Skip to content

Vigenerova sifra II Mystery Cache

This cache has been archived.

Down.cz: Bohužel mám teď jiné starosti, než kešing. Díky za pochopení.

More
Hidden : 12/28/2011
Difficulty:
4 out of 5
Terrain:
2 out of 5

Size: Size:   micro (micro)

Join now to view geocache location details. It's free!

Watch

How Geocaching Works

Related Web Page

Please note Use of geocaching.com services is subject to the terms and conditions in our disclaimer.

Geocache Description:

Drive-in keš s Vigenerovou šifrou

Na úvodních souradnicích keš nehledejte!

Tato keš je pokracováním ke keši Vigenerova šifra I GC1P2PF.
Pro úspešnou kryptoanalýzu a zjištení souradnic této keše doporucujeme nejprve se seznámit s listingem ke keši „Vigenerova šifra I“ a naucit se dešifrovat Vigenerovu šifru.
Pokud máte patricné základy kryptoanalýzy, mužete samozrejme následující pokus o seznámení s analyzováním Vigenerovy šifry preskocit...
Listing je zpracovaný tak, aby zájemce dovedl ke zjištení souradnic bez nutnosti dalšího studia a vyhledávání podkladu.
Princip Vigenerovy šifry a zpusob šifrování a dešifrování textu jsme si vysvetlili v „jednicce“. Zde se budeme venovat již pouze kryptoanalýze a ukážeme si, jak šifrovaný text, zašifrovaný Vigenerovou šifrou, analyzovat a rozluštit.

Co prinesla Vigenerova šifra oproti Caesarove šifre?

Zretezením nekolika Caesarových šifer v šifre Vigenerove došlo k odstranení nejvetší slabiny Caesarovy šifry - jednotlivé písmeno nešifrovaného textu již nemelo v šifrovaném textu vždy stejný protejšek, ale protejšky se menily (silná písmena oznacují puvodní text a varianty v Caesarove šifre a Vigenerove šifre).

TRISTATRICETTRI - puvodní text
WULVWDWULFHWWUL - text s CS - posun 3
WTITXDVRJGHVTSM - Vigenerova šifra s klícem 32014

Jak je tedy videt, nebylo možné použít frekvencní analýzu na celý text a s její pomocí uhodnout klíc k dešifrování.

Principy luštení Vigenerovy šifry

Pri luštení Vigenerovy šifry budeme potrebovat trochu štestí, nebo alespon pomoc chybujícího nebo benevolentního šifranta. U krátkého textu, jako ve výše uvedeném príkladu, je zrejmé, že Vigenerova šifra se stává analýzou textu (témer) nerozluštitelnou. Obecne pak jde o pomer délky nešifrovaného textu a délky hesla. Cím více se blíží pomeru 1:1, tím více roste bezpecnost šifry. Cím kratší je heslo v porovnání s textem urceným k zašifrování, tím rostou šance kryptoanalytika.
Pro šifrování je samozrejme ideálním rešením, pokud je délka hesla stejná jako délka šifrovaného textu. Teoreticky jde v takovém prípade a pri jednorázovém použití hesla o neprolomitelnou šifru. Problémem však je si takové heslo pamatovat, prípadne je distribuovat a utajit. V praxi tak docházelo ke kompromisum, kdy délka (hesla) klíce byla v zásadním nepomeru k délce šifrovaného textu (heslo bylo moc krátké). V takovém prípade ale nutne musí nastat situace, že na stejnou skupinu písmen šifrovaného textu nekdy pripadne stejná skupina písmen klíce a výsledkem tak bude stejná skupina písmen v zašifrovaném textu.

TRISTATRICETTRI - puvodní text
WULVWDWULFHWWUL - text s CS - posun 3
WTJVVBWTJFGUWTJ - Vigenerova šifra s klícem 321

Uvedený prípad je extrémním príkladem nevhodne zvolené délky hesla Vigenerovy šifry. Je však ideálním pro ukázku problému délky hesla.
Skutecnosti, že opakující se posloupnost znaku muže být zašifrována do obdobné posloupnosti znaku zašifrovaného textu, si v sedmdesátých letech 19. století všiml pruský dustojník Friedrich Wilhelm Kasiski a navrhl takzvaný Kasiského test.
Spocíval v analýze zašifrovaného textu a vyhledání shodných posloupností znaku v zašifrovaném textu. Doporucoval hledat alespon trojice shodných znaku, ale pokud text není príliš dlouhý, mužete to zkusit i s dvojicemi. Výsledkem takové analýzy je nekolik skupin písmen, které se opakují. Zjištením jejich rozpetí (vzdálenosti jejich prvních písmen navzájem od sebe) se mužete priblížit k uhodnutí délky klíce (hesla). Tato císla je nutné dále analyzovat a prihlédnout pri tom ke skutecnosti, že neznáme délku a složitost textu, jazyk textu ani další okolnosti šifrování. Takže budeme víceméne hádat.
Jen pro predstavu si vymyslíme následující zašifrovaný text:
obrazek 1
Vyhodnocení zjištených hodnot by vás melo dovést k následujícím záverum:
  • Žlute a zelene oznacené trojice vykazují spolecné znaky (spolecné delitele 10, 5, 2), zatímco cervená trojice se z této podobnosti vymyká. Doporucujeme ji proto z úvah prozatím vyradit, protože muže jít o náhodu vzniklou zakódováním jiných znaku, které byly do podobného výsledku zakódovány jen shodou okolností. Pokud by naše úvahy nad délkou klíce uvázly ve slepé ulicce, mužeme se vrátit a do výsledku zahrnout i toto císlo (dokonce za urcitých okolností by bylo možné za náhodu oznacit žluté a/nebo zelené výsledky a pracovat s cerveným).
    POZOR! V praxi se nezrídka stává, že "správných" roztecí je méne, než tech zavádejících! Neupnete se na predpoklad, že vždy je správná ta nejcetnejší roztec...
  • Zkusíme tedy frekvencní analýzou zjistit, zda délka klíce neodpovídá nekteré z možností, které se nabízejí - tedy 5 nebo 2 (prípadný klíc 10 necháme až na konec - vykáže pravdepodobne podobné hodnoty jako 5, které je násobkem, krom toho pomer jeho délky k délce textu je vysoký a je otázkou, zda by výsledek frekvencní analýzy poskytl nejaké smysluplné údaje). Zašifrovaný text tedy rozdelíme po sloupeccích na samostatné texty a každý podrobíme samostatné frekvencní analýze. obrazek 1
    Tedy samostatne analyzujeme text oznacený zelene, samostatne neoznacený text, ve druhém prípade samostatne text pro každou barvu zvlášt.

