Azərbaycanca AzərbaycancaБеларускі БеларускіDansk DanskDeutsch DeutschEspañola EspañolaFrançais FrançaisIndonesia IndonesiaItaliana Italiana日本語 日本語Қазақ ҚазақLietuvos LietuvosNederlands NederlandsPortuguês PortuguêsРусский Русскийසිංහල සිංහලแบบไทย แบบไทยTürkçe TürkçeУкраїнська Українська中國人 中國人United State United StateAfrikaans Afrikaans
Підтримка
www.wikidata.uk-ua.nina.az

ADFGVX шифр один з найвідоміших шифрів часів Першої світової війни який використовувався німецькою армією на Західному ф

Шифр ADFGVX

Шифр ADFGVX

ADFGVX-шифр — один з найвідоміших шифрів часів Першої світової війни, який використовувався німецькою армією на Західному фронті. Особливість шифру полягає в тому, що він побудований на поєднанні базових операцій заміни та перестановки. Частина шифру, що відповідає заміні, ґрунтується на квадрат Полібія.

Історія

До кінця Першої світової війни, в той час як більша частина країн світу використовувала або шифр заміни, або шифр перестановки, Німеччина почала використовувати нову систему шифрування ADFGX, яка об'єднала риси обох. Свою назву ця система отримала через  те, що її шифрограми містили тільки літери «A», «D», «F», «G» і «X». Ці літери були обрані не випадковим чином. Якщо їх представити у вигляді крапок і тире коду Морзе, то вони будуть суттєво відрізнятися одна від одної. Таким чином, вибір цих букв мінімізує ризик появи помилок під час телеграфної передачі. Фактично це був квадрат Полібія, в який вписувався латинський алфавіт в певному порядку. Цей шифр був розроблений офіцером зв'язку полковником Фріцем Небелем, який служив у штабі німецької армії, і введений в дію у березні 1918 року.

Повідомлення, зашифровані цим шифром, першими перехопили французи. Робота по «розкриттю» цього шифру була доручена криптоаналітику лейтенанту Жоржу Пенвену.

У червні 1918 року з метою ускладнення шифру, німці додали букву «V», тим самим збільшивши сітку шифрування до 36 символів. Це дозволило включити у відкритий текст цифри від 0 до 9 та букви I і J, які стали шифруватися по-різному. Розширення шифру значно скоротило розмір повідомлень, що містять велику кількість цифр. Шифр став називатися ADFGVX.

Запорука успіху німецьких бойових дій, як в іншому і будь-яких інших, ґрунтувався на факторові раптовості. Тому для забезпечення прихованості повідомлення був необхідний шифр, що володіє найвищою стійкістю. Німці вважали, що ADFGX і ADFGVX шифри були стійкими для злому. Однак, 2 червня 1918 року в результаті копіткої роботи французький офіцер Жорж Пенвен розшифрував шифрограму, де були визначені цілі майбутнього наступу німецьких військ. Успіх Пенвена дозволив французам зірвати атаку й зупинити просування німців.

Опис ADFGX шифру

Процес шифрування починається з малювання сітки розміру 5×5, кожна клітинка заповнюється 25 літерами латинського алфавіту (I та J шифруються однаково). Кожен рядок і стовпець сітки задається однією з 5 букв: «A», «D», «F», «G» і «X». Заповнення сітки здійснюється в довільному порядку, тому одержувач повинен знати розташування кожного елемента, щоб зробити дешифрування.

A D F G X
A F N H E Q
D R D Z O C
F I/J S A G U
G B V K P W
X X M Y T L

Крок перший — заміна

Розглянемо процес шифрування на прикладі невеликого повідомлення: «attack at dawn». На першому кроці кожен символ повідомлення замінюється на пару букв, що позначають рядок і стовпець відповідного символу в сітці. Наприклад, A буде замінено на FF, а B — на GA.

Повідомлення: attack at dawn
Відкритий текст: a t t a c k a t d a w n
Шифротекст на першому кроці: FF XG XG FF DX GF FF XG DD FF GX AD

Досі ми використовували лише просту заміну, і частотного аналізу було б достатньо, щоб розгадати повідомлення.

