Substitutionskryptering
En substitutionsciffer er en form for kryptografi.
I en substitutionsciffer bruges en regel til at ændre hvert enkelt bogstav i meddelelsen, et ad gangen. Reglen siger, at hvert bogstav skal erstattes (eller "erstattes") med et andet bogstav fra alfabetet.
Denne tabel indeholder f.eks. en regel for en substitutionsciffer:
Ved at bruge denne regel ændres sætningen "Jack og Jill gik op ad bakken" til "Etar tzn Evmm gkzc dw cuk uvmm". Cæsar-chifferet er et eksempel på en substitutions-chiffer.
Substitutionschifter er ikke sikre nok til at blive brugt til vigtige meddelelser. Substitutionskrypter kan brydes ved hjælp af en idé, der kaldes frekvensanalyse. Nogle bogstaver er mere almindelige end andre i engelske sætninger: E er det mest almindelige, derefter T, derefter A og så videre. En meddelelse, der er blevet ændret ved hjælp af en substitutionsciffer, vil have forskellige almindelige bogstaver, men det giver et hint om reglen. De mest almindelige bogstaver i den ændrede meddelelse vil sandsynligvis være de mest almindelige bogstaver på engelsk. At bryde kryptogrammer (meddelelser, der er skjult med et substitutionsciffer) er et almindeligt puslespil, som ofte findes i aviserne.
Eksempel
Lad os antage, at den ændrede meddelelse er:
LIVITCSWPIYVEWHEVSRIQMXLEYVEOIEWHRXEXIPFEMVEWHKVSTYLXZIXLIKIIXPIJVSZEYPERRGERIM WQLMGLMXQERIWGPSRIHMXQEREKIETXMJTPRGEVEKEITREWHEXXLEXXMZITWAWSQWXSWEXTVEPMRXRSJ GSTVRIEYVIEXCVVMUIMWERGMIWXMJMGCMGCSMWXSJOMIQXLIVIQIVIVIXQSVVSTWHKPEGARCSXRWIEVSWIIBXV IZMXFSJXLIKEGAEWHEPSWYSWIWIEVXLISXLIVXLIRGEPIRQIVIIBGIIHMWYPFLEVHEWHYPSRRFQMXLE PPXLIECCIEVEWGISJKTVWMRLIHYSPHXLIQIMYLXSJXLIMWRIGXQEROIVFVIZEVAEKPIEWHXEAMWYEPP XLMWYRMWXSGSWRMHIVEXMSWMGSTPHLEVHPFKPEZINTCMXIVJSVLMRSCMSCMWMSWVIRCIGXMWYMXXLIYSPH KTYI dette eksempel bruges store bogstaver til ukendte bogstaver, og små bogstaver bruges til at angive bogstaver, som vi kender eller kan gætte os til.
Ved at tælle bogstaverne op kan vi se, at det mest almindelige bogstav er I, som vi gætter på er et e. X er også ret almindeligt, og XLI findes mange gange; vi gætter på, at dette er den mest almindelige gruppe på tre bogstaver på engelsk.
