Substituční šifry

1. Substituční šifry

2. Substituční šifra • Substituční šifra je druh šifry, kdy se nahrazuje každý znak otevřeného textu jiným znakem šifrovaného textu. Aby příjemce získal otevřený text, musí na zašifrovaný text použít inverzní substituci.

3. Hebrejské šifry • Nejznámější hebrejské šifry jsou: • Atbaš • Albam • Atbah.

4. ATBAŠ • Šifra Atbaš (Átbaš, Atbash) pochází z doby okolo roku 500 př. n. l., používá písmena hebrejské abecedy v substitučním systému, kdy se každé písmeno zaměňuje za jiné, ležící ve stejné vzdálenosti od opačného konce abecedy. Jinými slovy, první písmeno je nahrazeno posledním, druhé předposledním atd. Princip šifry je naznačen už v samotném názvu, neboť písmena A-T-B-Š jsou postupně prvním (alef), posledním (thav), druhým (bet) a předposledním (šin) písmenem hebrejské abecedy.  • http://www.braingle.com/brainteasers/codes/atbash.php

5. ABAŠ v Bibli • Užití: V biblických textech, kde je v knize Jeremjáš několikrát místo slova Babel (Babylon בבל) použito slovo Šéšak (ששך). (V hebrejské abecedě je B (bet) druhé písmeno a L (lamed) dvanácté písmeno, Š (šin) je pak druhé písmeno od konce a K (kaf) dvanácté písmeno od konce). Také slovo Kasdim (angl. Chaldeans כשדים – tak nazývali Řekové obyvatele části Novobabylónské říše) je přepsáno jako Lev Kamai (לבקמי).

6. ALBAM • Je taktéž systém nahrazující jednotlivá písmena, ale jiným způsobem. Hebrejská abeceda byla rozdělena na dvě poloviny, kde se první písmeno první poloviny nahrazovalo prvním písmenem druhé poloviny, druhé písmeno první poloviny nahrazovalo druhé písmeno druhé poloviny.

7. ALBAM

8. ATBAH • Byl z těchto způsobů nejzajímavější. Prvních 9 písmen hebrejské abecedy bylo šifrováno tak, že se písmena očíslovala od 1 do 9 a nahradila znakem, jenž měl pořadové číslo odpovídající číslem doplňku čísla do 10. Dalších 9 písmen substituce bylo nahrazeno obdobným způsobem, byly doplněny do hebrejské číslice 100. V dekadické soustavě by to znamenalo, že by se dělal doplněk do čísla 28. V naší abecedě by toto odpovídalo A=I, B=H, C=G, D=F,….H=B, I=A, J=R, K=Q,…..Q=K, R=J. Co by se stalo se znaky, které by odpovídaly číslicím od 19 výše není jasné.

9. Kabala • Mystika Kabaly vytvořila ještě komplikovanější a spekulativnější formy včetně šifry gematria (přiřazuje písmenům číselné hodnoty, sčítá je a interpretuje výsledky), notarikon (chová se k písmenům jako ke zkratkám celých slov) a temurah (sada záměn podobně jako atbah).   • Zašifrované mystické výroky Kabaly ve spojení s přítomností šifer v kanonických náboženských textech vytvářejí kolem kryptografie auru nadpřirozena a to až do dnešní doby. 

10. Výsledky • Středověký vyznavač kabaly Nechunya ben HaKanah našel prý s použitím šifry Atbah čtyřicet dva písmen dlouhé pravé jméno Boha, také délku lunárního cyklu a dokonce i stáří vesmíru.

11. Césarova šifra • Princip tohoto šifrování je založen na tom, že každé písmeno zprávy je během šifrování zaměněno za písmeno, které se abecedně nachází o pevně určený počet míst dále.

