Chiffre de Playfair
Le chiffre de Playfair de ou le Playfair carré est une technique symétrique du chiffrage du manuel et était le premier chiffre littéral de la substitution de digraphe de . L'arrangement a été inventé dans le 1854 par le Charles Wheatstone , mais dans les ours le nom de seigneur Playfair qui a favorisé l'utilisation du chiffre.
La technique chiffre des paires de lettres (digraphes de ), au lieu des lettres simples en tant que dans le chiffrement par substitution simple et des systèmes un peu plus complexes du chiffre de Vigenère de puis en service. Il est ainsi sensiblement plus difficile de casser le Playfair puisque l'analyse de fréquence utilisée pour des chiffrements par substitution simples ne fonctionne pas avec elle. L'analyse de fréquence peut encore être entreprise, mais sur les digraphes 600* possibles plutôt que les 26 monographies possibles. L'analyse de fréquence des digraphes est possible, mais considérablement plus difficile - et elle exige généralement d'un texte chiffré beaucoup plus grand afin d'être utile.
Histoire
La première description enregistrée du chiffre de Playfair était dans un document signé par Wheatstone sur le 1854 du 26 mars . Cependant, l'arrangement est par la suite venu pour être connu par le nom de seigneur Playfair de l'ami de Wheatstone, qui l'a popularisé. Il a été rejeté par le Foreign Office britannique quand il a été développé en raison de sa complexité perçue. Quand Wheatstone a offert de démontrer que trois sur quatre garçons dans une école voisine pourraient apprendre à l'employer en 15 minutes, le secrétaire de dessous du Foreign Office a répondu, " ; C'est très possible, mais vous pourriez ne jamais l'enseigner à attachés." ;Il a été employé pour des buts tactiques par les forces britanniques du dans la guerre de Boer de deuxièmes et dans la Première Guerre Mondiale et pour le même but par les Australiens et les Allemands pendant la deuxième guerre mondiale . C'était parce que Playfair est raisonnablement rapide à utiliser-et n'exige aucun équipement spécial. Un scénario typique pour l'usage de Playfair serait de protéger des secrets importants mais non critiques pendant le combat réel. Avant que les cryptanalysts ennemis pourraient casser le message l'information leur était inutile.
Playfair n'est plus employé par les forces militaires en raison de l'arrivée des dispositifs numériques de chiffrage. Playfair est maintenant considéré comme peu sûr pour n'importe quel but - même le calculateur désuet peut être utilisé pour casser le chiffre.
La première solution éditée du chiffre de Playfair a été décrite dans une brochure de 19 pages par le Joseph O. Mauborgne de lieutenant, édité dans le 1914 .
Using Playfair
Le chiffre de Playfair emploie des 5 par la table 5 contenant un mot clé ou une expression. La mémorisation du mot-clé et de 4 règles simples était tout ce qui a été exigé pour créer les 5 par la table 5 et pour employer le chiffre.
Pour produire de la table principale, on compléterait la première fois les espaces dans la table de lettres du mot-clé (laissant tomber toutes lettres doubles), puis remplit espaces restants de reste des lettres de l'alphabet dans l'ordre (omettant habituellement le " ; Q" ; pour ramener l'alphabet à l'ajustement, d'autres versions ont mis les deux le " ; I" ; et " ; J" ; dans le même espace). La clef peut être écrite dans les rangées supérieures de la table, de gauche à droite, ou dans un autre modèle, tel qu'un commencement en spirale dans le coin de supérieur-gauche-main et la fin au centre. Le mot-clé ainsi que les conventions pour compléter les 5 par la table 5 constituent la clé de chiffrement.
