ThEBLaCkDeaTH
Banned
Vinegere Şifresi [Çok alfabeli şifreleme]
Sade(basit) yer değiştirmeli şifrelemelerinin yineleme analizine karşı zayıf ve
savunmasız olmaları onların en büyük problemlerinden biridir. Bu yüzden şifrelemeyi
daha güvenli yapmak için kriptograflar uzun zamandır, yineleme analizine karşı
dirençli ve dayanıklı şifreleme teknikleri geliştirilmesine ilgi duyuyorlar. en
genel yaklaşımlardan biride, normal yineleme bilgisini mesajı şifrelerken birden
fazla alfanbe kullanarak bastırmak ve önlemektir. Bir çok alfabeli yer değiştirme
şifresi, iki veya daha fazla şifre alfabesinin kullanılmasını gerektirir. Harf ile
yer değiştirmesi arasında bire-bir ilişki olmasındansa, ikisi arasında bire-çok
ilişki olur.
Vinegere Tablosu
Vinegere işfresi 16ncı yüzyılda Fransa 3ncü Henry Kraliyet maiyetinde Blaise
deVinegere tarafından önerilern Vinegere şifresi, aşağıdaki tabloya bağlı olan bir
çok alfabeli yer değiştirme şifresidir.
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
A A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
B B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A
C C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B
D D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C
E E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D
F F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E
G G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F
H H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G
I I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H
J J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I
K K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J
L L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K
M M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L
N N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M
O O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N
P P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O
Q Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P
R R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q
S S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R
T T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S
U U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T
V V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U
W W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V
X X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W
Y Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X
Z Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y
Not alın tablodaki her satır Sezar(Caesar) Şifresine karşılık gelmektedir. İlk
satırdaki dönme sıfırdır, ikincide 1 ve son satırda 25'tir.
Vigenere şifresi mesajı şifrelerken bu tabloyu bir anahtar kelime ile kullanır.
Örnek olarak biz aşağıdaki düz metni RELATIONS anahtar kelimesi ile şifreleyelim:
TO BE OR NOT TOBE THAT IS THE QUESTION
Yeterli kadar tekrar edecek şekilde anahtar kelimeyi yazarız.(Düz metin uzunluğu
kadar) Tabloyu kullanrak şifrelenmiş metni yaratmak için karşılık gelen her anahtar
kelimenin harfinin satırı ile ona karşılık gelen düz metin harfinin sütununun
karşılığında bulunulan kesindeki harf bize düz metnin o harfi için şifrelenmiş harfi
verir.
Anahtar Kelime: RELET IONSR ELATI ONSRE LATIO NSREL
Düz Metin : TOBEO RNOTT OBETH ATIST HEQUE STION
Şifre Metni : KSMEH ZBBLK SMEMP OGAJX SEJCS FLZSY
Şifrelenmiş metnin deşifrelenmesi aynı derecede açık ve basittir. Biri anahtar
kelimeyi tekrarlı olarak mesajın üstüne yazar
Anahtar Kelime: RELET IONSR ELATI ONSRE LATIO NSREL
Şifre Metni : KSMEH ZBBLK SMEMP OGAJX SEJCS FLZSY
Düz Metin : TOBEO RNOTT OBETH ATIST HEQUE STION
Bu sefer anahtar kelimenin bir harfini tablodan bir sütun seçmek için kullanırız ve
sütundan aşağı şifrelenmiş metnin harfini içeren satıra kadar tararız. Şifrelenmiş
metnin harfini içeren satırın indexi bize düz metnin harfini verir.
Vigenere şifresinin yineleme analizine karşı olanı dayanıklılığını yukardaki
şifrelenmiş metni inceleyerek görebilirsiniz. Dikkat ederseniz düz metinde 7 tane
"T" harfi var ve bunlar şifrelenmiş halde "H", "L", "K", "M", "G", "X" ve "L" olarak
şifrelenmişlerdir.Bu ingilzcedeki "T" nin yinelenme özelliklerini başarıyla
saklar.[]. Bu nedenle, Vigenere şifresiyle şifrelenmiş herhangi bir mesajı anahtar
kelimesinde harfler harfler olan birçok sade yerdeğiştirme şifrelemesinin
kolleksiyonu gibidir.
