İçeriğe atla

Kasiski testi

Kriptanalizde, Kasiski sınaması (Kasiski testi veya Kasiski yöntemi —İngilizce: Kasiski examination veya Kasiski's test veya Kasiski's method― olarak da bilinir.), Vigenère şifresi gibi polialfabetik ikame şifrelerine saldırmak için kullanılan bir yöntemdir.[1][2] İlk olarak 1863 yılında Friedrich Kasiski tarafından yayımlanmıştır,[3] ancak 1846 gibi erken bir tarihte Charles Babbage tarafından bağımsız olarak keşfedilmiş gibi görünmektedir.[4][5]

Nasıl çalışır

İkame alfabelerinin bir anahtar kelime kullanılarak seçildiği polifabetik ikame şifresinde, Kasiski testi, bir kriptanalistin anahtar kelimenin uzunluğunu çıkarmasına olanak tanır. Anahtar kelimenin uzunluğu keşfedildikten sonra, kriptanalist şifreli metni n sütun halinde sıralar, burada n anahtar kelimenin uzunluğudur. Daha sonra her sütun bir monoalfabetik ikame şifresinin şifreli metni olarak ele alınabilir. Bu nedenle, her sütuna frekans analizi ile saldırılabilir.[6] Benzer şekilde, bir rotor akış şifrelemesi ("stream cipher") makinesi kullanıldığında, bu yöntem tek tek rotorların uzunluğunun çıkarılmasına izin verebilir.

Kasiski testi, şifreli metin içinde tekrarlanan karakter dizilerinin aranmasını içerir. Testin başarılı olması için dizeler üç karakter veya daha uzun olmalıdır. Daha sonra, dizelerin ardışık oluşumları arasındaki mesafelerin anahtar kelimenin uzunluğunun katları olması muhtemeldir. Böylece daha fazla tekrarlanan dizgi bulmak anahtar kelimenin olası uzunluklarını daraltır, çünkü tüm mesafelerin en büyük ortak bölenini alabiliriz.

Bu testin işe yaramasının nedeni, düz metinde tekrarlanan bir dize varsa ve karşılık gelen karakterler arasındaki mesafe anahtar kelime uzunluğunun bir katı ise, anahtar kelime harflerinin dizenin her iki oluşumunda da aynı şekilde sıralanacak olmasıdır. Örneğin, şu düz metni düşünün: 

crypto is short for cryptography.

"crypto" tekrarlanan bir dizedir ve dizeler arasındaki mesafe 20 karakterdir. Düz metni 6 karakterlik bir anahtar kelime olan "abcdef" ile sıralarsak (6, 20'ye bölünmez): 

abcdefabcdefabcdefabcdefabcdefabc

crypto is short for cryptography.

"crypto" ilk örneği "abcdef" ile ve ikinci örneği "cdefab" ile eşleşir. İki örnek farklı şifreleme metinlerine şifrelenecek ve Kasiski testi hiçbir şey ortaya çıkarmayacaktır. Ancak, 5 karakterli bir anahtar kelime olan "abcde" (5, 20'ye bölünür): 

abcdeabcdeabcdeabcdeabcdeabcdeabc
crypto is short for cryptography.

"crypto" ifadesinin her iki oluşumu da "abcdea" ile aynı hizadadır. İki örnek aynı şifreli metne şifrelenecek ve Kasiski testi etkili olacaktır.

Dize tabanlı bir saldırı

Kasiski testini kullanmanın zorluğu, tekrarlanan dizeleri bulmakta yatmaktadır. Bu elle yapılması çok zor bir iştir, ancak bilgisayarlar bunu çok daha kolay hale getirebilir. Bununla birlikte, bazı tekrarlanan dizeler sadece tesadüf ve bazı tekrar mesafeleri yanıltıcı olabileceğinden, yine de dikkatli olmak gerekir. Kriptanalist doğru uzunluğu bulmak için tesadüfleri elemek zorundadır. Ardından, elbette, ortaya çıkan monoalfabetik şifreli metinlerin kriptanalizi yapılmalıdır.

