길버트 버남

Gilbert Vernam

길버트 샌포드 버남(Gilbert Sandford Vernam, 1890년 4월 3일 ~ 1960년 2월 7일)은 우스터 폴리테크닉 연구소의 1914년 졸업생이자 AT&T 벨 랩 엔지니어로서, 1917년에 적층 폴리 알파벳 스트림 암호를 발명하고 나중에 자동화된 1회용 패드 암호를 공동 발명했다. 버남 박사는 종이로 된 테이프에 보관된 이전에 준비한 키를 문자별로 문자와 일반 텍스트 메시지를 결합해 암호문을 제작하는 텔레프린터 암호를 제안했다. 암호문을 해독하기 위해서는 동일한 키가 다시 문자에 의해 결합되어 평문을 생성하게 된다. 버남은 후에 우편 전신 회사에서 일했고, 그 회사가 1943년에 우편을 인수했을 때 웨스턴 유니온의 직원이 되었다. 그의 후기 작업은 주로 전신망을 위한 자동 스위칭 시스템을 이용한 것이었다.

버남특허

버남 특허의 그림 1.

1919년 7월 22일 발행된 미국 특허 1,310,719에 명시된 결합 함수 버남은 바우도트 코드의 문자를 인코딩하는 데 사용되는 개별 임펄스나 비트에 적용되는 XOR 연산이다. 버남은 특허에서는 XOR라는 용어를 사용하지 않았지만 릴레이 논리로 그 작전을 실행했다. 버냉이 준 예에서 평문은 A로 인코딩되어 있다.++-- " 바우도트어로, 핵심 문자는 "+-++"로 인코딩된 B이다. 결과 암호문은 G를 인코딩하는 "-++"가 될 것이다. G를 수신 엔드에서 키 문자 B와 결합하면 원래의 일반 텍스트 A인 "+-"가 생성된다. NSA는 이 특허를 "아마도 암호학의 역사에서 가장 중요한 것 중 하나일 것"이라고 말했다.[1]

일회용 패드

그 직후 조셉 마우보른은 당시 미 육군신호대 대위가 종이 테이프 키에 임의의 정보를 포함시킬 것을 추가로 제안했다. 이 두 가지 아이디어는 그 당시 어느 발명가도 그 이름을 사용하지 않았지만, 그들 자신이 결합했을 때, 1회용 패드의 자동 형태를 구현한다.

또한 벨 연구소의 클로드 섀넌은 적절하게 구현된 일회용 패드가 1949년 10월에 발표된 그의 제2차 세계 대전 연구에서 깨지지 않는다는 것을 증명했다. 그는 또한 어떤 깨지지 않는 시스템도 반드시 일회용 패드와 본질적으로 동일한 특성을 가지고 있어야 한다는 것을 증명했다: 열쇠는 정말로 무작위여야 하고, 일반 텍스트만큼 커야 하며, 절대 전체나 일부에서 재사용되지 않아야 하며, 비밀로 유지되어야 한다.[2]

버남 암호

현대 용어에서 버남 암호는 부울 "독점적 또는 XOR"(XOR) 함수를 사용하여 일반 텍스트를 동일한 길이의 무작위 또는 유사 데이터 스트림("키스트림")과 결합하여 암호문을 생성하는 대칭 스트림 암호다. 이는 ⊕으로 상징되며, 다음과 같은 "진실표"로 표현되는데, 여기서 +는 "진실"을 나타내고 -는 "거실"을 나타낸다.

입력 출력
A B A ⊕ B
− − −
− + +
+ − +
+ + −

이 기능의 다른 이름: 같지 않음(NEQ), modulo 2 추가('캐리' 없음) 및 modulo 2 빼기('빌려' 없음)이다.

암호는 동일한 키스트림이 일반 텍스트를 암호문 텍스트로 암호화하고 암호문을 해독하여 원래 일반 텍스트를 산출하는 데 사용된다는 점에서 역수적이다.

일반 텍스트 ⊕ 키 = 암호 텍스트

및:

암호문 ⊕ 키 = 일반 텍스트

키스트림이 정말로 무작위로 한 번만 사용된다면 이는 사실상 일회용 패드다. 암호학적으로 안전한 의사 난수 생성기에 의해 생성된 유사 난수 데이터를 대체하는 것은 스트림 암호에 대한 일반적이고 효과적인 구성이다. RC4는 인터넷에서 널리 사용되는 버남 암호의 한 예다.

그러나 암호 분석가에게 심도로 알려진 두 메시지에 동일한 키스트림을 사용하면 키스트림의 효과를 제거할 수 있어 두 개의 일반 텍스트가 함께 XOR로 처리된다. 결과는 Running key 암호와 같으며, 두 개의 일반 텍스트는 언어 암호기술에 의해 분리될 수 있다.

Ciphertext1 2 Ciphertext2 = 일반 텍스트1 ⊕ 일반 텍스트2

이런 종류의 오퍼레이터의 실수는 제2차 세계 대전 중 Bletchley Park에서 영국인에 의한 로렌츠 암호의 암호 분석을 허용한 것으로 유명하다. 그들은 키스트림이 어떻게 생성되었는지 진단하고, 암호를 해독하는 방법을 알아냈으며, 실제 로렌츠 기계를 보지 못한 채 독일 고위 지휘부를 오가는 방대한 양의 고수준 메시지를 읽었다.[4]

메모들

  1. ^ 클라인, 페이지 3 "버밤은 온라인 TTY 암호화를 위한 "One-time tape" (OTT)라는 끊을 수 없는 암호를 발명했다. 1919년에 그는 특허를 받았으며, 아마도 암호학의 역사에서 가장 중요한 것 중 하나일 것이다."
  2. ^ 섀넌 1949년
  3. ^ 클라인, 페이지 2
  4. ^ Tutte 2006, 페이지 4–6

참고 항목

참조

  • Klein, Melville, Securing Record Communications: The TSEC/KW-26 (PDF), archived from the original (PDF) on 2012-10-10, retrieved 2012-04-12
  • Shannon, C.E. (October 1949), "Communication Theory of Secrecy Systems", Bell System Technical Journal, 28 (4): 656–715, doi:10.1002/j.1538-7305.1949.tb00928.x, hdl:10338.dmlcz/142933
  • Tutte, W. T. (19 June 1998), Fish and I (PDF), archived from the original (PDF) on 14 January 2009, retrieved 7 April 2012 교수님의 강의록 워털루 대학교 투테
  • Vernam, Gilbert S. (1926), "Cipher Printing Telegraph Systems For Secret Wire and Radio Telegraphic Communications", Transactions of the American Institute of Electrical Engineers, 55: 109–115, doi:10.1109/T-AIEE.1926.5061224, S2CID 51639806
  • Vernam, Gilbert S. (April 1932), "An Automatic Concentration Unit for Printing Telegraph Circuits", Electrical Communication: 200
  • Vernam, Gilbert S. (July 1938), "Printing Telegraph Operation of Way Wires", AIEE Transactions, 57 (7): 365, doi:10.1109/t-aiee.1938.5057823, S2CID 51642422
  • Vernam, 길버트 S.(4월 1958년),"인쇄 전신 시스템 비밀 와이어와 Radio전신 통신을 위해", 웨스턴 유니온 기술 검토, 12(2):37Vernam, 길버트 S.(1958년), 또한"자동 전신 교환 방식 계획 55-A"미국 전기 공학자의, Part1:통신 전자, 77거래. (2):239–247, doi:10.1109/TCE.1958.6372793, S2CID 51645917.