Vigenere şifresi bir alan şifresinin tüm özelliklerine sahip olmasına rağmen
-kolayca ulaşılabilr bir anahtar kelive ve bir tablo, başka bir aparat istemz,
uygulaması basit vb.- popüler olamamıştır. Bunun bir türevi olan -Gronsfeld Şifresi
olarak bilinen- Almanyada popüler olmuş ve oOrta Avrupada geniş bir alanda
kullanılmıştır. Gronsfeld türü anahtar kelime yerine anahtar sayılar kullanmaktadır
fakat diğer tüm bakımlarda değişmez kalmıştır(diğer tüm özellikleri aynıdır yani).
Gronsfeld Şifresi, Vigenerenin 26 dönüşümlü alfabesine karşın sadece 10 dönüşümlü
alfabesiyle (0...9) Vigenereye göre daha zayıf bir tekniktir.
Vigenere şifresini Çözmek : Kasiski/Kerchoff Metodu
Vigenere gibi yerdeğiştirme şifrelerinin protik olarak 300 yıldır kırılamadığı kabul
edilir.1863 yılında Kasiski isminde Prusyalı bir büyük, anahtar kelimenin
uzunluğunun bulunması ve mesajın bir çok sade yerdeğiştirme kriptogramlarına
bölümünden oluşan bir metod oluşturmuştur. Yineleme analizi geri kalan yer
değiştirmeleri çözmek için kullanılır.
Anahtar kelimenin uzunluğu için Kasiskinin geliştirdiği teknik, şifrelenmiş
metindeki tekrarlanan ikililerin arasındaki mesafelerin ölçülmesine dayanıyor.
Kriptogramda, düz metnin 0 ve 9ncu sırasında "TO" hecesi tekrarlanır ve kusursuz bir
şekilde anahtar kelimenin ilk iki harfine denk gelir. Bu nedenle kriptogram aynı
"KS" şifrelenmiş ikilisini yaratır. Bu, aynı şekilde metnin 2 ve 11nci sıralarında
başlayan ve "ME" şeklinde şifrelenen "BE" hecesi içinde söylenebilir. Gerçekte
Vigenere şifresi ile şifrelenen her mesaj, birçok tekrarlı ikili verecektir.
Tekrarlanan her ikili aynı düz metin ikilisinin şifrelenmesinin sonucu olmamasına
rağmen, çoğu olacaktır, ve bu şifreyi kırmamıza temel sağlayacaktır.Yinelenen
ikililerin aralarındaki mesafeyi ölçerek çarpanlarını bularak(ki bu durumda mesafe 9
oluyor) Kasiski anahtar kelimenin uzunluğunu tahmin edebiliyor. Örneğe bakalım:
Yer : 01234 56789 01234 56789 01234 56789
Anahatar Kelime : RELAT IONSR ELATI ONSRE LATIO NSREL
Düz Metin : TOBEO RNOTT OBETH ATIST HEQUE STION
Şifremetni : KSMEH ZBBLK SMEMP OGAJX SEJCS FLZSY
Kasiski metodu aşağıdaki listedeki gibi birşey yaratacaktır:
Tekrarlanan Yer Mesafe Çarpanlar
İkili
KS 9 9 3,9
SM 10 9 3,9
ME 11 9 3,9
...
Tekrarlanan ikililerin mesafelerinin çarpanları mümkün olan anahtar uzunluğunu
tamamlamak için bir yoldur, sık takrarlanan bu çarpanlar anahtar kelimenin uzunluğu
için en iyi adaylardır. Dikkat edersiniz ki, bu örnekte 3'de 9'un bir çarpanıdır,
hem 3 hemde 9 anahtar kelimenin uzunluğu için makul adaylardır. Bu örnekte bizim
favorimiz olmasına rağmen, bütün seçenekleri çok küçük bir listeye indirgedik.
Şunada dikkat ediniz ki eğer uzun bir şifreli metin aynı anahtar kelime (RELATIONS)
ile şifrelenmişse, 9'un katlarında tekrarlanan ikililer bulmayı bekleyebiliriz.
(9..18..27..36..81..vb). Burda 3'de aynı zamanda bir çarpandır! Kasiskinin en önemli
katkısı tekrarlanan ikilileri ve bunun analiz etmek için bir metod geliştirmeyi fark
etmiş olmasıdır(mesafelerin çarpanı).