Крок другий — перестановка

На другому кроці застосовується перестановка, що значно ускладнює криптоаналіз. Перестановка здійснюється в залежності від ключового слова, яке повинно бути відомо одержувачу. Нехай, у нашому прикладі, таким словом буде «BATTLE». Процес перестановки полягає в наступному. Спочатку створюється нова сітка, у верхній частині якої записуються літери ключового слова. Потім, під цим словом порядково записується, отриманий на першому кроці зашифрований текст.

B A T T L E
F F X G X G
F F D X G F
F F X G D D
F F G X A D

Далі, літери ключового слова переставляються в алфавітному порядку разом з відповідними стовпцями сітки.

A B E L T T
F F G X X G
F F F G D X
F F D D X G
F F D A G X

Після чого літери кожного стовпця виписуються по черзі зверху вниз. Отримана послідовність букв утворює остаточний вигляд шифротексту.

Остаточний вигляд шифротекста: F F F F F F F F G F D D X G D A X D X G G X G X

У цьому вигляді шифротекст буде потім переданий за допомогою коду Морзе.

Опис ADFGVX шифру

Шифр ґрунтується на 6 літерах: «A», «D», «F», «G», «V» і «X». Аналогічно шифру ADFGX малюється таблиця розміру 6x6 і випадковим чином заповнюється 26 літерами і 10 цифрами. Розташування елементів в таблиці є частиною ключа.

A D F G V X
A 1 J R 4 H D
D E 2 A V 9 M
F 8 P I N K Z
G B Y U F 6 T
V 5 G X S 3 O
X W L Q 7 C 0

Крок перший — заміна

Крок другий — перестановка

Створюється нова таблиця з ключовим словом у верхньому рядку. В якості ключа візьмемо слово «SECRET». Зазвичай використовуються більш довгі ключові слова або фрази.

S E C R E T
D F G X G X
D F X V F V
X A F F X D
X D G A D A
V D F F F G
F F F G A A
A A D F D X

За аналогією з шифром ADFGX, стовпці таблиці сортуються в алфавітному порядку.

C E E R S T
G F G X D X
X F F V D V
F A X F X D
G D D A X A
F D F F V G
F F A G F A
D A D F A X

Після чого стовпці по черзі записуються в один рядок, утворюючи зашифрований текст.

Остаточний вигляд шифротексту: G X F G F F D F F A D D F A G F X D F A D X V F A F G F D D X X V F A X V D A G A X

Для відновлення вихідного тексту необхідно виконати дії, зворотні шифруванню. Володіючи ключовим словом, послідовність стовпчиків можна привести до первісного порядку. Знаючи розташування символів у вихідній таблиці, можна розшифрувати текст.

Криптоаналіз

Криптоаналіз ADFGX шифру проводив лейтенант французької армії Жорж Пенвен, який зламав його до початку червня 1918 року. Його метод рішення був заснований на пошуку повідомлень зі стандартним початком, які шифрувалися схожим чином, утворюючи схожі моделі в зашифрованому тексті, що відповідало назві стовпців в таблиці перестановок. По досягненню цього кроку потрібно провести значний статистичний аналіз, що було дуже складним завданням, адже все робилося вручну. Подібний підхід був ефективний тільки при перехопленні великої кількості повідомлень.

Однак це був не єдиний прийом, який Пенвен застосовував для злому шифру ADFGX. Він так само використав повторювані фрагменти шифротексту для отримання інформації про ймовірну довжину використовуваного ключа.

Оскільки в зашифрованому тексті використовувалося тільки 5 букв, стало ясно, що шифрування здійснювалося за шаховою схемою. Перший крок полягав в усуненні очевидного припущення. Він справив частотний аналіз пар букв, щоб переконатися, що це не проста заміна за допомогою квадрата Полібія. Результат дав випадковий розподіл пар, з якого Пенвен зробив висновок, що літери були замінені і перемішані.