  1. Bir kriptanalist, tekrarlanan harf gruplarını arar ve tekrarlanan her grubun başlangıcı arasındaki harf sayısını sayar. Örneğin, şifreli metin FGXTHJAQWNFGXQ ise, FGX grupları arasındaki mesafe 10'dur. Analist, metinde tekrarlanan tüm gruplar için mesafeleri kaydeder.
  2. Analist, bu sayıların her birini bir sonraki çarpanlarına ayırır. Bu çarpanlara ayırma işlemlerinin çoğunda herhangi bir sayı tekrarlanıyorsa, bunun anahtar kelimenin uzunluğu olması muhtemeldir. Bunun nedeni, aynı harfler aynı anahtar harfler kullanılarak şifrelendiğinde tekrarlanan grupların ortaya çıkma olasılığının tesadüften daha yüksek olmasıdır; bu özellikle uzun eşleşen dizeler için geçerlidir. Anahtar harfler anahtar uzunluğunun katlarında tekrarlanır, bu nedenle 1. adımda bulunan mesafelerin çoğunun anahtar uzunluğunun katları olması muhtemeldir. Ortak bir çarpan genellikle belirgindir.
  3. Anahtar kelime uzunluğu bilindiğinde, Babbage ve Kasiski'nin aşağıdaki gözlemi devreye girer. Anahtar kelime N harf uzunluğundaysa, her N'inci harf anahtar metnin aynı harfi kullanılarak şifrelenmiş olmalıdır. Her N harfi bir araya getiren analist, her biri bir alfabe ikamesi kullanılarak şifrelenmiş N "mesaja" sahip olur ve her bir parça frekans analizi kullanılarak saldırıya uğrayabilir.
  4. Çözülen mesajı kullanarak, analist anahtar kelimenin ne olduğunu hızlı bir şekilde belirleyebilir. Ya da parçaları çözme sürecinde analist, mesajı çözmeye yardımcı olmak için anahtar kelimeyle ilgili tahminleri kullanabilir.
  5. Durdurucu anahtar sözcüğü öğrendiğinde, bu bilgi aynı anahtarı kullanan diğer mesajları okumak için kullanılabilir.

Üst üste bindirme

Kasiski, aslında Vigenère şifresini çözmek için "üst üste bindirme" (ing. "superimposition") yöntemini kullanmıştır. İşe yukarıdaki gibi anahtar uzunluğunu bulmakla başladı. Daha sonra mesajın birden fazla kopyasını aldı ve her biri anahtar uzunluğu kadar sola kaydırılmış olarak üst üste koydu. Kasiski daha sonra her bir "sütunun" tek bir alfabe ile şifrelenmiş harflerden oluştuğunu gözlemledi. Kasiski'nin yöntemi yukarıda anlatılan yöntemle eşdeğerdi, ancak belki de gözünüzde canlandırması daha kolaydı.

Polialfabetik şifrelere yapılan modern saldırılar, tekrarlanan sayımının bir iyileştirmesi ile yukarıda açıklananlarla temelde aynıdır. Modern bir analist tekrar eden grupları aramak yerine mesajın iki kopyasını alır ve birini diğerinin üzerine koyar.

Modern analistler bilgisayar kullanmaktadır, ancak bu açıklama bilgisayar algoritmalarının uyguladığı prensibi göstermektedir.

Genelleştirilmiş yöntem:

  1. Analist alttaki mesajı bir harf sola kaydırır, sonra bir harf daha sola kaydırır, vs. her seferinde tüm mesajı gözden geçirir ve aynı harfin üst ve alt mesajda kaç kez göründüğünü sayar.
  2. Alttaki mesaj anahtar uzunluğunun katları kadar kaydırıldığında "tekrarlananların" sayısı hızla artar, çünkü o zaman bitişik harfler aynı alfabeyi kullanan aynı dildedir.
  3. Anahtar uzunluğunu bulduktan sonra, kriptanaliz frekans analizi kullanılarak yukarıda açıklandığı gibi ilerler.