Bir kez anahtar kelimenin uzunluğu biliniyorsa şifreli metin sade yerdeğiştirme
kriptogramlarına parçalanabilir. 9 haneli bir anahtar kelime için şifreli metindeki
her 9ncu harf aynı anahtar kelimenin harfi ile şifrelenmiştir.[].Gerçek Kasiski
metodu, bu basit ikili yer değiştirmeleri yineleme analizi ve diğer standart
teknikleri kullanıp analiz ederek ilerler.Bu metodun bir farklı türevi de Fransız
kriptograf Kerchoff tarafından önerilen, anahtar kelimenin doğrudan bulunması ve
kriptogramın deşifre edilmesine dayanır. Kerchoffun metodunda kriptogram içinde
benzer ikililerin olduğu birkaç sütun ayrıldıktan sonr, her sütündaki yinelenmeler
birebir eşleştirilir ve sonra anahtar mantıksal ve yinelenme analizleri kullanılarak
bulunur. Örneğin ilk sütundaki en sık kullanılan harfin "K" olduğunu varsayalım. Biz
"K" nın ingilizcedeki "E"ye karşılık geldiğinin varsayımını yapabiliriz. Bu noktada
Vigenere tablosunu kullanırsak görebilirizki ingilizcedeki "E", "K" harfine
dönüşmüş, bu!
na göre tablodaki "G" sütunu anahtar kelimenin ilk harfinin olduğu satırdır.
Bu el ile yaptığımız yaklaşımdaki problem, kısa mesajlarda, her sütundaki "E" için
birkaç çok iyi aday olacaktır. Bu bazı varsayımlar gerektirecektir. Bunlar oldukça
sıkıcı, bıktırıcı ve karmaşıktır. Bunun için Anahtar kelimenin her harfi tarafından
kullanılan alfabeyi bulmak için daha duyarlı bir teste ihtiyacımız var. Vigenere
tablosunun her satırının bir Sezar(Caesar) döngüsü olduğunu hatırlayalım,
"chi-square" testini kullanarak, 26 mümkün dönüşümün hangisinin anahtar kelimenin
her harfine uygulandığını bulabiliriz(belirleyebiliriz). Kerchoff metodunun modern
versiyonu çok etkili olarak ortaya çıkmıştır..
Sade(basit) yer değiştirmeli şifrelemelerinin yineleme analizine karşı zayıf ve
savunmasız olmaları onların en büyük problemlerinden biridir. Bu yüzden şifrelemeyi
daha güvenli yapmak için kriptograflar uzun zamandır, yineleme analizine karşı
dirençli ve dayanıklı şifreleme teknikleri geliştirilmesine ilgi duyuyorlar. en
genel yaklaşımlardan biride, normal yineleme bilgisini mesajı şifrelerken birden
fazla alfanbe kullanarak bastırmak ve önlemektir. Bir çok alfabeli yer değiştirme
şifresi, iki veya daha fazla şifre alfabesinin kullanılmasını gerektirir. Harf ile
yer değiştirmesi arasında bire-bir ilişki olmasındansa, ikisi arasında bire-çok
ilişki olur.
Vinegere Tablosu
Vinegere işfresi 16ncı yüzyılda Fransa 3ncü Henry Kraliyet maiyetinde Blaise
deVinegere tarafından önerilern Vinegere şifresi, aşağıdaki tabloya bağlı olan bir
çok alfabeli yer değiştirme şifresidir.
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
A A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
B B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A
C C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B
D D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C
E E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D
F F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E
G G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F
H H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G
I I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H
J J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I
K K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J
L L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K
M M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L
N N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M
O O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N
P P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O
Q Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P
R R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q
S S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R
T T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S
U U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T
V V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U
W W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V
X X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W
Y Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X
Z Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y
Not alın tablodaki her satır Sezar(Caesar) Şifresine karşılık gelmektedir. İlk
satırdaki dönme sıfırdır, ikincide 1 ve son satırda 25'tir.
Vigenere şifresi mesajı şifrelerken bu tabloyu bir anahtar kelime ile kullanır.
Örnek olarak biz aşağıdaki düz metni RELATIONS anahtar kelimesi ile şifreleyelim:
TO BE OR NOT TOBE THAT IS THE QUESTION
Yeterli kadar tekrar edecek şekilde anahtar kelimeyi yazarız.(Düz metin uzunluğu
kadar) Tabloyu kullanrak şifrelenmiş metni yaratmak için karşılık gelen her anahtar
kelimenin harfinin satırı ile ona karşılık gelen düz metin harfinin sütununun
karşılığında bulunulan kesindeki harf bize düz metnin o harfi için şifrelenmiş harfi
verir.