Тепер він припустив, що шифр є результатом перестановки стовпців, які записувалися, замінені за шаховою схемою літери. Пенвен зміг придумати тонкий хід, щоб звузити можливості для перестановки порядку стовпців. Заміна в шифрі, як описано вище, здійснювалася на основі сітки з літерами «A», «D», «F», «G» та «X» вздовж стовпців і тих же букв вздовж рядків. Він знав, що кожній букві ставилися у відповідність 2, які визначають становище в сітці. Це означало, що після заміни, але перед перестановкою, букви, що позначають стовпець, будуть стояти на парних позиціях, а рядок — на непарних. Тепер згадаємо, що результат заміни записується порядково один під одним, утворюючи колонки. Якщо число таких колонок було парним, то вони будуть складатися або з літер, які задають стовпці, або — що задають рядки. Цей метод дозволив Пенвену попередньо визначити, які стовпці були парними, а які-непарними. Потім він міг об'єднати парні і непарні стовпці пари й виконати частотний аналіз для пар букв, щоб побачити, чи є вони результатом заміни символу відкритого тексту. Після знаходження правильних пар, Пенвен здійснював частотний аналіз для виявлення замінених букв. Залишалося тільки розпізнати принцип транспозиції. Після того, як він визначив схему перестановки для одного повідомлення, він міг зламати будь-яке інше повідомлення з тим же ключем транспозиції.

Нарешті, у квітні 1918 року Пенвену вдалося розшифрувати деякі повідомлення. У ці дні німці посилали велику кількість шифровок. До кінця травня, з огляду на досить великий потік повідомлень, він міг зламувати шифрограми кожен день.

1 червня 1918 року в зашифрованих повідомленнях раптом стала з'являтися літера «V». Німці змінили шифр. Пенвен не знав, чи просто додана нова буква для розширення існуючої системи або ж вони повністю змінили схему шифрування, знищивши всю важку праця французького офіцера. Пенвен продовжив роботу, спираючись на найпростіше припущення, що новий шифр є розширенням старого. І по мірі дослідження зашифрованих текстів, Пейнвен все більше переконувався у правильності своєї гіпотези. Адаптувавши свою роботу над ADFGX до шифру ADFGVX, увечері 2 червня він розгадав вдосконалений німцями код.

Примітки

  1. Richard E. Klima, Neil P. Sigmon. Cryptology: Classical and Modern with Maplets : ( )[] // CRC Press. — 2012. — 1 червня. — С. 55-57. — .
  2. John F. Dooley. A Brief History of Cryptology and Cryptographi Algorithms : ( )[] // Springer Science & Business Media. — 2013. — 2 вересня. — С. 57. — .
  3. Chris Christensen. ADFGVX Cipher : [ 27 квітня 2018] : ( )[]. — С. 4-8.
  4. Саймон Сингх. Книга Шифров:Тайная история шифров и их расшифровки // АСТ: Астрель. — 2009. — 1 липня. — С. 416-417. — .
  5. Codes & Codebreakers In World War 1 : [ 3 травня 2010] : ( )[].
  6. Craig P. Bauer. Secret History: The Story of Cryptology : ( )[] // CRC Press. — 2013. — 2 березня. — С. 191-207. — .

Література

General Solution of the ADFGVX Cipher System, J. Rives Childs, Aegean Park Press, David Kahn The Codebreakers: The Story of Secret Writing (англ.) // New York: Macmillan. — 1967. — С. 340—347. Rob Curley Cryptography: Cracking Codes (англ.) // Britanncia Educational Publishing. — 2013. — 1 июня. — С. 28-30, 54-56. — . Craig P. Bauer. Secret History: The Story of Cryptology. — CRC Press, 2013. — P. 188—207. — 575 p. — .

