Jednoduchá monoalfabetická šifra: Porovnání verzí
m |
|||
| (Není zobrazeno 5 mezilehlých verzí od stejného uživatele.) | |||
| Řádek 1: | Řádek 1: | ||
{{Pracuje se}} | {{Pracuje se}} | ||
| − | '''Jednoduchá monoalfabetická šifra''', někdy též známá pod názvem '''jednoduchá substituční šifra''' je příkladem [[Substituční šifry|substitučních šifer]], která slouží především pro generalizaci a demonstraci silných a slabých stránek monoalfabetických substitučních šifer. Ostatní příklady monoalfabetických substitučních šifer jsou v zásadě speciálními typy '''jednoduché monoalfabetické šifry''' (například [[Caesarova šifra]]).<ref name="Šrámek"> | + | '''Jednoduchá monoalfabetická šifra''', někdy též známá pod názvem '''obecná monoalfabetická šifra'''<ref name="Podstata">PODSTATA, Josef. '' Kryptoanalýza klasických šifer'' [online]. Olomouc: Univerzita Palackého v Olomouci, 2016, 45 s. [cit. 2018-05-23]. Dostupné také z: https://theses.cz/id/spahu1. Bakalářská práce. Univerzita |
| + | Palackého v Olomouci, Přírodovědecká fakulta, Katedra informatiky. Vedoucí práce Eduard Bart.</ref>, '''přeházená abeceda'''<ref name="Šustal">ŠŮSTAL, Ondřej. ''Aplikace pro kryptoanalýzu substitučních šifer'' [online]. Zlín: Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, 2015, 55 s. [cit. 2018-05-20]. Dostupné také z: http://hdl.handle.net/10563/34256. Bakalářská práce. Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně. Fakulta aplikované informatiky, Ústav automatizace a řídicí techniky. Vedoucí práce Roman Šenkeřík.</ref> či '''jednoduchá substituční šifra''' je příkladem [[Substituční šifry|substitučních šifer]], která slouží především pro generalizaci a demonstraci silných a slabých stránek monoalfabetických substitučních šifer. Ostatní příklady monoalfabetických substitučních šifer jsou v zásadě speciálními typy '''jednoduché monoalfabetické šifry''' (například [[Caesarova šifra]]).<ref name="Šrámek">ŠRÁMEK, Jan. ''Základní šifrovací systémy a moderní aplikace šifer'' [online]. Praha: Bankovní institut vysoká škola Praha, 2009. 48 s. [cit. 2018-05-21]. Dostupné také z:<https://theses.cz/id/60n0xn/>. Bakalářská práce. Bankovní institut vysoká škola Praha. Katedra informačních technologií. Vedoucí práce Vladimír Beneš</ref> | ||
<br /> | <br /> | ||
<br /> | <br /> | ||
Základní princip '''Jednoduché monoalfabetické šifry''' spočívá v přiřazení každému znaku abecedy jiný znak ve stejné abecedě. Počet různých klíču, které mohou být použity se rovná počtu způsobů, kterými je možné seřadit použitou abecedu. V případě anglické abecedy s 26 znaky jde o 26!=403291461126605635584000000 různých kombinací. Tento počet činí jednoduchou monoalfabetickou šifru velmi odolnou proti útokům hrubou silou.<ref name="Šrámek" /> | Základní princip '''Jednoduché monoalfabetické šifry''' spočívá v přiřazení každému znaku abecedy jiný znak ve stejné abecedě. Počet různých klíču, které mohou být použity se rovná počtu způsobů, kterými je možné seřadit použitou abecedu. V případě anglické abecedy s 26 znaky jde o 26!=403291461126605635584000000 různých kombinací. Tento počet činí jednoduchou monoalfabetickou šifru velmi odolnou proti útokům hrubou silou.<ref name="Šrámek" /> | ||
| − | + | <br /> | |
| + | === Varianty jednoduché monoalfabetické šifry === | ||
| + | Jednoduchá monoalfabetická šifra může být upravena do takové podoby, kdy jednotlivé znaky (případně skupiny znaků, slova a podobně) jsou nahrazeny zcela jinými symboly či obrázky. Je možné také použít znaky zcela jiné abecedy a pokud v takové abecedě je více znaků, je možné přebytečné náhodně rozesýt do textu jako takzvané klamače (symboly navíc, které nijak nesouvisejí s otevřeným textem a nenesou žádný význam).<ref name="Podstata" /> | ||
== Dešifrování jednoduché monoalfabetické šifry == | == Dešifrování jednoduché monoalfabetické šifry == | ||