Pour chiffrer un message, on diviserait le message en digraphes (groupes de 2 lettres) tels que, par exemple, " ; HelloWorld" ; devient le " ; IL LL OW OU LD" ; , et les tracer dehors sur la table principale. Les deux lettres du digraphe ressemblent aux coins d'un rectangle dans la table principale. Noter la position relative des coins de ce rectangle. S'appliquer alors les 4 règles suivantes, dans l'ordre, à chaque paire de lettres dans le plaintext :
si les deux lettres sont les mêmes (ou seulement une lettre est parti), ajoutent un " ; X" ; après la première lettre. Chiffrer les nouvelles paires et continuer. Quelques variantes de Playfair emploient le " ; Q" ; au lieu du " ; X" ; , mais n'importe quelle monographie rare suffira.
Si les lettres apparaissent sur la même rangée de votre table, les remplacer par les lettres vers leur droite immédiate respectivement (s'enveloppant autour à l'aile gauche de la rangée si une lettre dans les paires originales était du côté droit de la rangée).
Si les lettres apparaissent sur la même colonne de votre table, les remplacer par les lettres immédiatement au-dessous de respectivement (s'enveloppant autour au côté supérieur de la colonne si une lettre dans les paires originales était du côté inférieur de la colonne).
Si les lettres ne sont pas sur la même rangée ou colonne, les remplacer par les lettres sur la même rangée respectivement mais aux autres paires de coins du rectangle défini par les paires originales. L'ordre est important - la première lettre chiffrée des paires est celle qui se trouve sur la même rangée que la première lettre de plaintext.
Pour déchiffrer, employer l'inverse de ces 4 règles (laissant tomber tout " supplémentaire ; X" ; s (ou " ; Q" ; s) qui ne semblent pas raisonnable dans le message final quand vous finition).
Exemple
Using le " ; example" de playfair ; comme clef, la table devient :P L A Y F I R E X M B C D G H J K N O S T U V W Z
Chiffrage du " de message ; Cacher l'or dans le stump" d'arbre ; :
SALUT MP EX DE DE TH EG. OL DI NT HE TR ES TU ^
les paires HI forme un rectangle, le remplacent par le
ND ZB XD KY DE NOMENCLATURE SOIT MANGANÈSE D'EC DM UI XM UV SI
Ainsi le " de message ; Cacher l'or dans le stump" d'arbre ; devient le " ; BMNDZBXDKYBEJVDMUIXMMNUVIF" ;.
Clarification avec des images
Supposer qu'on veut chiffrer le digraphe OU. Il y a trois cas généraux :
Cryptanalyse de Playfair
Comme la plupart des chiffres pre-modern d'ère, le chiffre de Playfair peut être facilement fendu s'il y a assez de texte. L'obtention de la clef est relativement franche si le plaintext et le texte chiffré sont connus. Quand seulement le texte chiffré est connu, la cryptanalyse de force brutale du chiffre implique de rechercher par l'espace principal des correspondances entre la fréquence de l'occurrence des digrams (paires de lettres) et la fréquence connue de l'occurrence des digrams dans la langue assumée du message original.
La cryptanalyse de Playfair est semblable à celle du solide et les chiffres de la deux-place , cependant la simplicité relative du système de Playfair facilite identifiant des cordes de plaintext de candidat. Spécialement, un digraphe de Playfair et son inverse (par exemple ab et BA) déchiffreront au même modèle de lettre dans le plaintext (par exemple AU SUJET DE et ER). En anglais, il y a beaucoup de mots qui contiennent ces digraphes renversés tels que le récepteur et sont partis. L'identification des digraphes tout près renversés dans le texte chiffré et l'assortiment du modèle à une liste de mots connus de plaintext contenant le modèle est une manière simple de produire des cordes possibles de plaintext avec lesquelles pour commencer à construire la clef.
Une approche différente à aborder un chiffre de Playfair est la colline de fusil de chasse de montant la méthode de . Ceci commence par une place aléatoire des lettres. Alors des modifications mineures sont présentées (c. des lettres, des rangées, ou refléter de commutation la place entière) pour voir si le plaintext de candidat est plutôt le plaintext standard qu'avant le changement (peut-être en comparant les trigrams à un diagramme connu de fréquence). Si la nouvelle place est considérée pour être une amélioration, alors elle est adoptée et plus loin puis subie une mutation pour trouver un candidat encore meilleur. Par la suite, le plaintext ou quelque chose très étroitement est trouvé réaliser des points maximaux par celui que la méthode de évaluation soit choisie. C'est évidemment au delà de la gamme de la patience humaine typique, mais les ordinateurs peuvent adopter cet algorithme pour fendre des chiffres de Playfair avec un peu de texte relativement.
