Сонгодог криптографийн аргууд дотроос хамгийн ойлгомжтой хэрнээ үр дүнтэй аргуудын нэг бол Транспозицийн шифр (Transposition Cipher) юм. Энэ төрлийн шифр нь ил текстийн үсгүүдийг өөр үсгээр солих (substitution) биш, харин тэдгээрийн байрлалыг тодорхой дүрмийн дагуу хольж, эрэмбийг нь өөрчилдөг. Энэхүү транспозицийн шифрийн нэгэн түгээмэл хэлбэр нь Замын шифр (Route Cipher) юм.
Замын шифр нь ил текстийг тодорхой хэмжээтэй хүснэгтэд (grid) бичээд, урьдчилан тохирсон “зам”-ын дагуу үсгүүдийг уншиж, шифр текст үүсгэдэг. Энэхүү “зам” нь шифрлэлтийн түлхүүр болдог бөгөөд илгээгч, хүлээн авагч хоёр ижил замыг мэдэж байх шаардлагатай.
Хэрхэн ажилладаг вэ?
Замын шифрийн ажиллагаа нь хоёр үндсэн алхмаас бүрдэнэ:
- Ил текстийг хүснэгтэд байршуулах.
- Тохирсон замын дагуу уншиж, шифр текст үүсгэх.
Өгөгдөл:
- Ил текст (Plaintext):
WE ARE DISCOVERED FLEE AT ONCE - Түлхүүр (Key): 6 баганатай хүснэгт, спираль хэлбэрээр цагийн зүүний дагуу гаднаас дотогш унших зам.
1. Хүснэгтэд байршуулах
Эхлээд ил текстийг 6 баганатай хүснэгтэд зүүнээс баруун, дээрээс доош чиглэлд бичнэ. Мессежийн урт хүснэгтийг дүүргэхгүй бол үлдсэн нүднүүдийг ихэвчлэн “X” гэх мэт утгагүй үсгээр дүүргэдэг.
Манай жишээнд WEAREDISCOVEREDFLEEATONCE (25 үсэг) гэсэн зайгүй текст байна. 6 баганатай хүснэгтэд 5 мөр үүснэ (6 * 5 = 30 нүд). Иймд 5 ширхэг “X” үсэг нэмж оруулна.
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | W | E | A | R | E | D |
| 2 | I | S | C | O | V | E |
| 3 | R | E | D | F | L | E |
| 4 | E | A | T | O | N | C |
| 5 | E | X | X | X | X | X |
2. Шифрлэх (Encryption)
Одоо түлхүүр болох замын дагуу хүснэгтээс үсгүүдийг уншиж, шифр текстээ үүсгэнэ. Манай зам бол “спираль хэлбэрээр цагийн зүүний дагуу гаднаас дотогш” юм.
- Баруун тийш (дээд мөр):
W E A R E D - Доош (баруун багана):
E E C X - Зүүн тийш (доод мөр):
X X X X E - Дээш (зүүн багана):
E R I - Баруун тийш (2-р мөр):
S C O V - Доош (5-р багана):
L N - Зүүн тийш (3-р мөр):
O T A E - Дээш (2-р багана):
E - Баруун тийш (3-р мөр):
D F
Эдгээр уншсан үсгүүдийг нийлүүлнэ: Шифр текст (Ciphertext):WEAREDEECXXXXXERISCOVLNOTAEEDF
3. Шифр тайлах (Decryption)
Хүлээн авагч тал шифр текстийг болон түлхүүрийг (6 багана, спираль зам) мэдэж байгаа.
- Хүснэгт бэлдэх: Хүлээн авагч 6 баганатай, 5 мөртэй хоосон хүснэгт бэлдэнэ.
- Хүснэгтийг дүүргэх: Шифр текстийн үсгүүдийг яг тэрхүү спираль замын дагуу хоосон хүснэгтэд буцаан бичнэ.
- Эхний 6 үсгийг (
WEARED) дээд мөрөнд… - Дараагийн 4 үсгийг (
EECX) баруун баганаар доош… - Энэ мэтчилэн шифр текстийг дуустал замын дагуу нүднүүдийг дүүргэнэ. Үр дүнд нь дээрхтэй ижил дүүргэгдсэн хүснэгт үүснэ.
- Эхний 6 үсгийг (
- Ил текстийг унших: Хүснэгт дүүрсний дараа анхны бичсэн стандарт аргаар буюу зүүнээс баруун, дээрээс доош чиглэлд уншина.
W E A R E D I S C O V E R E D F L E E A T O N C E X X X X XЭцсийн утгагүй “X” үсгүүдийг хасаад, зайг нь зөв байрлуулснаар анхныWE ARE DISCOVERED FLEE AT ONCEгэсэн мессеж сэргээгдэнэ.
Түлхүүрийн Хувилбарууд
Замын шифрийн гол хүч нь замын олон янз байдалд оршино. Зам нь дараах байдлаар тодорхойлогдож болно:
- Эхлэх цэг: Аль нэг булан (баруун дээд, зүүн доод гэх мэт).
- Чиглэл: Цагийн зүүний дагуу, цагийн зүүний эсрэг.
- Хэлбэр: Спираль, зигзаг (мөрөөр эсвэл баганаар), диагональ.
Эдгээр хувилбарууд нь түлхүүрийн орон зайг нэмэгдүүлж, шифрийн нууцлалыг сайжруулдаг.
Давуу болон Сул талууд
| Давуу тал | Сул тал |
|---|---|
| Хэрэгжүүлэхэд хялбар: Гараар болон энгийн програмаар хийхэд хялбар. | Давтамжийн анализ хийх боломжтой: Үсгүүдийн байр солигдсон ч ил текстийн үсгийн давтамж (frequency) хадгалагдаж үлддэг. Жишээ нь, “E” үсэг хамгийн их давтамжтай хэвээр байна. |
| Түлхүүрийн олон хувилбар: Замын хэлбэр, чиглэл, эхлэх цэг зэргээс хамаарч олон түлхүүр үүсгэх боломжтой. | Хүснэгтийн хэмжээг таамаглах боломжтой: Мессежийн уртыг мэдсэнээр хүснэгтийн багана, мөрийн тоог таамаглах оролдлого хийж болно. |
| Substitution шифртэй хослуулах боломжтой: Эхлээд үсгүүдийг сольж, дараа нь байрлалыг нь хольсноор илүү хүчтэй шифр (Product Cipher) үүсгэдэг. | Богино мессеж дээр сул: Мессеж богино байх тусам хэв маяг нь илүү амархан танигддаг. |
Дүгнэлт
Замын шифр нь дангаараа орчин үеийн аюулгүй байдлын шаардлагыг хангахгүй ч, криптографийн үндсэн ойлголт болох транспозицийг ойлгоход чухал жишээ болдог. Энэ нь үсгүүдийг нууцлах хоёр гол аргын нэг болох “байрлал солих”-ын энгийн хэрнээ үр дүнтэй хэрэгжилт юм. Орчин үеийн блок шифрүүд (AES гэх мэт) нь энэхүү байрлал солих (transposition/permutation) болон үсэг солих (substitution) үйлдлүүдийг маш нарийн төвөгтэй байдлаар олон үе шаттайгаар давтан хийснээр өндөр нууцлалыг хангадаг билээ.