Dešifrování jednoduché monoalfabetické šifry probíhá za použití symetrického klíče. Obě strany tedy mají stejný klíč, liší se však postup šifrování a dešifrování. Při šifrování se převádí znak z abecedy otevřeného textu do abecedy šifry, při dešifrování naopak (z abecedy šifry do abecedy otevřeného textu).<ref name="Šrámek" /> | Dešifrování jednoduché monoalfabetické šifry probíhá za použití symetrického klíče. Obě strany tedy mají stejný klíč, liší se však postup šifrování a dešifrování. Při šifrování se převádí znak z abecedy otevřeného textu do abecedy šifry, při dešifrování naopak (z abecedy šifry do abecedy otevřeného textu).<ref name="Šrámek" /> | ||
| − | + | <br /> | |
== Nevýhody == | == Nevýhody == | ||
| − | Základní nevýhodou je délka klíče, která odpovídá počtu znaků v abecedě. Problém spočívá předevśím v lidském faktoru, kdy klíč můze být tězko zapamatovatelný. Při zaznamenání hesla vznikají další problémy, například vznik kopie, odcizení, ztráta... Ve snaze těmto problémům předejít vznikly různé systémy pro generování klíče. Jednou z běžných metod bylo využití | + | Základní nevýhodou je délka klíče, která odpovídá počtu znaků v abecedě. Problém spočívá předevśím v lidském faktoru, kdy klíč můze být tězko zapamatovatelný. Při zaznamenání hesla vznikají další problémy, například vznik kopie, odcizení, ztráta... Ve snaze těmto problémům předejít vznikly různé systémy pro generování klíče. Jednou z běžných metod bylo využití dohodnutého slova, sousloví či věty, ze které se odstraní všechny duplicitní znaky a zbylé znaky abecedy, které se ve větě nevyskytovaly, se doplní na konec v abecedním pořadí.<ref name="Šrámek" /> Tato metoda je také známá jako šifrování za '''využití klíčového slova'''.<ref name="Šustal" /> |
| + | <br /> | ||
<br /> | <br /> | ||
| − | Další nevýhodou je, že různé klíče mohou některá slova zašifrovat stejně. Hrozí pak odhadnutí zpravy i při uhodnutí zlomku klíče.<ref name="Šrámek" /> | + | Další nevýhodou je, že různé klíče mohou některá slova zašifrovat stejně. Hrozí pak odhadnutí zpravy i při uhodnutí zlomku klíče.<ref name="Šrámek" /> <br /> |
| + | Vícenásobné šifrování za pomoci aplikování dvou jednoduchých monoalfabetických šifer za sebou nemá žádný význam. Pokud se například v prvním šifrování zašifruje ''a → b'' a v druhém ''b → c'', je výsledná šifra totožná jako kdyby se rovnou šifrovalo ''a → c''. Tato vlastnost bývá označována jako '''tranzitivita postupné substituce'''.<ref name="Podstata" /> | ||
<br /> | <br /> | ||
| − | Největší slabinou jednoduché monoalfabetické šifry je využití metody [[Frekvenční analýza|Frekvenční analýzy]] pro její rozluštění. I když se znak ve zprávě nahradí za jiný, jeho frekvence zůstane stejná.<ref name="Šrámek" /> | + | == Kryptoanalýza jednoduché monoalfabetické šifry == |
| + | Největší slabinou jednoduché monoalfabetické šifry je využití metody [[Frekvenční analýza|Frekvenční analýzy]] pro její rozluštění. I když se znak ve zprávě nahradí za jiný, jeho frekvence zůstane stejná.<ref name="Šrámek" /> V případě jednoduché monoalfabetické šifry nemusí mít frekvenční analýza zaměřená pouze na jednotlivé znaky vždy jednoznačné výsledky. Pro zvýšení úspěsnosti se doporučuje frekvenční analýzu aplikovat na bigramy či trigramy.<ref name="Podstata" /> | ||
== Odkazy == | == Odkazy == | ||
=== Reference === | === Reference === | ||
Aktuální verze z 23. 5. 2018, 20:54
|
Na této stránce se právě pracuje. Prosím needitujte tuto stránku, dokud na ní zůstává tato šablona. Předejdete tak editačnímu konfliktu. Jestliže uběhla od poslední editace doba alespoň dvou dnů, neváhejte tuto šablonu odstranit. |
|
Jednoduchá monoalfabetická šifra, někdy též známá pod názvem obecná monoalfabetická šifra[1], přeházená abeceda[2] či jednoduchá substituční šifra je příkladem substitučních šifer, která slouží především pro generalizaci a demonstraci silných a slabých stránek monoalfabetických substitučních šifer. Ostatní příklady monoalfabetických substitučních šifer jsou v zásadě speciálními typy jednoduché monoalfabetické šifry (například Caesarova šifra).[3]
Základní princip Jednoduché monoalfabetické šifry spočívá v přiřazení každému znaku abecedy jiný znak ve stejné abecedě. Počet různých klíču, které mohou být použity se rovná počtu způsobů, kterými je možné seřadit použitou abecedu. V případě anglické abecedy s 26 znaky jde o 26!=403291461126605635584000000 různých kombinací. Tento počet činí jednoduchou monoalfabetickou šifru velmi odolnou proti útokům hrubou silou.[3]