E er det næstmest almindelige bogstav. Vi har allerede et gæt på e og t, så vi gætter på, at E er a. Vi har nu:
heVeTCSWPeYVaWHaVSReQMthaYVaOeaOeaWHRtatePFaMVaWHKVSTYhtZetheKeetPeJVSZaYPaRRGaReM WQhMGhMtQaReWGPSReHMtQaRaRaKeaKeaTtMJTPRGaVaKaeTRaWHatthattMZeTWAWSQWtSWatTVaPMRtRSJ GSTVReaYVeatCVMUeMWMWaRGMeWtMJMJMGCSMWtSJOMeQtheVeQeVetQSVSTWHKPaGARCStRWeaVSWeeBtV eZMtFSJtheKaGAaWWHaPSWYSWeWeaVtheStheVtheVtheRGaPeRRQeQeVeeBGeeHMWYPFhaVHaWHYPSRRFQMtha PPtheaCCeaVaWGeSJKTVVWMRheHYSPHtheQeMYhtSJtheMWReGtQaROeVFVeZaVAaKPeaWHtaAMWYaPP thMWMYRMWtSGSWRMHMHeVatMSWMMGSTPHhaVHPFKPaKPaZeZeNTCMteVJSVhMRSCMWMSWMSWVVeRCeGtMWMWYMttheYSPH KTYVi kan nu komme med nogle flere gæt: heVe kan være her; Rtate kan være state, og athattMZe kan være athattime. Hvis vi udfylder disse gæt, får vi:
herTCSWPeYraWHarSseQithaYraYraOeaWHstatePFairaWHKrSTYhtmetheKeetPeJrSmaYPassGasei WQhiGhitQaseWGPSseHitQasaKeaTtiJTPsGaraKaeTsaWHatthattimeTWAWSQWtSWatTraPistsSJ GSTrseaYreatCriUeiWasGieWtiJiGiGCSiWtSJOieQthereQeretQSrSTWHKPaGAsCStsWearSWeeBtr emitFSJtheKaGAaWHaPSWYSWeWeartheStherthesGaPesQereeBGeeHiWYPFharHaWHYPSssFQitha PPtheaCCearaWGeSJKTrWisheHYSPHtheQeiYhtSJtheiWseGtQasOerFremarAaKPeaWHtaAiWYaPP thiWYsiWtSGSWsiHeratiSWiGSTPHharHPFKPameNTCiterJSrhisSCiWiWiSWresCeGtiWYittheYSPH KTYDet giver os mulighed for at gætte flere gæt, som fører til flere, indtil vi har gættet alt:
herpå en stor rose med grav og storslået luft og bragte rosen med sig fra en glaskuffert, som den var lukket inde i, og det var en smuk karabæus og på det tidspunkt ukendte naturforskere, der naturligvis fik store priser på det videnskabelige område, og der var omkring sorte pletter, som var omgivet af en række sorte pletter, som var en enkelt udstr på ryggen og langs den anden side af ryggenog på den anden side var skællene overordentligt hårde og blanke med en tydelig forbrændingog vægten af insektet var meget bemærkelsesværdigog når man tager alle ting i betragtning, kunne man næppe bebrejde Jupiter for hans mening om den gyldne insekt.På dette tidspunkt kan vi indsætte mellemrum og tegnsætning:
Her rejste le grand sig med en alvorlig og statelig mine og bragte mig billen fra
en glasmontre, hvori den var indkapslet. Det var en smuk scarabæus, og på
det tidspunkt var den naturligvis ukendt for naturforskere; en stor gevinst
set fra
et videnskabeligt
synspunkt. Der var to runde sorte pletter nær den ene ende af ryggen og
en lang plet
nær den anden. Skællene var overordentlig hårde og blanke og lignede
poleret guld. Insektets vægt var meget bemærkelsesværdig,
og alt taget i betragtning kunne jeg næppe bebrejde Jupiter for
hans mening om det. (Guldbuggen)
Hvis vi havde gættet forkert, ville vi have fundet ud af det på et tidspunkt og kunne gå tilbage og gætte på ny.
Spørgsmål og svar
Q: Hvad er en substitutionskryptering?
A: Et substitutionschiffer er en form for kryptografi, hvor man bruger en regel til at erstatte hvert bogstav i en besked med et andet bogstav fra alfabetet.
Q: Hvordan fungerer en substitutionskryptering?
A: I en substitutionskryptering bruges en regel til at erstatte hvert bogstav i beskeden med et andet bogstav fra alfabetet, et ad gangen.
Q: Hvad er et eksempel på en tabel, der bruges i en substitutionskryptering?
A: Tabellen i teksten giver en regel for en substitutionskryptering, der kan bruges til at erstatte hvert bogstav med et andet bogstav fra alfabetet.
Q: Hvad er Cæsar-chifferet?
A: Cæsar-chifferet er et eksempel på et substitutions-chiffer.
Q: Er substitutionschifre sikre nok til vigtige beskeder?
A: Nej, substitution ciphers er ikke sikre nok til at bruge til vigtige beskeder.
Q: Hvordan kan substitutionschifre brydes?
A: Erstatningschifre kan brydes ved hjælp af frekvensanalyse, som leder efter almindelige bogstaver i den ændrede besked, som sandsynligvis er de mest almindelige bogstaver på engelsk.
Q: Hvad er en almindelig gåde, der involverer at bryde kryptogrammer?
A: At bryde kryptogrammer, som er beskeder, der er skjult med en substitutionschiffer, er en almindelig gåde, der ofte findes i aviser.