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет

ADFGVX shifr odin z najvidomishih shifriv chasiv Pershoyi svitovoyi vijni yakij vikoristovuvavsya nimeckoyu armiyeyu na Zahidnomu fronti Osoblivist shifru polyagaye v tomu sho vin pobudovanij na poyednanni bazovih operacij zamini ta perestanovki Chastina shifru sho vidpovidaye zamini gruntuyetsya na kvadrat Polibiya IstoriyaDo kincya Pershoyi svitovoyi vijni v toj chas yak bilsha chastina krayin svitu vikoristovuvala abo shifr zamini abo shifr perestanovki Nimechchina pochala vikoristovuvati novu sistemu shifruvannya ADFGX yaka ob yednala risi oboh Svoyu nazvu cya sistema otrimala cherez te sho yiyi shifrogrami mistili tilki literi A D F G i X Ci literi buli obrani ne vipadkovim chinom Yaksho yih predstaviti u viglyadi krapok i tire kodu Morze to voni budut suttyevo vidriznyatisya odna vid odnoyi Takim chinom vibir cih bukv minimizuye rizik poyavi pomilok pid chas telegrafnoyi peredachi Faktichno ce buv kvadrat Polibiya v yakij vpisuvavsya latinskij alfavit v pevnomu poryadku Cej shifr buv rozroblenij oficerom zv yazku polkovnikom Fricem Nebelem yakij sluzhiv u shtabi nimeckoyi armiyi i vvedenij v diyu u berezni 1918 roku Povidomlennya zashifrovani cim shifrom pershimi perehopili francuzi Robota po rozkrittyu cogo shifru bula doruchena kriptoanalitiku lejtenantu Zhorzhu Penvenu U chervni 1918 roku z metoyu uskladnennya shifru nimci dodali bukvu V tim samim zbilshivshi sitku shifruvannya do 36 simvoliv Ce dozvolilo vklyuchiti u vidkritij tekst cifri vid 0 do 9 ta bukvi I i J yaki stali shifruvatisya po riznomu Rozshirennya shifru znachno skorotilo rozmir povidomlen sho mistyat veliku kilkist cifr Shifr stav nazivatisya ADFGVX Zaporuka uspihu nimeckih bojovih dij yak v inshomu i bud yakih inshih gruntuvavsya na faktorovi raptovosti Tomu dlya zabezpechennya prihovanosti povidomlennya buv neobhidnij shifr sho volodiye najvishoyu stijkistyu Nimci vvazhali sho ADFGX i ADFGVX shifri buli stijkimi dlya zlomu Odnak 2 chervnya 1918 roku v rezultati kopitkoyi roboti francuzkij oficer Zhorzh Penven rozshifruvav shifrogramu de buli viznacheni cili majbutnogo nastupu nimeckih vijsk Uspih Penvena dozvoliv francuzam zirvati ataku j zupiniti prosuvannya nimciv Opis ADFGX shifruProces shifruvannya pochinayetsya z malyuvannya sitki rozmiru 5 5 kozhna klitinka zapovnyuyetsya 25 literami latinskogo alfavitu I ta J shifruyutsya odnakovo Kozhen ryadok i stovpec sitki zadayetsya odniyeyu z 5 bukv A D F G i X Zapovnennya sitki zdijsnyuyetsya v dovilnomu poryadku tomu oderzhuvach povinen znati roztashuvannya kozhnogo elementa shob zrobiti deshifruvannya A D F G X A F N H E Q D R D Z O C F I J S A G U G B V K P W X X M Y T L Krok pershij zamina Rozglyanemo proces shifruvannya na prikladi nevelikogo povidomlennya attack at dawn Na pershomu kroci kozhen simvol povidomlennya zaminyuyetsya na paru bukv sho poznachayut ryadok i stovpec vidpovidnogo simvolu v sitci Napriklad A bude zamineno na FF a B na GA Povidomlennya attack at dawn Vidkritij tekst a t t a c k a t d a w n Shifrotekst na pershomu kroci FF XG XG FF DX GF FF XG DD FF GX AD Dosi mi vikoristovuvali lishe prostu zaminu i chastotnogo analizu bulo b dostatno shob rozgadati povidomlennya Krok drugij perestanovka Na drugomu kroci zastosovuyetsya perestanovka sho znachno uskladnyuye kriptoanaliz Perestanovka