روش رمزنگاری سنتی: رمزنگاری جانشینی

امروز قصد دارم تا شما را با رمز نگاری جانشینی آشنا کنیم. در جلسه قبلی با رمزنگاری آشنا شدید و تعریف رمزنگاری را یادگرفتید.

روش های رمزنگاری سنتی

1- روش های جانشینی (Substitutaion) رمز نگاری جانشینی 

روش رمزنگاری جانشینی قدیمی ترین نوع رمزنگاری محسوب می شود. این الگوریتم برای اولین بارتوسط سزار به بکار برده شده است.

این روش بعداً بهبود داده شد و چون تمام حروف بطور منظم و با قاعده به یکدیگر تبدیل می شدند لذا یافتن کلید رمز آن ساده بود در همین راستا جدول حروف الفبا طبق یک قاعده نامشخص که جدول رمز نامیده می شد به هم تبدیل می شدند.

برای مثال اگر تمام متن نامه را با حروف کوچک در نظر بگیریم جدول رمز بصورت زیر در می آید.

طبق جدول رمز نگاری جانشینی کلمه GRAY باید بصورت UKQN در نظر گرفته شود و کلمه attack باید QZZQEA در نظر گرفته شود.

گیرنده پیام اصلی این پیام باید کلید رمز گشایی آن را در اختیار داشته باشد تا بتواند به متن اصلی و قابل فهم آن دست یابد.

این روش شاید به نظر یک مبتدی مفید آید، چرا که جدول رمز دارای 26! معادل 26^10×4 حالت متفاوت خواهد بود و امتحان تمام این حالات برای یافتن جدول رمز کاری مشکل است.

در حالیکه چنین نیست و این نوع رمز نگاری برای متون معمولی در کسری از ثانیه و بدون کلید رمز شکسته خواهد شد!

نقطه ضعف این روش در مشخصات آماری هر حرف در یک زبان است. به عنوان مثال در زبان انگلیسی حرف e در متن بیش از همۀ حروف تکرار می شود.

ترتیب فراوانی نسبی برای شش حرف پر تکرار در متون انگلیسی از چپ به راست به صورت زیر است:

e –> t –> o–> a –> n –> i

اولین کاردر رمز شکنی آن است که متن رمز شده تحلیل آماری می شود و هر کاراکتری که بیش از همه در آن تکرار شده باشد معادل e، حرف پر تکرار بعدی معادل t قرار بگیرد و روند به همین ترتیب ادامه یابد.

البته ممکن است برخی از حروف اشتباه سنجیده شوند ولی در مراحل بعدی امکان اصلاح وجود دارد.

دومین کار آماری آن است که حروف انگلیسی در کنار هم وابستگی آماری به هم دارند. مثلاً 99/9 درصد مواقع در سمت راست حرف q حرف u قرار گرفته یا در کنار حرف t معمولاً h قرار گرفته است.

و سومین نکته آماری کلمات سه حرفی مانند ing, the, and, ion به کرّات استفاده می شوند و با بررسی آماری تمام سه حرفی های یک متن رمز شده، پر تکرارترین آنها در متن را، ملاک رمز شکنی قرار داد.