Dış bağlantılar

Kaynakça

  1. ^ Rodriguez-Clark, Daniel, Kasiski Analysis: Breaking the Code, 29 Kasım 2014 tarihinde kaynağından arşivlendi, erişim tarihi: 30 Kasım 2014 
  2. ^ R. Morelli, R. Morelli, Historical Cryptography: The Vigenere Cipher, Trinity College Hartford, Connecticut, 9 Nisan 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi, erişim tarihi: 4 Haziran 2015 
  3. ^ Kasiski, F. W. 1863. Die Geheimschriften und die Dechiffrir-Kunst. Berlin: E. S. Mittler und Sohn
  4. ^ Franksen, O. I. 1985 Mr. Babbage's Secret: the Tale of a Cipher—and APL. Prentice Hall
  5. ^ Singh, Simon (1999), The Code Book: The Science of Secrecy from Ancient Egypt to Quantum Cryptography, Londra: Fourth Estate, s. 78, ISBN 1-85702-879-1 
  6. ^ Kasiski's Method, Michigan Technological University, 22 Ağustos 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi, erişim tarihi: 1 Haziran 2015 

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Sezar şifrelemesi</span> Basit, bilinen ve sıkça kullanılmış bir şifre türü

Kriptografide, Sezar şifresi, kaydırma şifresi, Sezar kodu veya Sezar kaydırması olarak da bilinen Sezar şifrelemesi, en basit ve en yaygın bilinen şifreleme tekniklerinden biridir. Bu, düz metindeki her harfin alfabede belirli sayıda pozisyondaki bir harfle değiştirildiği bir yerine koyma şifrelemesi türüdür. Örneğin, 3'lük bir sola kaydırma ile D, A ile değiştirilir, E, B olur ve bu böyle devam eder. Bu yöntem adını özel yazışmalarında bu şifrelemeyi kullanan Romalı lider Julius Caesar'dan almıştır.

<span class="mw-page-title-main">Şifre</span> bilginin şifrelenmesi ve şifresinin çözülmesi için algoritma

Kriptografide, bir şifre şifreleme veya şifre çözme—bir prosedür olarak izlenebilen bir dizi iyi tanımlanmış adım gerçekleştirmek için bir algoritmadır. Alternatif, daha az yaygın bir terim şifrelemedir. Şifrelemek veya kodlamak, bilgiyi şifreye veya koda dönüştürmektir. Yaygın kullanımda "şifre", "kod" ile eş anlamlıdır, çünkü her ikisi de bir mesajı şifreleyen bir dizi adımdır; ancak kriptografide, özellikle klasik kriptografide kavramlar farklıdır.

Vigenere tablosu, kriptografide Vigenere şifrelemesi için kullanılan ve Fransız şifrecisi Blaise de Vigenere'e atfedilen bir tablodur. Bu tablo şifre için gerekli her harfin hangi harf ile değiştireleceğini gösterir. Harflerin değiştirilmesi için birçok alfabe kullanılır. Her harfin kelimedeki sırasına göre şifreleme alfabesi de değişir. Böylece aynı harflerin aynı harfler ile değiştirilmesi engellenmiş olur. Çoklu alfabe kullanma yöntemiyle şifrenin frekans analizi ile çözülmesi zorlaştırılmış olur.

Kriptografide çalışma kipleri, bir blok şifrenin tek bir anahtar altında güvenli bir şekilde tekrarlı kullanımına olanak veren yöntemlerdir. Değişken uzunluktaki mesajları işlemek için veriler ayrı parçalara bölünmelidir. Son parça şifrenin blok uzunluğuna uyacak şekilde uygun bir tamamlama şeması ile uzatılmalıdır. Bir çalışma kipi bu bloklardan her birini şifreleme şeklini tanımlar ve genellikle bunu yapmak için ilklendirme vektörü (IV) olarak adlandırılan rastgele oluşturulmuş fazladan bir değer kullanır.

<span class="mw-page-title-main">Dizi şifresi</span> simetrik anahtar şifreleme metodu

Kriptografide, bir kesintisiz şifreleme, dizi şifresi veya akış şifresi bir simetrik anahtardır. Düz metin bitlerinin bir exclusive-or (XOR) işlemi kullanılarak bir sözde rastgele şifre bit akışı ile birleştirildiği şifrelemedir. Bir akış şifresinde düz metin sayısal basamakları her seferinde bir tane şifrelenir ve ardışık basamakların dönüşümü şifreleme durumu sırasında değişir. Her bir basamağın şifrelenmesi mevcut duruma bağlı olduğundan alternatif bir isim durum şifresidir. Pratikte, basamaklar tipik olarak tek bitler veya baytlardır.