zdijsnyuyetsya v zalezhnosti vid klyuchovogo slova yake povinno buti vidomo oderzhuvachu Nehaj u nashomu prikladi takim slovom bude BATTLE Proces perestanovki polyagaye v nastupnomu Spochatku stvoryuyetsya nova sitka u verhnij chastini yakoyi zapisuyutsya literi klyuchovogo slova Potim pid cim slovom poryadkovo zapisuyetsya otrimanij na pershomu kroci zashifrovanij tekst B A T T L E F F X G X G F F D X G F F F X G D D F F G X A D Dali literi klyuchovogo slova perestavlyayutsya v alfavitnomu poryadku razom z vidpovidnimi stovpcyami sitki A B E L T T F F G X X G F F F G D X F F D D X G F F D A G X Pislya chogo literi kozhnogo stovpcya vipisuyutsya po cherzi zverhu vniz Otrimana poslidovnist bukv utvoryuye ostatochnij viglyad shifrotekstu Ostatochnij viglyad shifroteksta F F F F F F F F G F D D X G D A X D X G G X G X U comu viglyadi shifrotekst bude potim peredanij za dopomogoyu kodu Morze Opis ADFGVX shifruShifr gruntuyetsya na 6 literah A D F G V i X Analogichno shifru ADFGX malyuyetsya tablicya rozmiru 6x6 i vipadkovim chinom zapovnyuyetsya 26 literami i 10 ciframi Roztashuvannya elementiv v tablici ye chastinoyu klyucha A D F G V X A 1 J R 4 H D D E 2 A V 9 M F 8 P I N K Z G B Y U F 6 T V 5 G X S 3 O X W L Q 7 C 0 Krok pershij zamina Krok drugij perestanovka Stvoryuyetsya nova tablicya z klyuchovim slovom u verhnomu ryadku V yakosti klyucha vizmemo slovo SECRET Zazvichaj vikoristovuyutsya bilsh dovgi klyuchovi slova abo frazi S E C R E T D F G X G X D F X V F V X A F F X D X D G A D A V D F F F G F F F G A A A A D F D X Za analogiyeyu z shifrom ADFGX stovpci tablici sortuyutsya v alfavitnomu poryadku C E E R S T G F G X D X X F F V D V F A X F X D G D D A X A F D F F V G F F A G F A D A D F A X Pislya chogo stovpci po cherzi zapisuyutsya v odin ryadok utvoryuyuchi zashifrovanij tekst Ostatochnij viglyad shifrotekstu G X F G F F D F F A D D F A G F X D F A D X V F A F G F D D X X V F A X V D A G A X Dlya vidnovlennya vihidnogo tekstu neobhidno vikonati diyi zvorotni shifruvannyu Volodiyuchi klyuchovim slovom poslidovnist stovpchikiv mozhna privesti do pervisnogo poryadku Znayuchi roztashuvannya simvoliv u vihidnij tablici mozhna rozshifruvati tekst KriptoanalizKriptoanaliz ADFGX shifru provodiv lejtenant francuzkoyi armiyi Zhorzh Penven yakij zlamav jogo do pochatku chervnya 1918 roku Jogo metod rishennya buv zasnovanij na poshuku povidomlen zi standartnim pochatkom yaki shifruvalisya shozhim chinom utvoryuyuchi shozhi modeli v zashifrovanomu teksti sho vidpovidalo nazvi stovpciv v tablici perestanovok Po dosyagnennyu cogo kroku potribno provesti znachnij statistichnij analiz sho bulo duzhe skladnim zavdannyam adzhe vse robilosya vruchnu Podibnij pidhid buv efektivnij tilki pri perehoplenni velikoyi kilkosti povidomlen Odnak ce buv ne yedinij prijom yakij Penven zastosovuvav dlya zlomu shifru ADFGX Vin tak samo vikoristav povtoryuvani fragmenti shifrotekstu dlya otrimannya informaciyi pro jmovirnu dovzhinu vikoristovuvanogo klyucha Oskilki v zashifrovanomu teksti vikoristovuvalosya tilki 5 bukv stalo yasno sho shifruvannya zdijsnyuvalosya za shahovoyu shemoyu Pershij krok polyagav v usunenni ochevidnogo pripushennya Vin spraviv chastotnij analiz par bukv shob perekonatisya sho ce ne prosta zamina za dopomogoyu kvadrata Polibiya Rezultat dav vipadkovij rozpodil par z yakogo Penven zrobiv visnovok sho