Войти
Гилберт Сэндфорд Вернам (3 апреля 1890 - 7 февраля 1960) был Вустерским политехническим институтом 1914 выпускник и инженер ATT Bell Labs, которые в 1917 году изобрели аддитивный полиалфавитный потоковый шифр, а позже совместно изобрели автоматизированный одноразовый блокнот шифр. Вернам предложил шифр телетайпа, в котором заранее подготовленный ключ, хранящийся на бумажной ленте, комбинируется посимвольно с сообщением с открытым текстом для получения зашифрованный текст. Чтобы расшифровать зашифрованный текст, один и тот же ключ будет снова комбинировать символ за символом, создавая открытый текст. Позже Вернам работал в Postal Telegraph Company и стал сотрудником Western Union, когда эта компания приобрела Postal в 1943 году. Его более поздняя работа в основном была связана с системами автоматического переключения для телеграфа. сети.
Рисунок 1 из патента Вернама. Комбинирующая функция Вернама, указанная в США Патент 1310719, выданный 22 июля 1919 года, представляет собой операцию XOR, применяемую к отдельным импульсам или битам, используемым для кодирования символов в коде Бодо <81.>. Вернам не использовал термин «XOR» в патенте, но реализовал эту операцию в логике реле. В примере, приведенном Вернамом, открытый текст представляет собой A, закодированный как «++ ---» в Бодо, а ключевой символ - B, закодированный как «+ - ++». В результате получается зашифрованный текст «- + - ++», который кодирует G. Комбинация G с ключевым символом B на принимающей стороне дает «++ ---», который является исходным открытым текстом. A. АНБ назвало этот патент «возможно, одним из самых важных в истории криптографии».
Вскоре после этого Джозеф Моборн, в то время капитан Корпуса связи армии США, предложил вдобавок, чтобы бумажный магнитный ключ содержал случайную информацию. Эти две идеи, вместе взятые, реализуют автоматическую форму одноразового блокнота, хотя тогда ни один изобретатель не использовал это имя.
Клод Шеннон, также из Bell Labs, доказал, что одноразовый блокнот, при правильном использовании, не сломается в своем исследовании Второй мировой войны, которое позже было опубликовано в октябре 1949 года. Он также доказал что любая нерушимая система должна иметь практически те же характеристики, что и одноразовый блокнот: ключ должен быть действительно случайным, размером с открытый текст, никогда не использоваться повторно полностью или частично и храниться в секрете.
В современной терминологии шифр Вернама - это симметричный потоковый шифр, в котором открытый текст объединен со случайным или псевдослучайным потоком данных. («ключевой поток») той же длины, чтобы сгенерировать зашифрованный текст, используя функцию Boolean «исключающее ИЛИ» (XOR). Это обозначено символом ⊕ и представлено следующей «таблицей истинности », где + представляет «истину», а - представляет «ложь».
| INPUT | OUTPUT | |
| A | B | A ⊕ B |
| − | − | − |
| − | + | + |
| + | − | + |
| + | + | − |
Другие названия этой функции: Не равно (NEQ), сложение по модулю 2 (без переноса) и вычитание по модулю 2 ( без «заимствования»).
Шифр является взаимным в том смысле, что идентичный ключевой поток используется как для шифрования открытого текста в зашифрованный, так и для дешифрования зашифрованного текста, чтобы получить исходный открытый текст:
и:
Если поток ключей действительно случайный и используется только один раз, это фактически одноразовый блокнот. Замена псевдослучайных данных, сгенерированных криптографически защищенным генератором псевдослучайных чисел, является распространенной и эффективной конструкцией для потокового шифра. RC4 - это пример шифра Вернама, который широко используется в Интернете.
Если, однако, один и тот же ключевой поток используется для двух сообщений, известных криптоаналитикам как depth, влияние ключевого потока может быть устранено, оставив два открытых текста связанными с помощью XOR. Результат эквивалентен Шифру исполняемого ключа, и два открытых текста могут быть разделены лингвистическими криптоаналитическими методами.
Известная ошибка оператора такого рода позволила британцам провести криптоанализ шифра Лоренца в Bletchley Park во время World Вторая война. Они диагностировали, как генерировался ключевой поток, разработали, как взломать шифр, и прочитали огромное количество высокоуровневых сообщений немецкому высшему командованию и от него, даже не увидев реальной машины Лоренца.