Un autre aspect de Playfair qui le sépare de solidement et des chiffres de deux-place est le fait qu'elle ne contiendra jamais un digraphe à deux lettres, par exemple EE. S'il n'y a aucun digraphe à deux lettres dans le texte chiffré et la longueur du message est assez longue pour faire ce statistiquement significatif, il est très probable que la méthode de chiffrage soit Playfair.
Un bon cours d'instruction sur reconstruire la clef pour un chiffre de Playfair peut être trouvé en chapitre 7, " ; Solution aux systèmes de substitution polygraphiques, " ; du manuel de campagne 34-40-2, produit par l'armée d'Etats-Unis.
Une cryptanalyse détaillée de Playfair est entreprise en chapitre 28 de Dorothy L. de roman de mystère de Sayers que le « ont sa carcasse . Dans cette histoire, un message de Playfair est démontré pour être cryptographiquement tout faible que le détective peut résoudre pour la clef entière faisant seulement quelques conjectures quant au formatage du message (dans ce cas-ci, que le message commence par le nom d'une ville et puis d'une date). Livre de Sayers le » inclut une description détaillée des mécanismes du chiffrage de Playfair aussi bien qu'un compte étape-par-étape de cryptanalyse manuelle.
Les forces terrestres de l'Allemagne, l'Armée de l'Air et la police ont employé le système de Playfair de double de comme chiffre de milieu-catégorie dans WWII, mais car ils avaient cassé le chiffre tôt dans WWI, ils l'ont adapté en présentant une deuxième place dont la deuxième lettre de chaque bigram a été choisie, et distribuée avec le mot-clé, plaçant les lettres dans l'ordre aléatoire. Mais avec le penchant allemand pour messages pro forma de `les', ils étaient cassés au parc de Bletchley de . Des messages ont été précédés par un nombre séquentiel, et des nombres ont été définis. Comme numéros allemands 1 (EINS) à douze il contient tout sauf huit des lettres dans les doubles places de Playfair, le trafic pro forma était relativement facile casser (Smith, page 74-75)
Le chiffre de Playfair dans les mots croisé modernes
Les mots croisé énigmatiques thématique avancé comme les mots croisé d'auditeur (édités dans l'édition de samedi du le journal de périodes (R-U)) Playfair souvent incorporé chiffrent. Normalement entre 4 et 6 réponses doivent être entrés dans la grille en code, et la phrase clé de Playfair est thématique significative à la solution finale. Le chiffre se prête bien aux jeux de mots croisé, parce que le plaintext est trouvé en résolvant un ensemble d'indices, alors que le texte chiffré est trouvé en résolvant d'autres. Les solutionneurs peuvent alors construire la table principale en appareillant les digraphes (il est parfois possible de deviner le mot-clé, mais jamais nécessaire). Le chiffre de Playfair est plus difficile et plus rewarding pour déchiffrer que des chiffres monoalphabetic, et plus facile à expliquer et employer que d'autres chiffres polyalphabetic.
L'utilisation du chiffre de Playfair est généralement expliquée en tant qu'élément du préambule aux mots croisé. Ceci nivelle le terrain de jeu pour ces solutionneurs qui n'ont pas trouvé le chiffre précédemment. Mais la manière que le chiffre est employé est toujours identique. L'alphabet de 25 lettres utilisé toujours contient Q et a I et J coïncidant. La table principale est toujours rangée remplie par rangée.
Dans la culture populaire
un chiffre de Playfair est décrit en trésor national de : Livre des secrets , d'un se tenant le premier rôle Nicolas Cage de 2007 films et de Justin Bartha .
Voir également
Matières de dans la cryptographie .
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