Kriptografide blok şifreleme, blok olarak adlandırılmış sabit uzunluktaki bit grupları üzerine simetrik anahtar ile belirlenmiş bir deterministik algoritmanın uygulanmasıdır. Blok şifreleme birçok kriptografik protokol tasarımının önemli temel bileşenlerindendir ve büyük boyutlu verilerin şifrelemesinde yaygın biçimde kullanılmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Kriptanaliz</span>

Kriptanaliz şifrelenmiş metinlerin çözümünü araştıran kriptoloji dalıdır. Kriptanaliz, bilinmeyen anahtarları bulmak için kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Vigenère şifrelemesi</span> bir kriptoloji yöntemi

Vigenère şifrelemesi, alfabetik bir şifreleme metni kullanarak bir dizi farklı Sezar şifrelemesine dayalı harfleri kullanan bir şifreleme yöntemidir. Bu bir çeşit poli alfabetik ikame tablosudur.

Kriptografide, ilklendirme vektörü kısaca İV ya da ilklendirme değişkeni, tipik olarak rastgele veya sözde rassal olması gereken bir şifreleme temelinin sabit boyuta sahip olan girdisidir. Bu rastgelelik, şifreleme işlemlerinde anlamsal güvenliği sağlamak için çok önemlidir. Anlamsal güvenlik tek bir şifreleme yönteminin aynı anahtar ile tekrar tekrar kullanılmasının şifrelenmiş mesajın bölümleri arasındaki ilişkileri çıkarmasına izin vermediği bir özelliktir. Blok şifreleri için, İV kullanımı çalışma kipleri ile açıklanmaktadır. Ayrıca, evrensel hash fonksiyonları ve buna dayanan mesaj kimlik doğrulama kodları gibi diğer temel öğeler için de rastgeleleştirme gereklidir.

Kriptografide, bir yerine koyma şifrelemesi veya ikame şifresi veya ornatmalı şifreleme, düz metin birimlerinin bir anahtar yardımıyla tanımlanmış bir şekilde şifreli metin ile değiştirildiği bir şifreleme yöntemidir; "birimler" tek harfler, harf çiftleri, harf üçlüleri, yukarıdakilerin karışımları ve benzeri olabilir. Alıcı, orijinal mesajı çıkarmak için ters ikame işlemini gerçekleştirerek metni deşifre eder.

<span class="mw-page-title-main">Şifreli metin</span> şifrelenmiş bilgi

Kriptografide, şifreli metin, şifreleme adı verilen bir algoritma kullanılarak düz metin üzerinde gerçekleştirilen şifreleme işleminin sonucunda elde edilen çıktıdır. Şifreli metin, aynı zamanda şifrelenmiş veya kodlanmış bilgi olarak da bilinir çünkü orijinal düz metnin, şifresini çözmek için uygun şifre olmadan bir insan veya bilgisayar tarafından okunamayan bir biçimini içerir. Bu işlem, hassas bilgilerin bilgisayar korsanlığı yoluyla kaybolmasını önler. Şifrelemenin tersi olan Şifre çözme, şifreli metni okunabilir düz metne dönüştürme işlemidir. Şifreli metin, kod metni ile karıştırılmamalıdır çünkü ikincisi bir şifrenin değil bir kodun sonucudur.

Affine şifreleme veya Doğrusal şifreleme, bir tür monoalfabetik ikame şifresi olup, bir alfabedeki her harf sayısal eşdeğeriyle eşleştirilir, basit bir matematiksel fonksiyon kullanılarak şifrelenir ve tekrar bir harfe dönüştürülür. Kullanılan formül, her harfin başka bir harfe şifrelendiği ve tekrar geri döndüğü anlamına gelir, yani şifre esasen hangi harfin hangisine gideceğini düzenleyen bir kurala sahip standart bir ikame şifresidir. Bu nedenle, tüm ikame şifrelerinin zayıflıklarına sahiptir. Her harf (ax + b) mod 26 fonksiyonu ile şifrelenir, burada b kaydırmanın büyüklüğüdür.

