Kriptografi Klasik Bagian 1

Akan diceritakan empat kriptografi klasik, yang masing-masing menggambarkan beberapa fitur yang sangat relevan. Pertama adalah substitusi sederhana, yang merupakan salah satu cipher tertua merujuk kembali setidaknya 2.000 tahun yang lalu dan merupakan salah satu yang sangat ideal untuk menggambarkan sebuah serangan dasar. Selanjutnya beralih ke cipher transposisi ganda, yang meliputi konsep-konsep penting yang digunakan dalam cipher modern.

Subtitusi Chiper Sederhana

Dalam implementasi substitusi cipher sederhana adalah sangat sederhana , mengganti tempat sebuah huruf alfabet dengan aturan n menjelang huruf yang dimaksutkan.

Misalnya , dengan n = 3 , substitusi bertindak sebagai kunci:

 plaintext: 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 ciphertext: 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 

Dengan mengikuti konvensi bahwa plaintext adalah huruf kecil dan huruf besar adalah ciphertext. Dalam contoh ini, kunci dapat dinyatakan lebih ringkas sebagai “3” karena jumlah shift sebagai kuncinya.

Menggunakan kunci 3 , kita bisa mengenkripsi pesan plaintext.

 fourscoreandsevenyearsago 

Dengan melihat setiap huruf pada baris plaintext dan mengganti huruf yang sesuai pada baris ciphertext atau dengan hanya mengganti setiap huruf dengan huruf yang merupakan tiga posisi didepannya dalam alfabet. Dalam contoh khusus ini, ciphertext yang dihasilkan.

 IRXUVFRUHDAGVHYHABHDUVDIR 

hal ini terlihat jelas mengapa cipher ini dikenal sebagai substitusi sederhana.

Untuk mendekripsi, hanya perlu mencari huruf ciphertext pada baris ciphertext dan menggantinya dengan huruf yang sesuai pada baris plaintext, atau hanya menggeser setiap huruf ciphertext dengan cara mundur tiga huruf. Substitusi sederhana dengan pergeseran tiga dikenal sebagai cipher Caesar karena konon digunakan dengan sukses oleh Julius Caesar.

Jika kita membatasi perubahan untuk substitusi sederhana , maka kemungkinan kunci yang ada ∈ { 0 , 1 , 2 , … , 25 }.

 CSYEVIXIVQMREXIH 

Misalkan terdapat penyadapan pesan ciphertext dan diduga bahwa itu dienkripsi dengan substitusi cipher sederhana dari berbagai “pergeseran oleh n” . Lalu dapat mencoba masing-masing dari 26 kunci yang mungkin dapat mendekripsi pesan dengan setiap tombol putatif dan memeriksa apakah plaintext yang diduga terlihat seperti plaintext yang masuk akal. Jika pesan benar-benar telah dienkripsi melalui pergeseran oleh n, penyadap bisa berharap untuk menemukan plaintext yang benar dan dengan demikian memulihkan kunci rata-rata setelah 13 kali mencoba .

Brute force mencoba semua kemungkinan kunci sampai menemukan yang benar dan dikenali sebagai exhaustive key search (pencarian kunci lengkap ). Karena serangan ini selalu menjadi pilihan, itu diperlukan jumlah kunci yang mungkin terlalu besar bagi penyadap untuk mencoba semuanya dalam jumlah waktu yang wajar.

Berapa besar keyspace yang dibutuhkan? Misalkan penyadap memiliki komputer yang sangat cepat yang dapat menguji 240 kunci setiap detiknya. Kemudian ukuran keyspace 256 dapat habis dalam 216 detik atau sekitar 18 jam, sedangkan ukuran keyspace 264 akan mengambil lebih dari setengahnya.

