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オートキー暗号(オートクレーブ暗号とも呼ばれる) は、メッセージ (平文)をキーに組み込む暗号です。キーは、テキストから特定の文字を選択することによって、またはより一般的には、メッセージの先頭に 短いプライマー キーを追加することによって、自動的にメッセージから生成されます。
自動キー暗号には、キー自動キー暗号とテキスト自動キー暗号の 2 つの形式があります。キー自動キー暗号は、キーストリームの前のメンバーを使用して、キーストリーム内の次の要素を決定します。テキスト自動キーは、前のメッセージ テキストを使用して、キーストリーム内の次の要素を決定します。
歴史
この暗号は1586年にブレーズ・ド・ヴィジュネルによって10のアルファベットの逆数表を使って発明された。ヴィジュネルのバージョンでは、合意されたアルファベットの文字をプライマーとして使用し、その文字を書き留めてメッセージの残りの部分をキーに作成しました。[1]
より一般的な自動鍵は、タブラ・レクタ（アルファベットの 26 個のコピーが入った正方形）を使用します。最初の行は「A」で始まり、次の行は「B」で始まります。単一の文字の代わりに、合意された短いキーワードが使用され、ヴィジュネルのバージョンのように、プライマーを書き留めてからメッセージの残りの部分を書き留めることで鍵が生成されます。平文を暗号化するには、メッセージの最初の文字の行と鍵の最初の文字の列を見つけます。行と列が交差する文字が暗号文の文字です。
方法
アメリカ暗号協会の会員が使用する自動鍵暗号は、比較的短いキーワードであるプライマーで始まり、それにメッセージを付加する。例えば、キーワードがQUEENLYでメッセージが の場合attack at dawn、鍵は となるQUEENLYATTACKATDAWN。[2]
プレーンテキスト: attackatdawn キー: QUEENLYATTACKATDAWN 暗号文: QNXEPVYTWTWP
したがって、暗号文メッセージは「QNXEPVYTWTWP」になります。
メッセージを解読するには、受信者はまず合意したキーワードを書き留めます。
質問する 女王様
次に、キーの最初の文字である Q が取得され、その行が Tabula Recta で見つかります。暗号文の最初の文字の列 (この場合も Q) が調べられ、一番上の文字である A が取得されます。次に、その文字がキーの末尾に追加されます。
質問する クイーンリーA
次に、キーの次の文字は U で、暗号文の次の文字は N なので、U 行を調べて N を見つけ、T を取得します。
質問する クイーンリーAT
これは、キー全体が再構築され、プライマーを最初から削除できるようになるまで続きます。
ヴィジュネルの自動鍵暗号では、暗号化に1つの間違いがあると、メッセージの残りの部分が理解できなくなります。[3]
暗号解読
オートキー暗号は、単一のメッセージ内でキーが繰り返されないため、固定キーを使用する多アルファベット暗号よりもいくらか安全です。したがって、単一の繰り返しキーを使用する同様の暗号とは異なり、カシスキ検査や一致度分析などの方法は暗号文では機能しません。[3]
しかし、このシステムの重大な弱点は、平文がキーの一部であることです。つまり、キーにはさまざまなポイントで一般的な単語が含まれる可能性があります。一般的な単語、バイグラム、トリグラムなどの辞書を使用して、その単語をキー内で移動させて読み取り可能なテキストが表示されるまでメッセージの復号化を試みることで、キーを攻撃できます。
meet at the fountainプライマーキーワードで暗号化されたメッセージの例を考えてみましょうKILT。[4]まず、メッセージの先頭にプライマーを配置することで自動キーが構築されます。
プレーンテキスト: meetatthefountain プライマー: KILT オートキー: KILTMEETATTHEFOUN
次に、メッセージはキーと置換アルファベット（ここでは tabula recta）を使用して暗号化されます。
プレーンテキスト: meetatthefountain キー: KILTMEETATTHEFOUN 暗号文: WMPMMXXAEYHBRYOCA
攻撃者は暗号文のみを受け取り、平文に出現する可能性のある単語を選択してテキストを攻撃できます。この例では、攻撃者は元のメッセージの一部である可能性のある単語を選択し、キーの可能なすべての場所に
the次の単語を配置してデコードを試みます。THE
暗号文: WMP MMX XAE YHB RYO CA キー: THE THE THE THE THE .. 平文: dfl tft eta ファックス yrk .. 暗号文: W MPM MXX AEY HBR YOC A キー: . THE THE THE THE THE . 平文: 。 tii tqt hxu oun yahoo 。 暗号文: WM PMM XXA EYH BRY OCA キー: .. THE THE THE THE THE 平文: .. wfi eqw lrd iku vvw