Kriptografide, ADFGVX şifresi, I. Dünya Savaşı sırasında İmparatorluk Alman Ordusu tarafından kullanılan elle uygulanan bir alan şifresiydi. Mesajları telsiz telgraf kullanarak gizlice iletmek için kullanıldı. ADFGVX aslında ilk kez 1 Mart 1918'de Alman Batı Cephesi'nde kullanılan ADFGX adlı daha önceki bir şifrenin uzantısıydı. ADFGVX, 1 Haziran 1918'den itibaren hem Batı Cephesinde hem de Doğu Cephesi'nde uygulanmıştır.

Kriptografide klasik şifre, tarihsel olarak kullanılmış ancak çoğunlukla kullanımdan kalkmış bir şifre türüdür. Modern kriptografik algoritmaların aksine, klasik şifrelerin çoğu pratik olarak hesaplanabilir ve elle çözülebilir. Bununla birlikte, modern teknoloji ile kırılmaları da genellikle çok basittir. Bu terim Yunan ve Roma dönemlerinden beri kullanılan basit sistemleri, ayrıntılı Rönesans şifrelerini, Enigma makinesi gibi II. Dünya Savaşı kriptografisini ve sonrasını içerir.

Bu bir kriptograflar listesidir. Kriptografi, hasım adı verilen üçüncü tarafların varlığında güvenli iletişim için tekniklerin uygulanması ve incelenmesidir.

Bir polialfabetik şifre veya çok alfabeli şifre birden fazla ikame alfabesi kullanan bir yerine koyma şifrelemesi türüdür. Basitleştirilmiş özel bir durum olmasına rağmen Vigenère şifresi muhtemelen en iyi bilinen polialfabetik şifre örneğidir. Enigma makinesi daha karmaşıktır ancak yine de temelde bir polialfabetik ikame şifresidir.

<span class="mw-page-title-main">Polybius karesi</span> bir şifre türü

Polybius karesi, aynı zamanda Polybius dama tahtası olarak da bilinir, eski Yunanlılar Cleoxenus ve Democleitus tarafından icat edilmiş ve tarihçi ve bilgin Polybius tarafından meşhur edilmiş bir cihazdır. Cihaz, bölümleme için kullanılır. Düz metin karakterleri daha küçük bir sembol kümesiyle temsil edilebilecek şekilde telgraf, steganografi ve kriptografi için kullanışlıdır. Cihaz başlangıçta yangın sinyalizasyonu için kullanılmış olup, daha önceki gelenekte olduğu gibi sadece önceden belirlenmiş sınırlı sayıda seçeneğin değil, herhangi bir mesajın kodlanmış iletimine izin verir.

<span class="mw-page-title-main">Alberti şifresi</span> Leon Battista Alberti tarafından 1467 yılında oluşturulan şifre

İtalyan mimar Leon Battista Alberti tarafından 1467 yılında yaratılan Alberti Şifresi, ilk polialfabetik şifrelerden biriydi. De componendis cifris adlı çalışmasının ilk sayfalarında papalık sekreteri Leonardo Dati ile yeni geliştirilen hareketli tip baskı makinesinin onun şifre çarkının geliştirilmesine yol açtığı hakkında yaptığı konuşmayı anlattı.

<span class="mw-page-title-main">Tabula recta</span> kare alfabe tablosu

Kriptografide tabula recta, her satırı bir öncekinin sola kaydırılmasıyla oluşturulan kare şeklinde bir alfabe tablosudur. Bu terim, Alman yazar ve keşiş Johannes Trithemius tarafından 1508 yılında icat edilmiş ve Trithemius cipher adlı eserinde kullanılmıştır.

Binbaşı Friedrich Wilhelm Kasiski, bir Alman piyade subayı, kriptograf ve arkeologdu. Kasiski, Schlochau'da Prusya Krallığı'nda doğdu.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.