Obsah
Varianty jednoduché monoalfabetické šifry
Jednoduchá monoalfabetická šifra může být upravena do takové podoby, kdy jednotlivé znaky (případně skupiny znaků, slova a podobně) jsou nahrazeny zcela jinými symboly či obrázky. Je možné také použít znaky zcela jiné abecedy a pokud v takové abecedě je více znaků, je možné přebytečné náhodně rozesýt do textu jako takzvané klamače (symboly navíc, které nijak nesouvisejí s otevřeným textem a nenesou žádný význam).[1]
Dešifrování jednoduché monoalfabetické šifry
Dešifrování jednoduché monoalfabetické šifry probíhá za použití symetrického klíče. Obě strany tedy mají stejný klíč, liší se však postup šifrování a dešifrování. Při šifrování se převádí znak z abecedy otevřeného textu do abecedy šifry, při dešifrování naopak (z abecedy šifry do abecedy otevřeného textu).[3]
Nevýhody
Základní nevýhodou je délka klíče, která odpovídá počtu znaků v abecedě. Problém spočívá předevśím v lidském faktoru, kdy klíč můze být tězko zapamatovatelný. Při zaznamenání hesla vznikají další problémy, například vznik kopie, odcizení, ztráta... Ve snaze těmto problémům předejít vznikly různé systémy pro generování klíče. Jednou z běžných metod bylo využití dohodnutého slova, sousloví či věty, ze které se odstraní všechny duplicitní znaky a zbylé znaky abecedy, které se ve větě nevyskytovaly, se doplní na konec v abecedním pořadí.[3] Tato metoda je také známá jako šifrování za využití klíčového slova.[2]
Další nevýhodou je, že různé klíče mohou některá slova zašifrovat stejně. Hrozí pak odhadnutí zpravy i při uhodnutí zlomku klíče.[3]
Vícenásobné šifrování za pomoci aplikování dvou jednoduchých monoalfabetických šifer za sebou nemá žádný význam. Pokud se například v prvním šifrování zašifruje a → b a v druhém b → c, je výsledná šifra totožná jako kdyby se rovnou šifrovalo a → c. Tato vlastnost bývá označována jako tranzitivita postupné substituce.[1]
Kryptoanalýza jednoduché monoalfabetické šifry
Největší slabinou jednoduché monoalfabetické šifry je využití metody Frekvenční analýzy pro její rozluštění. I když se znak ve zprávě nahradí za jiný, jeho frekvence zůstane stejná.[3] V případě jednoduché monoalfabetické šifry nemusí mít frekvenční analýza zaměřená pouze na jednotlivé znaky vždy jednoznačné výsledky. Pro zvýšení úspěsnosti se doporučuje frekvenční analýzu aplikovat na bigramy či trigramy.[1]
Odkazy
Reference
- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 PODSTATA, Josef. Kryptoanalýza klasických šifer [online]. Olomouc: Univerzita Palackého v Olomouci, 2016, 45 s. [cit. 2018-05-23]. Dostupné také z: https://theses.cz/id/spahu1. Bakalářská práce. Univerzita Palackého v Olomouci, Přírodovědecká fakulta, Katedra informatiky. Vedoucí práce Eduard Bart.
- ↑ 2,0 2,1 ŠŮSTAL, Ondřej. Aplikace pro kryptoanalýzu substitučních šifer [online]. Zlín: Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, 2015, 55 s. [cit. 2018-05-20]. Dostupné také z: http://hdl.handle.net/10563/34256. Bakalářská práce. Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně. Fakulta aplikované informatiky, Ústav automatizace a řídicí techniky. Vedoucí práce Roman Šenkeřík.
- ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 ŠRÁMEK, Jan. Základní šifrovací systémy a moderní aplikace šifer [online]. Praha: Bankovní institut vysoká škola Praha, 2009. 48 s. [cit. 2018-05-21]. Dostupné také z:<https://theses.cz/id/60n0xn/>. Bakalářská práce. Bankovní institut vysoká škola Praha. Katedra informačních technologií. Vedoucí práce Vladimír Beneš
Související články
Asymetrická_kryptografie
Caesarova šifra
Historický vývoj kryptografie v období světových válek
Informační bezpečnost - její klíčové aspekty, hrozby a minimalizace rizika
Moderní použití kryptologie
Symetrická_kryptografie
Šifrování s veřejným klíčem (metoda RSA)
Šifry
Základní pojmy v kryptologii
Základní rozdělení kryptologie
Klíčová slova
Kryptografie, Šifra, Šifrování, Šifrovací klíč, Klasické šifry
Text je dostupný pod licencí Creative Commons Uveďte autora 3.0 Česko při dodržení případných autorských práv a dalších podmínek
© 2013 ISSN: 2336-5897