Anahtar Kelime: RELET IONSR ELATI ONSRE LATIO NSREL
Düz Metin : TOBEO RNOTT OBETH ATIST HEQUE STION
Şifre Metni : KSMEH ZBBLK SMEMP OGAJX SEJCS FLZSY
Şifrelenmiş metnin deşifrelenmesi aynı derecede açık ve basittir. Biri anahtar
kelimeyi tekrarlı olarak mesajın üstüne yazar
Anahtar Kelime: RELET IONSR ELATI ONSRE LATIO NSREL
Şifre Metni : KSMEH ZBBLK SMEMP OGAJX SEJCS FLZSY
Düz Metin : TOBEO RNOTT OBETH ATIST HEQUE STION
Bu sefer anahtar kelimenin bir harfini tablodan bir sütun seçmek için kullanırız ve
sütundan aşağı şifrelenmiş metnin harfini içeren satıra kadar tararız. Şifrelenmiş
metnin harfini içeren satırın indexi bize düz metnin harfini verir.
Vigenere şifresinin yineleme analizine karşı olanı dayanıklılığını yukardaki
şifrelenmiş metni inceleyerek görebilirsiniz. Dikkat ederseniz düz metinde 7 tane
"T" harfi var ve bunlar şifrelenmiş halde "H", "L", "K", "M", "G", "X" ve "L" olarak
şifrelenmişlerdir.Bu ingilzcedeki "T" nin yinelenme özelliklerini başarıyla
saklar.[]. Bu nedenle, Vigenere şifresiyle şifrelenmiş herhangi bir mesajı anahtar
kelimesinde harfler harfler olan birçok sade yerdeğiştirme şifrelemesinin
kolleksiyonu gibidir.
Vigenere şifresi bir alan şifresinin tüm özelliklerine sahip olmasına rağmen
-kolayca ulaşılabilr bir anahtar kelive ve bir tablo, başka bir aparat istemz,
uygulaması basit vb.- popüler olamamıştır. Bunun bir türevi olan -Gronsfeld Şifresi
olarak bilinen- Almanyada popüler olmuş ve oOrta Avrupada geniş bir alanda
kullanılmıştır. Gronsfeld türü anahtar kelime yerine anahtar sayılar kullanmaktadır
fakat diğer tüm bakımlarda değişmez kalmıştır(diğer tüm özellikleri aynıdır yani).
Gronsfeld Şifresi, Vigenerenin 26 dönüşümlü alfabesine karşın sadece 10 dönüşümlü
alfabesiyle (0...9) Vigenereye göre daha zayıf bir tekniktir.
Vigenere şifresini Çözmek : Kasiski/Kerchoff Metodu
Vigenere gibi yerdeğiştirme şifrelerinin protik olarak 300 yıldır kırılamadığı kabul
edilir.1863 yılında Kasiski isminde Prusyalı bir büyük, anahtar kelimenin
uzunluğunun bulunması ve mesajın bir çok sade yerdeğiştirme kriptogramlarına
bölümünden oluşan bir metod oluşturmuştur. Yineleme analizi geri kalan yer
değiştirmeleri çözmek için kullanılır.
Anahtar kelimenin uzunluğu için Kasiskinin geliştirdiği teknik, şifrelenmiş
metindeki tekrarlanan ikililerin arasındaki mesafelerin ölçülmesine dayanıyor.
Kriptogramda, düz metnin 0 ve 9ncu sırasında "TO" hecesi tekrarlanır ve kusursuz bir
şekilde anahtar kelimenin ilk iki harfine denk gelir. Bu nedenle kriptogram aynı
"KS" şifrelenmiş ikilisini yaratır. Bu, aynı şekilde metnin 2 ve 11nci sıralarında
başlayan ve "ME" şeklinde şifrelenen "BE" hecesi içinde söylenebilir. Gerçekte
Vigenere şifresi ile şifrelenen her mesaj, birçok tekrarlı ikili verecektir.
Tekrarlanan her ikili aynı düz metin ikilisinin şifrelenmesinin sonucu olmamasına
rağmen, çoğu olacaktır, ve bu şifreyi kırmamıza temel sağlayacaktır.Yinelenen
ikililerin aralarındaki mesafeyi ölçerek çarpanlarını bularak(ki bu durumda mesafe 9
oluyor) Kasiski anahtar kelimenin uzunluğunu tahmin edebiliyor. Örneğe bakalım:
Yer : 01234 56789 01234 56789 01234 56789
Anahatar Kelime : RELAT IONSR ELATI ONSRE LATIO NSREL
Düz Metin : TOBEO RNOTT OBETH ATIST HEQUE STION
Şifremetni : KSMEH ZBBLK SMEMP OGAJX SEJCS FLZSY
Kasiski metodu aşağıdaki listedeki gibi birşey yaratacaktır:
Tekrarlanan Yer Mesafe Çarpanlar
İkili
KS 9 9 3,9
SM 10 9 3,9
ME 11 9 3,9
...
Tekrarlanan ikililerin mesafelerinin çarpanları mümkün olan anahtar uzunluğunu
tamamlamak için bir yoldur, sık takrarlanan bu çarpanlar anahtar kelimenin uzunluğu
için en iyi adaylardır. Dikkat edersiniz ki, bu örnekte 3'de 9'un bir çarpanıdır,
hem 3 hemde 9 anahtar kelimenin uzunluğu için makul adaylardır. Bu örnekte bizim
favorimiz olmasına rağmen, bütün seçenekleri çok küçük bir listeye indirgedik.
Şunada dikkat ediniz ki eğer uzun bir şifreli metin aynı anahtar kelime (RELATIONS)
ile şifrelenmişse, 9'un katlarında tekrarlanan ikililer bulmayı bekleyebiliriz.
(9..18..27..36..81..vb). Burda 3'de aynı zamanda bir çarpandır! Kasiskinin en önemli
katkısı tekrarlanan ikilileri ve bunun analiz etmek için bir metod geliştirmeyi fark
etmiş olmasıdır(mesafelerin çarpanı).
Bir kez anahtar kelimenin uzunluğu biliniyorsa şifreli metin sade yerdeğiştirme
kriptogramlarına parçalanabilir. 9 haneli bir anahtar kelime için şifreli metindeki
her 9ncu harf aynı anahtar kelimenin harfi ile şifrelenmiştir.[].Gerçek Kasiski
metodu, bu basit ikili yer değiştirmeleri yineleme analizi ve diğer standart
teknikleri kullanıp analiz ederek ilerler.Bu metodun bir farklı türevi de Fransız
kriptograf Kerchoff tarafından önerilen, anahtar kelimenin doğrudan bulunması ve
kriptogramın deşifre edilmesine dayanır. Kerchoffun metodunda kriptogram içinde
benzer ikililerin olduğu birkaç sütun ayrıldıktan sonr, her sütündaki yinelenmeler
birebir eşleştirilir ve sonra anahtar mantıksal ve yinelenme analizleri kullanılarak
bulunur. Örneğin ilk sütundaki en sık kullanılan harfin "K" olduğunu varsayalım. Biz
"K" nın ingilizcedeki "E"ye karşılık geldiğinin varsayımını yapabiliriz. Bu noktada
Vigenere tablosunu kullanırsak görebilirizki ingilizcedeki "E", "K" harfine
dönüşmüş, bu!
na göre tablodaki "G" sütunu anahtar kelimenin ilk harfinin olduğu satırdır.
Bu el ile yaptığımız yaklaşımdaki problem, kısa mesajlarda, her sütundaki "E" için
birkaç çok iyi aday olacaktır. Bu bazı varsayımlar gerektirecektir. Bunlar oldukça
sıkıcı, bıktırıcı ve karmaşıktır. Bunun için Anahtar kelimenin her harfi tarafından
kullanılan alfabeyi bulmak için daha duyarlı bir teste ihtiyacımız var. Vigenere
tablosunun her satırının bir Sezar(Caesar) döngüsü olduğunu hatırlayalım,
"chi-square" testini kullanarak, 26 mümkün dönüşümün hangisinin anahtar kelimenin
her harfine uygulandığını bulabiliriz(belirleyebiliriz). Kerchoff metodunun modern
versiyonu çok etkili olarak ortaya çıkmıştır..
