Шифр ​​ADFGVX

редактировать

В криптографии шифр ADFGVXбыл полем шифром, используемым немецким языком. Армия на Западном фронте во время Первой мировой войны. Фактически ADFGVX был расширением более раннего шифра под названием ADFGX.

. Изобретенный лейтенантом Фрицем Небелем (1891–1977) и представленный в марте 1918 года, шифр представлял собой дробящий транспозиционный шифр., который объединяет измененный квадрат Полибия с одинарным столбчатым транспонированием.

Шифр ​​назван в честь шести возможных букв, используемых в зашифрованном тексте: A, D, F, G, Vи X. Буквы были выбраны намеренно, потому что они сильно отличаются друг от друга в азбуке Морзе. Это уменьшило вероятность ошибки оператора.

Небель разработал шифр для обеспечения армии в движении шифрованием, которое было более удобным, чем траншейные коды, но при этом оставалось безопасным. Фактически немцы считали, что шифр ADFGVX нельзя взломать.

Содержание

  • 1 Операция
  • 2 ADFGVX
  • 3 Криптоанализ
  • 4 Ссылки
  • 5 Источники
  • 6 Внешние ссылки

Операция

Для сообщения с открытым текстом «Атаковать сразу» секретный смешанный алфавит сначала заполняется в квадрат Полибия 5 × 5 :

ADFGX
Abtalp
Ddhozk
Fqfvsn
Ggi / jcux
Xmrewy

iи jбыли объединены, чтобы алфавит поместился в сетку 5 × 5.

При использовании квадрата сообщение преобразуется в дробную форму:

attackatonce
AFADADAFGFDXAFADDFFXGFXF

Затем дробное сообщение подвергается транспонированию по столбцам. Сообщение записывается рядами под ключом транспонирования (здесь «ГРУЗ»):

CARGO_________ AFADADAFGFDXAFADDFFXG FXF

Затем буквы сортируются в алфавитном порядке в ключе переноса (изменение CARGO на ACGOR) путем перестановки столбцов под буквами вместе с самими буквами:

ACGOR_________ FADAAADGFFXDFAADDFXFF GFX

Затем он считывается в столбцах в порядке ключевых слов, что дает зашифрованный текст :

FAXDF ADDDG DGFFF AFAX AFAFX

На практике ключи транспонирования были длиной около двух десятков символов. Длинные сообщения, отправленные в шифре ADFGX, были разбиты на наборы сообщений разной и нерегулярной длины, чтобы сделать его неуязвимым для множественной анаграммирования. И ключи транспозиции, и ключи фракционирования менялись ежедневно.

ADFGVX

В июне 1918 года к шифру была добавлена ​​дополнительная буква V. Это расширило сетку до 6 × 6, что позволило использовать 36 символов. Это позволило использовать полный алфавит (вместо объединения Iи J) и цифры от 0до 9. Это в основном привело к значительному сокращению сообщений, содержащих много цифр.

Шифр ​​основан на 6 буквах ADFGVX. В следующем примере алфавит кодируется голландским кодовым словом nachtbommenwerper. В результате получается алфавит: NACHTBOMEWRPDFGIJKLQSUVXYZ. Это создает таблицу ниже с буквами ADFGVX в качестве заголовков столбцов и идентификаторов строк:

ADFGVX
ANA1C3H
D8TB2OM
FE5WRPD
G4F6G7I
V9J0KLQ
XSUVXYZ

Текст «атака в 12:00» переводится следующим образом:

ATTACKAT1200AM
ADDDDDADAGVGADDDAFDGVFVFADDX

Затем создается новая таблица с ключом в качестве заголовка.. Давайте использовать "КОНФИДЕНЦИАЛЬНОСТЬ" как ключ. Обычно использовались гораздо более длинные клавиши или даже фразы.

PRIVACY
ADDDDDA
DAGVGAD
DDAFDGV
FVFADDX

Столбцы сортируются в алфавитном порядке на основе ключевого слова, и таблица изменяется на это:

ACIPRVY
DDDADDA
GAGDAVD
DGADDFV
DDFFVAX

Затем добавление столбцов друг к другу приводит к следующему зашифрованному тексту:
DGDD DAGD DGAF ADDF DADV DVFA ADVX

С помощью ключевого слова столбцы могут быть реконструированы и размещены в правильном порядке. При использовании исходной таблицы, содержащей секретный алфавит, текст можно расшифровать.

Криптоанализ

ADFGVX был подвергнут криптоанализу французской армии лейтенантом Жоржем Пенвином, и шифр был сломан в начале июня 1918 года. Работа была исключительно сложной по стандартам классической криптографии, и Пейнвин во время нее серьезно заболел. Его метод решения основывался на поиске сообщений со стереотипным началом, которые разделяли их, а затем формировали аналогичные шаблоны в позициях в зашифрованном тексте, которые соответствовали заголовкам столбцов в таблице транспонирования. (После того, как этот шаг был достигнут, потребовался значительный статистический анализ, и все это было сделано вручную.) Таким образом, он был эффективен только в периоды очень высокого трафика, но также и тогда, когда были отправлены наиболее важные сообщения.