いずれの場合も、暗号文の大部分でキーが揃っていないため、結果として得られる平文はほぼランダムであるように見えます。ただし、結果を調べると、キーの位置が適切に揃っていることが示唆されます。これらの場合、結果として得られる復号化されたテキストは、潜在的に単語の一部です。この例では、 がdfl元の平文の始まりである可能性は非常に低く、したがって、キーの最初の 3 文字が である可能性も非常に低いですTHE。結果を調べると、単語である可能性のあるフラグメントがいくつか見られ、その他は排除できます。次に、平文のフラグメントを可能性の順に並べ替えることができます。
ありそうにない ←——————————————————→ 有望 eqw dfl tqt ... ... ... ... eta oun ファックス
正しい平文の断片も、キーワードの長さだけ右にシフトされてキーに表示されます。同様に、推測されたキーの断片 ( THE) も、左にシフトされた平文に表示されます。したがって、キーワードの長さ (おそらく 3 から 12 の間) を推測することで、より多くの平文とキーを明らかにすることができます。
ounおそらく他のもので時間を無駄にした後で、
でそれを試してみると、次のようになります。
4 シフト: 暗号文: WMPMMXXAEYHBRYOCA キー: ......ETA.THE.OUN プレーンテキスト: ......the.oun.ain
5 ずつシフト: 暗号文: WMPMMXXAEYHBRYOCA キー: .....EQW..THE..OU プレーンテキスト: .....the..oun..og
6 シフト: 暗号文: WMPMMXXAEYHBRYOCA キー: ....TQT...THE...O プレーンテキスト: ....the...oun...m
4 のシフトは良さそうに見える (他の 2 つはありそうもない Q を持つ) ので、明らかにされたものをETA4 だけ平文に戻すことができます。
暗号文: WMPMMXXAEYHBRYOCA キー: ..LTM.ETA.THE.OUN プレーンテキスト: ..eta.the.oun.ain
今では多くのことが処理できます。キーワードはおそらく 4 文字 ( ..LT) で、メッセージの一部が表示されます。
メテオナイン
平文の推測はキーの左側 4 文字に影響するため、正しい推測と間違った推測に関するフィードバックが提供されます。ギャップはすぐに埋めることができます。
出会いの場
暗号解読の容易さは、平文と鍵の関係からのフィードバックによってもたらされます。3 文字を推測すると、さらに 6 文字 (両側に 3 文字ずつ) が明らかになり、さらに文字が明らかになり、カスケード効果が発生します。これにより、誤った推測をすぐに排除できます。
参照
注記
- ^ 「ヴィジュネル暗号」。Crypto Corner 。 2018年8月13日閲覧。
- ^ 「Autokey Calculator」。Asecuritysite.com。2013年12月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年12月26日閲覧。
- ^ ab ホフスタイン、ジェフリー、ピファー、ジル、シルバーマン、ジョセフ (2014)。数学暗号入門。シュプリンガー。p. 288。ISBN 9781493917112。
- ^ 「Autokey Calculator」。Asecuritysite.com。2013年12月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年12月26日閲覧。
参考文献
- Bellaso、Giovan Battista、Il vero modo di scrivere in cifra con facilità、prestezza、et securezza di Misser Giovan Battista Bellaso、gentil'huomo bresciano、Iacobo Britannico、Bressa 1564。
- Vigenère、Blaise de、Traicté des chiffres ou secretes manières d'escrire、Abel l'Angelier、パリ 1586。ff。 46r-49v。
- LABRONICUS (Buonafalce, A)、 「ポルタ表の初期形態」、『暗号』第 LX 巻第 2 号、Wilbraham 1994 年。
- Buonafalce、Augusto、Bellaso の相互暗号、「Cryptologia」30 (1):39-51、2006。
- LABRONICUS (Buonafalce、A)、Vigenere、Autokey。最新情報「The Cryptogram」、vol. LXXIV n. 3、プラノ、2008。
外部リンク
- シークレットコードブレーカー - AutoKey暗号デコーダーとエンコーダー
- Autokey暗号のJavascript実装