알베르티 암호

Alberti cipher
알베르티 암호 디스크.

이탈리아 건축가 레온 바티스타 알베르티가 1467년에 만든 알베르티 암호는 최초의 폴리 알파벳 암호 중 하나이다.[1] 그의 논문 De componentis cifris[it]의 첫 페이지에서 그는 교황 비서 레오나르도 다티와의 최근 개발된 이동식 활자 인쇄기에 대한 대화가 어떻게 그의 암호 바퀴의 개발로 이어졌는지 설명했다.[2]

암호 디스크

알베르티의 암호 디스크는 혼합 알파벳과 가변 기간을 가진 폴리 알파벳 대체의 첫 번째 예를 구현한다. 포뮬라라고 불리는 이 장치는 두 개의 동심원반 디스크로 구성되었고, 다른 핀에 대해 하나를 회전시킬 수 있는 공통 핀으로 부착되었다.[3] 큰 것을 Stabilis [stationary or fixed]라고 하고, 작은 것을 Mobilis[movable]라고 한다. 각 원반의 원주는 24개의 동일한 셀로 나뉜다. 바깥쪽 링에는 일반 텍스트의 대문자 알파벳이 하나 들어 있고 안쪽 링에는 암호 텍스트의 소문자 혼합 문자가 들어 있다. 또한 외부 링은 336개의 구문이 할당된 숫자 값을 포함하는 코드북의 주변 에 대한 숫자 1부터 4까지를 포함한다.

이것은 코드 번호를 숨기는 매우 효과적인 방법이다. 왜냐하면 그 등가물은 다른 글자와 구별할 수 없기 때문이다. 알파벳의 슬라이딩은 암호문의 본문에 포함된 주요 문자에 의해 제어된다.

이 암호에 대한 명확한 연구를 위해 De Cifris의 두 장은 영어로 복제되었다.

제14장. 나는 먼저 가동 지수를 설명할 것이다. 이동 가능한 디스크에서 문자 k를 색인 문자로 사용하기로 합의했다고 가정합시다. 글을 쓰는 순간 나는 내가 원하는 대로 공식의 두 개의 원반을 위치시킬 것이다. 예를 들어, 지수 문자를 대문자 B에 대칭하고, 그 위에 있는 대문자에 해당하는 다른 모든 작은 문자를 대문자로 표시한다. 너에게 편지를 쓸 때 우선 공식에 있는 지수 k에 해당하는 대문자 B를 쓰겠다. 즉, 만약 당신이 내 메시지를 읽으려면 당신은 당신이 가지고 있는 것과 동일한 공식을 사용해야 하며, 문자 B가 색인 k에 해당될 때까지 이동식 디스크를 돌려야 한다. 따라서 암호문의 모든 작은 글자는 고정된 원반에서 그 위의 글자의 의미와 소리를 수신할 것이다. 내가 서너 단어를 썼을 때, 나는 디스크를 돌리면서, 예를 들어, 지수 k가 자본 R 아래에 있을 때까지 우리의 공식에서 지수의 위치를 바꾸겠다. 그러면 나는 내 메시지에 대문자 R을 쓸 것이고, 이 때부터 작은 k는 더 이상 B를 의미하지 않고 R을 의미할 것이고, 본문에 따르는 글자들은 그 위에 있는 대문자로부터 고정된 원반에서 새로운 의미를 받게 될 것이다. 수신한 메시지를 읽으면 신호로만 사용되는 것으로 알고 있는 대문자로 이 순간부터 이동 디스크의 위치와 색인의 위치가 바뀌었다는 조언을 받게 된다. 따라서, 여러분은 또한 그 대문자 아래에 색인을 놓게 될 것이고, 이런 식으로 여러분은 텍스트를 매우 쉽게 읽고 이해할 수 있을 것이다. 외부 링의 네 개의 번호 셀을 마주보는 이동식 디스크의 네 글자는, 말하자면, 그 자체로 어떤 의미도 갖지 못할 것이며 본문 내에 null로 삽입될 수도 있다. 그러나 집단으로 쓰거나 반복하면 나중에 설명하겠지만 큰 장점이 될 것이다.
XV장. 우리는 또한 대문자 중에서 색인 문자를 선택하고 그 중 어느 것이 색인이 될 것인지 우리 사이에 합의할 수 있다. 우리가 B자를 인덱스로 선택했다고 가정해보자. 메시지에서 가장 먼저 나타나는 편지는 q라고 하는 작은 글자가 될 것이다. 따라서 이동식 디스크를 공식으로 돌리면 이 문자가 색인 역할을 하는 대문자 B 아래에 놓이게 된다. 그 뒤에 q는 B의 소리와 의미를 취할 것이다. 다른 글자의 경우 우리는 이동성 지수에 대해 앞에서 설명한 방식으로 계속 쓸 것이다. 공식에서 디스크의 설정을 변경할 필요가 있을 때, 나는 메시지에 숫자 문자의 하나, 즉 3, 4 등에 해당하는 숫자를 마주하는 작은 디스크의 문자 하나를 삽입할 것이다. 이동식 원반을 돌리면 나는 이 편지를 지수 B에 나란히 붙일 것이며, 글의 논리에서 요구하는 대로, 나는 계속해서 작은 글자에 대문자의 가치를 부여할 것이다. 정밀 조사자를 더욱 혼동하기 위해 당신은 또한 메시지에 섞여 있는 대문자는 무효의 기능을 가지고 있으므로 무시해야 한다는 통신원의 의견에 동의할 수도 있고, 또는 상기할 가치가 없는 유사한 관습에 의지할 수도 있다. 따라서 이동식 디스크를 회전시켜 지수의 위치를 변경하면, 각 대문자의 음과 의미 값을 24개의 다른 알파벳 문자로 표현할 수 있는 반면, 각 작은 문자는 고정 디스크의 알파벳에 있는 어떤 대문자 또는 4개의 숫자 중 하나에 해당할 수 있다. 이제 나는 그 숫자들을 편리하게 사용하게 되었는데, 그것은 존경할 만하다.