Однако это был не единственный трюк, который Пейнвин использовал для взлома шифра ADFGX. Он также использовал повторяющиеся участки зашифрованного текста, чтобы получить информацию о вероятной длине используемого ключа. Там, где ключ представлял собой четное количество букв, он знал, по способу шифрования сообщения, что каждый столбец целиком состоит из буквенных координат, взятых из верхней части Квадрата Полибия или слева от Квадрата, а не смеси два. Кроме того, после замены, но до транспонирования, столбцы будут поочередно полностью состоять из «верхних» и «боковых» букв. Одна из характеристик частотного анализа букв заключается в том, что, хотя распределение отдельных букв может сильно отличаться от нормы, закон средних значений требует, чтобы группы букв различались меньше. В шифре ADFGX каждая «боковая» буква или «верхняя» буква связана с пятью буквами открытого текста. В приведенном выше примере «боковая» буква «D» связана с буквами открытого текста «d h o z k», а «верхняя» буква «D» связана с буквами открытого текста «t h f j r». Поскольку две группы по пять букв имеют разные совокупные частотные распределения, частотный анализ буквы «D» в столбцах, состоящих из «боковых» букв, имеет явно отличный результат от анализа буквы «D» в столбцах, состоящих из «верхних». письма. Этот трюк позволил Пейнвину угадать, какие столбцы состояли из «боковых» букв, а какие - из «верхних». Затем он мог бы объединить их в пары и провести частотный анализ пар, чтобы увидеть, были ли пары только шумом или соответствовали ли они открытым текстовым буквам. После того, как у него были правильные пары, он мог затем использовать частотный анализ, чтобы выяснить фактические буквы открытого текста. Результат все еще был перенесен, но все, что ему оставалось сделать, - это расшифровать простую транспозицию. Определив схему транспозиции для одного сообщения, он сможет взломать любое другое сообщение, зашифрованное тем же ключом транспозиции.

Пейнвин взломал шифр ADFGX в апреле 1918 года, через несколько недель после того, как немцы начали свое Spring Offensive. В результате французская армия обнаружила, где Эрих Людендорф намеревался атаковать. Французы сосредоточили свои силы в этом пункте, который, как утверждается, остановил весеннее наступление.

Однако утверждение о том, что взлом Пейнвином шифра ADFGX остановило немецкое весеннее наступление 1918 года, хотя и делается часто, некоторые оспаривают. В его обзоре 2002 года на книгу по этому вопросу La France gagne la guerre des codes secrets 1914-1918, в Journal of Intelligence History, (Journal of Intelligence History: volume 2, Number 2 , Зима 2002 г.) Хильмар-Детлеф Брюкнер заявил:

К сожалению, Софи де Ластур разделяет традиционную французскую точку зрения, согласно которой решение Пейнвином немецкой телеграммы ADFGVX в начале июня 1918 г. имело решающее значение для победы союзников. в Первой мировой войне, потому что он своевременно предупреждал о предстоящем наступлении Германии, которое должно было достичь Парижа и нанести критическое поражение союзникам. Однако уже много лет известно, что немецкая атака Гнейзенау 11 июня была организована для того, чтобы побудить французское верховное командование броситься с резервами из района к северу, где немцы намеревались атаковать позже.

Его цель должна была быть сильно преувеличена, что немецкое командование и сделало, распространив слухи о том, что атака направлялась на Париж и дальше; дезинформация была действенной и, по всей видимости, действует до сих пор. Однако немецкое наступление не было успешным, потому что у французов было достаточно резервов, чтобы остановить наступление, и поэтому им не нужно было вводить дополнительные подкрепления.

Более того, обычно упускается из виду, что базовая версия шифра ADFGVX была создана специально для Весеннего наступления Германии в 1918 году, чтобы нанести союзникам сокрушительный удар. Была надежда, что шифр ADFGX защитит немецкие коммуникации от союзных криптографов во время нападения, которое произошло.

Телеграммы в ADFGX впервые появились 5 марта, а немецкая атака началась 21 марта. Когда 5 апреля Пейнвин представил свое первое решение кода, немецкое наступление уже прекратилось.

Шифры ADFGX и ADFGVX теперь считаются небезопасными.

Ссылки

Источники

  • Чайлдс, Дж. Райвс, Общее решение системы шифрования ADFGVX, Aegean Park Press, ISBN 0- 89412-284-3.
  • Фридман, Уильям Ф. Военный криптоанализ, Часть IV: Системы транспозиции и фракционирования. Лагуна-Хиллз, Калифорния: Aegean Park Press, 1992.

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-07 19:43:27
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте