากตารางข้างต้น ATTACK สามารถเขียนได้เป็น : 25 0 19 19 0 2 10 25 รูปภาพของแต่ละหมายเลข :

• ฉ(25) = 29
• ฉ(0) = 4
• ฉ(19) = 23
• ฉ(2) = 6
• ฉ(10) = 14

รายการใหม่คือ: 29 4 23 23 4 6 14 29

เมื่อใช้ วิธีโมดูโล 26 เราได้รับ:

• ม็อด(29,26) = 3
• ม็อด(4,26) = 4
• ม็อด(23,26) = 23
• ม็อด(6,26) = 6
• ม็อด(14,26) = 14

ข้อความสุดท้ายคือ 3 4 23 23 4 6 14 3 และเมื่อใช้ตารางอีกครั้ง เราจะแปลงเป็นข้อความที่เข้ารหัส:

เดกซ์เซโกด

ZATTACKZ ถูกเข้ารหัสด้วยฟังก์ชัน x + 4 และกลายเป็น DEXXEGOD

กำลังถอดรหัส

วิธีแรก : รู้คีย์ (ค่าของกะที่ใช้)

• ข้อความที่จะถอดรหัส: DEXXEGOD
• กะที่ใช้ : 4 (f(x) = 1x - 4)
• นั่นหมายความว่า b = -4

จากตารางข้างต้น DEXXEGOD สามารถเขียนเป็น : 3 4 23 23 4 6 14 3 รูปภาพของแต่ละตัวเลข :

• ฉ(3) = -1
• ฉ(4) = 0
• ฉ(23) = 19
• ฉ(6) = 2
• ฉ(14) = 10

รายการใหม่คือ: -1 0 19 19 0 2 10 -1

เมื่อใช้ วิธีโมดูโล 26 เราได้รับ:

• ม็อด(-1,26) = 25
• ม็อด(0,26) = 0
• ม็อด(19,26) = 19
• ม็อด(2,26) = 2
• ม็อด(10,26) = 10

ข้อความสุดท้ายคือ 25 0 19 19 0 2 10 25 และเมื่อใช้ตารางอีกครั้ง เราจะแปลงเป็นข้อความที่เข้ารหัส:

แซตแทคซ์

DEXXEGOD ถูกถอดรหัสด้วยฟังก์ชัน 1x - 4 และกลายเป็น ZATTACKZ

วิธีที่สอง : ไม่ทราบคีย์ (ค่าของกะที่ใช้)

สิ่งนี้เรียกว่าวิธีบรูตฟอร์ซ

• ข้อความที่จะถอดรหัส: DEXXEGOD

จากตารางข้างต้น DEXXEGOD สามารถเขียนได้เป็น : 3 4 23 23 4 6 14 3

a คือตัวเลขระหว่าง 0 ถึง 25 (a = 0 หมายถึงข้อความถูกถอดรหัสแล้ว)

การใช้ฟังก์ชัน f(x) = Mod(1x + a, 26) :

เราจะได้ผลลัพธ์ทั้งหมดนี้:

ก	ข้อความที่ถอดรหัส
1	fgzzgiqf
2	ฮ่าๆๆๆ
3	ฮิบบิกช์
4	ijccjlti
5	jkddkmuj
6	kleelnvk
7	lmffmowl
8	mnggnpxm
9	โนโฮคิน
10	โอปิปราโซ
11	pqjjqsap
12	qrkkrtbq
13	rsllsucr
14	stmmtvds
15	ทันนุเวศน์
16	uvoovxfu
17	vwppwygv
18	wxqqxzhw
19	xyrryaix
20	yzsszbjy
21	แซตแทคซ์
22	อาบูอับดุลลา
23	bcvvcemb
24	cdwwdfnc
25	เดกซ์เอ็กซ์โกด

ข้อความเดียวที่สมเหตุสมผลคือ zattackz เพื่อให้เราสามารถอนุมานได้ว่าคีย์คือ 21 (25 - b = 21)

DEXXEGOD ถูกถอดรหัสด้วยฟังก์ชัน f(x) = 1x - 4 หรือ f(x) = 1x + 21 และกลายเป็น ZATTACKZ

การดำเนินการ

ภาษา	เข้ารหัส	ถอดรหัส
ค	ซีซาร์.ซี	เร็วๆ นี้
ค#	ซีซาร์.ซีเอส	เร็วๆ นี้
ซี++	main.cpp	main.cpp
จาวาสคริปต์	encrypt.js	ถอดรหัส.js
หลาม	encrypt.py	ถอดรหัส.py
สวิฟท์	lib.สวิฟท์	lib.สวิฟท์

ผู้จัดการแพ็คเกจ

NPM (สำหรับ JS):

npm i @cryptoolsorg/caesarcipher