Substitusi cipher sederhana tidak perlu dibatasi untuk bergeser oleh n. Setiap permutasi dari 26 huruf akan cukup sebagai kunci. Misalnya, kunci berikut, yang bukan merupakan pergeseran alfabet, mendefinisikan cipher substitusi sederhana.

 plaintext: 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 ciphertext: Z P B Y J R G K F L X Q N W V D H M S U T O I A E C 

Jika substitusi cipher sederhana dapat mempekerjakan permutasi sebagai kunci, maka ada 26! ≈ 288 kunci yang mungkin. Dengan komputer super cepat menguji 240 kunci per detik, sebuah ukuran keyspace 288 akan mengambil lebih dari 8900 ribu percobaan. Tentu saja, diharapkan untuk menemukan tombol yang benar setengahnya, atau “hanya” 4450 ribuan! 288 kunci jauh dari penyadap dapat mencoba dalam jumlah waktu yang wajar, cipher ini melewati persyaratan pertama , yaitu bahwa keyspace yang cukup besar untuk membuat exhaustive key search tidak layak.

Apakah ini berarti bahwa substitusi cipher sederhana adalah aman ?Jawabannya adalah tidak.

Kriptoanalisis dari Substitusi Sederhana

Misalkan penyadapan ciphertext berikut , yang disangka diproduksi oleh substitusi cipher sederhana , meskipun tidak selalu ada pergeseran oleh n.


PBFPVYFBQXZTYFPBFEQJHDXXQVAPTPQJKTOYQWIPBVWLXTOXBTFXQWAXBVCXQWAXFQ JVWLEQNTOZQGGQLFXQWAKVWLXQWAEBIPBFXFQVXGTVJVWLBTPQWAEBFPBFHCVLXBQU FEVWLXGDPEQVPQGVPPBFTIXPFHXZHVFAGFOTHFEFBQUFTDHZBQPOTHXTYFTODXQHFT DPTOGHFQPBQWAQJJTODXQHFOQPWTBDHHIXQVAPBFZQHCFWPFHPBFIPBQWKFABVYYDZ BOTHPBQPQJTQOTOGHFQAPBFEQJHDXXQVAVXEBQPEFZBVFOJIWFFACFCCFHQWAUVWFL QHGFXVAFXQHFUFHILTTAVWAFFAWTEVOITDHFHFQAITIXPFHXAFQHEFZQWGFLVWPTOFFA

Karena itu terlalu banyak kerja untuk penyadap untuk mencoba semua kunci kemungkinan ada 288, penyadap bisa lebih pintar? Dengan asumsi pesan yang mendasarinya adalah bahasa Inggris, penyadap dapat memanfaatkan jumlah frekuensi huruf bahasa Inggris pada Gambar 1 bersama dengan jumlah frekuensi untuk ciphertext diatas yang muncul pada Gambar 2.

Frekuensi jumlah huruf dalam bahasa Inggris

Gambar 1, Frekuensi jumlah huruf dalam bahasa Inggris

 

Dari jumlah frekuensi ciphertext, penyadap bisa melihat bahwa "F" adalah huruf yang paling umum dalam pesan ciphertext, sedangkan, menurut Gambar 1, "E" adalah huruf yang paling umum dalam bahasa Inggris. Penyadap Oleh karena itu sependapat bahwa kemungkinan bahwa "F" telah menggantikan "E." Melanjutkan dengan cara ini, penyadap dapat mencoba kemungkinan substitusi sampai menemukan kata-kata, pada saat mana Penyadap dapat percaya diri dalam asumsi nya.

frekuensi jumlah ciphertext

Gambar 2, frekuensi jumlah ciphertext

 

Awalnya, kata termudah untuk menentukan mungkin kata pertama, karena penyadap tidak tahu di mana ruang termasuk dalam teks. Karena huruf ketiga adalah "e", dan mengingat jumlah frekuensi tinggi dari dua huruf pertama, penyadap cukup bisa menebak (dengan benar) bahwa kata pertama dari plaintext adalah "." Pembuatan substitusi ke dalam ciphertext yang tersisa, penyadap akan bisa menebak lebih banyak surat dan teka-teki akan cepat terurai. Penyadap kemungkinan akan membuat beberapa salah langkah sepanjang jalan, tapi dengan penggunaan yang masuk akal dari informasi statistik yang tersedia, penyadap akan menemukan plaintext dalam jauh kurang dari 4450 ribu.

This entry was posted in security, Tutorial and tagged , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , . Bookmark the permalink.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s