literi buli zamineni i peremishani Teper vin pripustiv sho shifr ye rezultatom perestanovki stovpciv yaki zapisuvalisya zamineni za shahovoyu shemoyu literi Penven zmig pridumati tonkij hid shob zvuziti mozhlivosti dlya perestanovki poryadku stovpciv Zamina v shifri yak opisano vishe zdijsnyuvalasya na osnovi sitki z literami A D F G ta X vzdovzh stovpciv i tih zhe bukv vzdovzh ryadkiv Vin znav sho kozhnij bukvi stavilisya u vidpovidnist 2 yaki viznachayut stanovishe v sitci Ce oznachalo sho pislya zamini ale pered perestanovkoyu bukvi sho poznachayut stovpec budut stoyati na parnih poziciyah a ryadok na neparnih Teper zgadayemo sho rezultat zamini zapisuyetsya poryadkovo odin pid odnim utvoryuyuchi kolonki Yaksho chislo takih kolonok bulo parnim to voni budut skladatisya abo z liter yaki zadayut stovpci abo sho zadayut ryadki Cej metod dozvoliv Penvenu poperedno viznachiti yaki stovpci buli parnimi a yaki neparnimi Potim vin mig ob yednati parni i neparni stovpci pari j vikonati chastotnij analiz dlya par bukv shob pobachiti chi ye voni rezultatom zamini simvolu vidkritogo tekstu Pislya znahodzhennya pravilnih par Penven zdijsnyuvav chastotnij analiz dlya viyavlennya zaminenih bukv Zalishalosya tilki rozpiznati princip transpoziciyi Pislya togo yak vin viznachiv shemu perestanovki dlya odnogo povidomlennya vin mig zlamati bud yake inshe povidomlennya z tim zhe klyuchem transpoziciyi Nareshti u kvitni 1918 roku Penvenu vdalosya rozshifruvati deyaki povidomlennya U ci dni nimci posilali veliku kilkist shifrovok Do kincya travnya z oglyadu na dosit velikij potik povidomlen vin mig zlamuvati shifrogrami kozhen den 1 chervnya 1918 roku v zashifrovanih povidomlennyah raptom stala z yavlyatisya litera V Nimci zminili shifr Penven ne znav chi prosto dodana nova bukva dlya rozshirennya isnuyuchoyi sistemi abo zh voni povnistyu zminili shemu shifruvannya znishivshi vsyu vazhku pracya francuzkogo oficera Penven prodovzhiv robotu spirayuchis na najprostishe pripushennya sho novij shifr ye rozshirennyam starogo I po miri doslidzhennya zashifrovanih tekstiv Pejnven vse bilshe perekonuvavsya u pravilnosti svoyeyi gipotezi Adaptuvavshi svoyu robotu nad ADFGX do shifru ADFGVX uvecheri 2 chervnya vin rozgadav vdoskonalenij nimcyami kod PrimitkiRichard E Klima Neil P Sigmon Cryptology Classical and Modern with Maplets CRC Press 2012 1 chervnya S 55 57 ISBN 978 1 4398 7241 3 John F Dooley A Brief History of Cryptology and Cryptographi Algorithms Springer Science amp Business Media 2013 2 veresnya S 57 ISBN 978 3 319 01628 3 Chris Christensen ADFGVX Cipher 27 kvitnya 2018 S 4 8 Sajmon Singh Kniga Shifrov Tajnaya istoriya shifrov i ih rasshifrovki AST Astrel 2009 1 lipnya S 416 417 ISBN 978 5 271 14453 0 Codes amp Codebreakers In World War 1 3 travnya 2010 Craig P Bauer Secret History The Story of Cryptology CRC Press 2013 2 bereznya S 191 207 ISBN 978 1 4665 6186 1 LiteraturaGeneral Solution of the ADFGVX Cipher System J Rives Childs Aegean Park Press ISBN 0 89412 284 3 David Kahn The Codebreakers The Story of Secret Writing angl New York Macmillan 1967 S 340 347 Rob Curley Cryptography Cracking Codes angl Britanncia Educational Publishing 2013 1 iyunya S 28 30 54 56 ISBN 978 1 62275 036 8 Craig P Bauer Secret History The Story of Cryptology CRC Press 2013 P 188 207 575 p ISBN 978 1 4665 6187 8

Дата публікації:
Топ