사용법

제1차 암호법

작은 반지의 소문자는 인덱스로 사용된다.

이 예에서 내부 링의 문자 g는 인덱스로 선택되며 고정 링의 대문자(이 경우 A) 아래로 이동한다. 사용 중인 알파벳은 다음과 같다(그림 참조): 

ABCDEFGILMNOPQFRSVXZ1234 고정 디스크 
gklnprtuz&xysomqihfdbace 이동식 디스크

디스패치: "라 게라시 파라 ..." 

_LAGVER2RA_ 일반 텍스트 
AzgthpmamgQ 암호문

암호문자에는 A와 Q의 핵심 글자가 포함되어 있다. 숫자 2의 암호에서 비롯된 작은 글자는 무효이므로 해독에서 폐기해야 한다.

몇 글자를 암호화한 후 다른 대문자(Q)가 암호문에 삽입되고 그에 따라 이동식 디스크가 회전하여 새로운 조합을 얻는다. 

QRSTVXZ1234ABCDEF길MNOP 고정 디스크 
gklnprtuz&xysomqihfdbace 이동식 디스크

따라서 암호화는 다음과 같이 재개된다. 

_SIFAARA 일반 텍스트 
퀼피키 암호문

같은 절차가 메시지의 끝을 통해 다른 주요 문자로 계속될 것이다.

제2차 암호법

고정 디스크의 대문자는 인덱스로 사용된다.

이 예에서 문자 A는 인덱스로 선택되고 이동식 디스크의 작은 m은 인덱스 문자와 대칭된다. 알파벳의 변화는 네 개의 숫자 중 하나를 암호화하여 나타낼 것이다. 

ABCDEFGILMNOPQFRSVXZ1234 고정 디스크 
mqihfdbacegklnprtuz&xyso 이동식 디스크

디스패치: "라 게라시 파라 ..." 

_LAGVERA3 일반 텍스트 
mcmbufpms 암호문

두 개의 R 중 하나는 암호해석을 방해하기 위해 생략된다. 숫자 3을 암호화하는 글자의 존재는 이동식 디스크를 새로운 위치로 돌릴 필요성을 나타낸다. 그리고 나서 문자 s는 문자 A 아래로 이동된다. 

ABCDEFGILMNOPQFRSVXZ1234 고정 디스크 
Somqihfdbacegklnprtuz&xy 이동식 디스크

따라서 암호화는 다음과 같이 재개된다. 

_SIFAARA 일반 텍스트 
sndhs 암호문

4개의 숫자를 사용하여 알파벳 이동을 지정하는 동일한 절차가 메시지의 끝까지 계속될 것이다.

알베르티 디스크 암호 해독은 아핀 시프트, 키워드 시프트, 카이사르 시프트 또는 비게네르 암호와는 아무런 관계가 없다. 카이사르의 암호는 고정된 키로 하나의 일반 알파벳을 슬라이딩한 것에 기초한 단순 치환법이다. 일단 글자와 동등한 것이 발견되면 그에 상응하는 암호문자는 모두 알려져 있다. 알베르티 암호에는 두 개의 혼합된 알파벳이 있고 암호화하는 동안 키가 계속 변화하므로, 한 글자의 발견은 더 이상의 진보를 허용하지 않는다. 동일한 문자가 항상 다르게 암호화되기 때문에 빈도 분석도 불가능하다. 비게네르 암호는 카이사르의 암호와 같은 하나의 평범한 알파벳을 기초로 하고 있으며, 카시스키 시험에 의해 그 고정된 기간을 발견하면 쉽게 풀린다. 이것은 알베르티에게는 가능하지 않다.

암호해석

레온 바티스타 알베르티의 발명품은 암호화에 혁명을 일으켰다.[4] 알베르티 암호는 그 당시의 이전의 암호들에 비해 그 방법에 대한 지식 없이는 깨뜨릴 수 없었다. 문자의 주파수 분포가 가려져 있었고, 당시 암호자 공격의 유일한 기술이었던 주파수 분석이 도움이 되지 않았기 때문이었다.[3] 또한 비게네르 암호보다 편리했다.[5]

참조

  1. ^ Sands, Kevin (September 10, 2015). "Top 10 codes, keys and ciphers". The Guardian. Retrieved November 9, 2018.
  2. ^ DuPont, Quinn (2018). "The Printing Press and Cryptography". In Ellison, Katherine; Kim, Susan (eds.). A Material History of Medieval and Early Modern Ciphers: Cryptography and the History of Literacy (PDF). Routledge. p. 95. ISBN 978-1-138-24464-1.
  3. ^ a b Rocca Jr., Charles F. (2016). "3.1 Alberti's Great Idea". Cryptology Through History and Inquiry. Western Connecticut State University.
  4. ^ Gilderson, Kelly (October 18, 2018). "Ultimate Guide to Encryption for Beginners w/Pictures". privacyaustralia.net. Retrieved November 10, 2018.
  5. ^ "Alberti's Cipher Disk". Alpen-Adria-Universität Klagenfurt. Retrieved November 10, 2018.

출판물

  • 알베르티, 레온 바티스타, 시퍼스에 관한 논문, 트랜스. A. 자카니니. 데이비드 칸의 서문, 갈림베르티, 토리노 1997.
  • 부오나팔체, 아우구스토 "알베르티 디스크를 푸는 연습" 크립토그램 리브 5, ACA, Plano 1999