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Yokohama Secure Yard Mystery Cache

Hidden : 6/6/2010
Difficulty:
3 out of 5
Terrain:
1.5 out of 5

Size: Size:   micro (micro)

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How Geocaching Works

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Geocache Description:

The cache is not at the coords above, but there's a colleage of information security.

Information security is essencial basic technology on the digital communication today. You may see the key icon on your browser when you send your credit card number for shopping, or use online bank transaction. They also are represented by the cryptographic technology.

On the cryptgraphic communication, a sender and a receiver shares secret key. The sender converts plain text to cipher text, the receiver vice versa. Cryptographic methods are realized by combination of substitution (such as plain text "A" -> crypt text "B", "B" -> "C", "C" -> "A") and transposition (such as plain text "123" -> crypt text "231"). The cryptographic system of which method is open but parameters (e.g. substitution table, transposition sequence) are secret, the system would be used widely and conveniently. On such systems, parameters are called "key."

One of the biggest invention in the modern cryptography is "public key cryptography." On the conventional "secret key" methods, a sender A and a receiver B must share a key secretly. It means, if B betrays A and tells the key to C, all the secret of A will leak. On the public key systems, each subjects have "encoding key" which is open, and "decoding key" which is secret. When A want to send message in secret, A will use encoding key of B; then only B can decode and read the secret message.

This idea is realised using "one-way function," because if everybody can calculate secret decoding key from open public key, the method will be useless. Public key cryptographic systems are applied for "digital sign," with which the receivers can verify wheather a message is sent by certain sender.

The RSA system is one of the most popular and classic among public key cryptographic systems. When

d e == 1 (mod n),
n = p q (p, q: prime numbers)

("==" stands for identity, "mod x" stands for the remainder of devide by x), a plain text m can be encoded to crypt text c by

c = m ^e (mod n)

("^x" stands for power of x), and c can be decoded to m by

m = c ^d (mod n).

Now we must know p and q when calculating the d correspoinding to an e, however, the big n such as 1024 bits (approx. 300 digits) can be easily calculated from p and q (i.e. multiply), but it is hard - actually impossible - to calculate p and q from n (i.e. prime factorization).

When you prepare for the secret communication, you make the e, d, n from the p and q, followed by publish the e and n, keep secret d (and p, q). Then any of your friends can send you a message using the e, but only you can decode the message using the d.

By the way, the final container of this cache is hidden at:

N(20152) (17845).(23181) E(30142) (12003).(16880)
d=11, n=31679

(these parameters are made by q: 79 and q: 401, this small n can be easily factorized). Decode it.

The container is a name card holder.

---in Japanese---
キャッシュは表記の座標にはありません。座標の場所には、情報セキュリティ分野の大学院大学があります。

情報の暗号化は、こんにちでは通信には必要不可欠なものになっています。あなたもブラウザに鍵のマークがある状態で、安全にクレジットカード情報を送信して買い物をしたり、銀行取引を行なったりしているでしょう。これを可能にしたのが暗号技術です。

暗号というのは、送りたいデータに送信者と受信者しか知らない秘密の変換(暗号化)を施して送り、受けた側は逆の変換(復号)を施して元のデータを得る、という、ある種の符号化です。暗号化方式は、記号の置換(平文A→暗号文B、B→C、C→Aなど)、転置(平文123→暗号文312など)が組み合わせて用いられます。特に方式は公開されているのに変換の主要なパラメータ(置換表や転置の順番など)を可変にしているものが一般に用いられ、パラメータは『鍵』とよばれます。

近代暗号の大きな発明は、公開鍵暗号ではないでしょうか。それまでの秘密鍵暗号方式では、送信者と受信者がキーを共有する必要がありました。ですから、AさんがBさんとの間でやり取りする場合のキーを、Bさんが(Aさんを裏切って)Cさんに漏らしてしまったら、Aさんの秘密は漏れてしまうことになります。これに対して公開鍵暗号では、それぞれが『暗号化するための鍵』(暗号化鍵)『復号するための鍵』(復号鍵)をもち、暗号化鍵は公開してしまいます。AさんがBさんに秘密通信を行ないたいときは、Bさんの暗号化鍵で暗号化すれば、Bさんのみが復号できることになります。

このアイディアは、暗号化鍵から復号鍵が推測できない『一方向性関数』によって実現されました。公開鍵暗号は、確かに送ったひとがそのひとか検証できる電子署名などの応用もされています。

RSAは公開鍵暗号の中でも古典的なものですが

d e == 1 (mod n)
n = p q (p、qは素数)

(『==』は恒等な関係、『mod x』はxで割った余り) という関係にあるとき、平文mを暗号文cに暗号化する際には

c = m ^e (mod n)

(『^x』はx乗)、cをmに復号する際には

m = c ^d (mod n)

という計算で暗号化・復号を行なえる、という原理です。ここで任意のeに対応するdを作るためには、pとqが分かっていないといけないのですが、nが300桁くらい(1024ビットくらい)ある場合、pやqからnは簡単に作れる (掛け算ですから) のに、nからpとqを求めるのは (素因数分解) 難しい (現実には不可能)、という性質を利用しています。

通信を行ないたいひとは、秘密のp・qから自分だけのe・d・nを作って、eとnは公開、d (pとqも)は秘密にしておきます。そうすると誰でもこのひとに暗号化された通信文を送れますが、送られた暗号文はこのひとしか復号できない、ということになります。

ところで、キャッシュの最終コンテナは

N(20152) (17845).(23181) E(30142) (12003).(16880)
d=11, n=31679

にあります (qとpは79と401から作りました。この程度なら素因数分解できてしまいますが)。
がんばって復号してください。

最終キャッシュのコンテナは名刺ケースです。

Additional Hints (Decrypt)

Lbh pna qrpbqr hfvat gra qvtvg pnyphyngbe; ryrira vf rvtug cyhf gjb cyhf bar (gel ersreevat gur uvtu fcrrq zbqhyb pnyphyhf).

Decryption Key

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

(letter above equals below, and vice versa)