12. Césarova šifra • Tuto šifru používal pro vojenskou komunikaci Julius César a popsal ji v Zápiscích o válce galské. César používal posun o tři místa, obecně je ale za Césarovu šifru označováno jakékoli šifrování na principu prostého posunu písmen(znaků) o konstantní hodnotu. I když je tato šifra z dnešního hlediska snadno rozluštitelná a pro jednoduchost šifrování/dešifrování bývá často používána dětmi, Julius César ji s úspěchem používal při svých vojenských taženích. • Pro ’vážné’ úkoly se tato šifra dnes neužívá a slouží pouze k školním demonstracím slabin jednoduchých substitučních šifrovacích systémů.

13. Úkol pro vás • Wrwr mh qhmmhgqrgxvvl vliud. Eodkrsuhml n urcoxvwhql.

14. Evropa 12.-13.století Cesta k substitučním šifrám vedla nejprve přes vlastní vývoj v klášterech a později bylo doplněno studiem antické literatury (kniha Suetonia, kde se popisuje Caesarova a Augustova šifra). Není znám vliv arabského světa.

15. Evropa 12. - 13.století Substituční šifry se používaly téměř 150 let. Na obrázku je dopis neapolského krále Roberta I. (1275-1343) . Dopis byl napsán 13. června 1332 ve Vídni a byl poslán do Avignonu (sídla vzdorpapeže). Zpráva obsahuje důležité sdělení o dohodě mezi Rakouskem, Uherskem a Českým královstvím.

16. Benátské knížectví V benátském archívu je dochován spis z roku 1226, kde tečky nebo křížky nahrazují samohlásky v některých vybraných slovech. Fl.r-nc+- Snaha zakrýt samohlásky v textu byla dále zdokonalena záměnnou samohlásek za jiná písmena. PŘÍKLAD: A E I O U B D P G Q

17. Jan Hus z Kostnice (1415) • Pravděpodobně prvním dochovaným dokladem o používání šifer v Čechách jsou listy Mistra Jana Husa z Kostnice. • Jeho šifrový systém byl velice jednoduchý, šifroval pouze samohlásky a to tak, že je nahradil písmenem, které jej v abecedě následuje. • Místo A psal B, místo E • napsal F atd. OKO, ALBATROS by zašifroval jako MKM, BLBBTRMS.

18. Útoky na substituční šifru • Nejslabším místem substituční šifry je skutečnost, že různé znaky se vyskytují v textu s různou frekvencí. • Prvním, kdo si tohoto všiml, byli arabští teologové, kteří zkoumali, které z výroků Mohamedových jsou autentické.

19. Filozof Arabů • První popis luštění tajných zpráv pomocí obecné techniky pochází z 9. století od učence jménem Abú Jasúf Jaqúb ibn Isháq ibn as-Sabbáh ibn ’omrán ibn Ismail al-Kindí, známý jako „filozof Arabů“. • Věnoval se lékařství, astronomii, jazykovědě, hudbě, matematice, statistice, arabské fonetice a syntaxi, díky čemuž napsal pojednání Rukopis o dešifrování kryptografických zpráv, kde jako první popsal frekvenční analýzu.

20. Rukopis o dešifrování kryptografických zpráv • Jedním ze způsobů, jak rozluštit šifrovanou zprávu, známe-li její jazyk, je nalézt odlišný otevřený text v tomtéž jazyce, dlouhý alespoň na arch papíru či podobně, a spočítat výskyty jednotlivých písmen v něm. • Nejčastější písmeno nazveme „prvním“, druhé nejčastější „druhým“, další „třetím“ a tak dále, dokud je nepojmenujeme všechna. • Pak prohlédneme šifrovaný text, jenž chceme rozluštit, a rovněž sečteme výskyty symbolů. Najdeme nejčastější symbol a zaměníme jej písmenem označeným jako „první“ ze vzorku otevřeného textu. Druhý nejčastější symbol pak nahradíme písmenem „druhým“, následující „třetím“ a tak dále, dokud všechny symboly nenahradíme za písmena.

21. Šifry • Lwnvmlf ofhgrgvov qv lwszovmr azhruilezmv akizeb. Wlfuzn, av gzpv klxrgfqvgv izwlhg.

22. Šifra 2 • ruertdtuskd rdaqh fo folkmu z kofriherdsc zhjyrioto ro fhg fd hrd izo zordidt