Cipher Monoalphabetik

Dengan hanya 25 kunci kemungkinan, cipher Caesar dapat dikatan jauh dari aman. Sebuah peningkatan dramatis dalam ruang kunci dapat dicapai dengan memungkinkan substitusi yang berubah-ubah. Ingat cipher Caesar bahwasanya:

 plain: 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
cipher: 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 

Jika, sebaliknya garis “cipher” setiap permutasi mendapatkan dari 26 karakter abjad, maka ada 26.atau lebih besar dari 4 10 x 26 kunci yang memungkinkan. 10 lipat lebih besar dari ruang kunci untuk DES dan akan menghilangkanteknik brute force untuk pembacaan sandi. Pendekatan seperti ini disebut sebagai cipher substitusi monoalphabetic, karena alfabet cipher tunggal (pemetaan dari alfabet biasa untuk alfabet cipher) digunakan per pesan.

Ada baris serangan lain . Jika kriptanalis mengetahui sifat plaintext (misalnya, teks bahasa Inggris noncompressed), maka analis dapat memanfaatkan keteraturan bahasa. Untuk melihat bagaimana kriptanalisis dapat menjalankannya, contoh parsial yang diadaptasi dari [SINK66]. Ciphertext yang harus dipecahkan adalah

 UZQSOVUOHXMOPVGPOZPEVSGZWSZOPFPESXUDBMETSXAIZ
VUEPHZHMDZSHZOWSFPAPPDTSVPQUZWYMXUZUHSX
EPYEPOPDZSZUFPOMBZWPFUPZHMDJUDTMOHMQ 

Sebagai langkah pertama, frekuensi huruf relatif dapat ditentukan dan dibandingkan dengan distribusi frekuensi standar untuk bahasa Inggris, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1 (berdasarkan [LEWA00]). Jika pesan yang cukup lama, teknik ini saja mungkin cukup, tapi karena ini adalah pesan yang relatif singkat, tidak bisa mengharapkan yang sama persis. Dalam kasus apapun, frekuensi huruf relatif dalam ciphertext (dalam persentase) adalah sebagai berikut:

frekuensi huruf relatif dalam ciphertext

frekuensi huruf relatif dalam ciphertext

Dengan membandingkan rincian dengan Gambar 1, tampaknya mungkin bahwa cipher huruf P dan Z adalah setara huruf e dan t, namun belum diketahui secara pasti yang mana. Huruf S, U, O, M, dan H adalah semua frekuensi yang relatif tinggi dan mungkin sesuai dengan huruf biasa dari urutan {a, h, i, n, o, r, s}. Huruf dengan frekuensi terendah ( yaitu, A, B, G, Y, I, J) yang kemungkinan dimasukkan dalam himpunan {b, j, k, q, v, x, z}.

Frekuensi huruf Relatif  dalam Teks Bahasa Inggris

Gambar 1, Frekuensi huruf Relatif dalam Teks Bahasa Inggris

Ada sejumlah cara untuk melanjutkan, bisa dibuat beberapa tugas tentatif dan mulai untuk mengisi plaintext untuk melihat apakah itu terlihat seperti “kerangka” pesan yang wajar. Pendekatan yang lebih sistematis untuk mencari keteraturan lainnya. Misalnya, kata-kata tertentu dapat diketahui dalam teks. Atau bisa mencari pengulangan urutan huruf cipher dan mencoba untuk menyimpulkan plaintext yang setara.

Sebuah alat yang ampuh adalah dengan melihat frekuensi dua huruf kombinasi, yang dikenal sebagai digrams. Sebuah meja yang mirip dengan Gambar 1 dapat disusun menunjukkan frekuensi relatif digrams. Digram tersebut yang paling umum adalah th. Dalam ciphertext , digram yang paling umum adalah ZW, yang muncul tiga kali. Jadi kita membuat korespondensi Z dengan t dan W dengan h. Kemudian, dengan hipotesis sebelumnya dapat menyamakan P dengan e. Sekarang perhatikan bahwa urutan ZWP muncul dalam ciphertext, dan bisa menerjemahkan urutan bahwa sebagai “the”,yang paling sering digunakan trigram (tiga huruf kombinasi) dalam bahasa Inggris, yang menunjukkan bahwa berada di jalur yang benar.

Selanjutnya , perhatikan urutan ZWSZ di baris pertama .tidak tahu bahwa empat huruf membentuk sebuah kata lengkap , tetapi jika melakukannya , maka memiliki

 UZQSOVUOHXMOPVGPOZPEVSGZWSZOPFPESXUDBMETSXAIZ
t a e e te a that e e a a
VUEPHZHMDZSHZOWSFPAPPDTSVPQUZWYMXUZUHSX
e t ta t ha e ee a e th t a
EPYEPOPDZSZUFPOMBZWPFUPZHMDJUDTMOHMQ
e e e tat e the t 

Hanya empat huruf telah diidentifikasi, tapi sudah memiliki sedikit pesan. Analisis Lanjutan frekuensi ditambah trial and error dengan mudah harus menghasilkan solusi dari titik ini. Plaintext lengkap, dengan spasi tambahan antara kata-kata, berikut:

 it was disclosed yesterday that several informal but
direct contacts have been made with political
representatives of the viet cong in moscow 

Cipher Monoalphabetic mudah patah karena mereka mencerminkan data frekuensi dari alfabet asli. Sebuah tindakan pencegahan adalah untuk menyediakan beberapa pengganti, yang dikenal sebagai homofon, untuk satu huruf. Misalnya, huruf e dapat diberi sejumlah simbol cipher yang berbeda, seperti 16, 74, 35, dan 21, dengan masing-masing homophone digunakan dalam rotasi, atau secara acak. Jika jumlah simbol ditugaskan untuk setiap huruf sebanding dengan frekuensi relatif huruf itu, maka frekuensi informasi huruf tunggal benar-benar dihapuskan. Para matematikawan besar Carl Friedrich Gauss percaya bahwa ia telah merancang cipher yang bisa dipecahkan menggunakan homofon. Namun, bahkan dengan homofon, setiap elemen plaintext mempengaruhi hanya salah satu elemen dari ciphertext, dan pola multiple-huruf (misalnya, frekuensi digram) masih bertahan di ciphertext, membuat kriptanalisis relatif mudah.

Dua metode utama yang digunakan dalam cipher substitusi untuk mengurangi sejauh mana struktur plaintext bertahan di ciphertext: Satu pendekatan adalah untuk mengenkripsi beberapa huruf plaintext, dan yang lainnya adalah dengan menggunakan beberapa huruf cipher .

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