  • Frekvencní analýzu jsme zmínili už v Caesarove šifre II. Takže jen pro úplnost a k upresnení této keše. Ruzné zdroje stanovují ruznou cetnost výskytu písmen v jazyce. Je zrejmé, že jiný výskyt jednotlivých písmen se bude vyskytovat v odborném textu (spousta cizích slov), jiný ve spisovném jazyce a jiný pri použití slangu (koncovky nárecí). Výsledky samozrejme zrcadlí analyzovaný text a tak se ješte drobné odchylky mohou vyskytovat i podle textu, který byl vybrán za reprezentativní ke vzorové analýze (my i vy si jiste vybereme jiný text, byt se budeme snažit zachovat jistou úroven neutrality).
    Níže uvedený prehled pro ceštinu bez diakritiky a bez mezer (zadání bude v ceském jazyce) proto neberte jako dogma, ale jako návod, který by vám mel pomoci pri analýze textu.
    Pri vyhledání na Internetu naleznete jiste presnejší prehledy, pro naši potrebu je však tato presnost dostacující...
    E 11% A 9% O 8% I 8% N 7% S 5% T 5%
    L 4% R 4% U 4% V 4% D 3% K 3% M 3% P 3% Y 3%
    C 2% B 2% J 2% Z 2% H 1%
    F min. G min. Q min. W min. X min.
Jak vidíte, není to až tak jednoduché a úspech vám nikdo nezarucí. S vyšší pravdepodobností lze urcit samohlásky a písmena N, S, T, F, G, Q, W a X. Zamenit ostatní písmena navzájem nemusí být až tak složité, nebot stanovené hodnoty byly získány z urcitého textu, který se od analyzovaného muže a zcela jiste bude v urcitém rozpetí hodnot lišit! Pro zjištení posunu naštestí stací ve vetšine prípadu urcit jedno nebo dve písmena.
Tedy ke zjištení souradnic

1. víte:

  • a) jedná se o Vigenerovu šifru,
  • b) zašifrovaný text je v ceském jazyce, bez diakritiky a mezer.

2. musíte:

  • a) zjistit jak dlouhý je klíc (heslo) použitý k zašifrování (hledejte trojice a ctverice písmen, které se v textu opakují, zjistete jejich posun od sebe navzájem (stejné vuci sobe), a vyhodnotte, která délka je nejpravdepodobnejší,
  • b) pomocí frekvencní analýzy urcit pro každou použitou abecedu (jejich pocet odpovídá délce hesla) posun oproti nezašifrovanému textu (vyjdete ze skutecnosti, že nejcetnejší písmeno ceské abecedy je E, od nejcasteji zjišteného písmena odpocítáte posun (tedy o kolik písmen v abecede jsou obe písmena od sebe posunuta – zacnete u nejcastejšího písmena a skoncíte u E, pokud dojedete na konec abecedy, pokracujete bez prestání dál znovu od A až dojedete k E; pokud byste pocítali opacne – od E ke zjištenému písmenu, dešifrování se nepovede); pokud bude "zvolené E" nepoužitelné, analogicky postupujte s dalšími "potenciálními E" v poradí...,
  • c) z posunu podle písmena b) vytvorit heslo a dopocítat dešifrovací kód,
  • d) ted mužete dešifrovat souradnice.
  • Keš naleznete, pokud rozluštíte a dešifrujete následující text:

    OVGFAQMNSLKVPIQXMGKDOOQYZVLOQYDVGVMYHVBDWZVDZVSOIVVFAQMPDEXKDDKDXVCIUXIOIUNUYPHZWGKJWZAKWRGDAYBPHRSYAFWIGVCZHT
    KKEMDVWOMMEDTUMEQNXZMUQAZZOMXIOZRZHEHOXDDTGYIDEHMIFLWZMGMNTFGODJKCYGHYAWVVTINHQMVZQLVZEFMHYKXSFPRVOLSQUNCNTVLI
    ANBVRRETLTAOSLIVEYMGOFNNUAZJZRGZTJBZBKNFFZZTQRFZWYQNTFSDODBVORMZPPHEIESIMFGKVFYMQFDZRTGDMIIGCQNZQZMZIVXZQZMZIAX

    Nápoveda k rešení

    - pokud o ni stojíte - zvetšete si písmo (Ctrl + plus na numerické cásti klávesnice) nebo si zkopírujte text treba do editoru...
    (hint k umístení krabicky je na obvyklém míste):
    • 1. nejedná se o žádný chyták, pri patricné peclivosti by melo vyjít jasné jedno císlo jako délka hesla (v zašifrovaném textu jsme zámerne ponechali i jednu petici opakujících se písmen).
    • 2. poradí nejcasteji se opakujících znaku je: E, A, O, I, N,...
    • 3. pro ty, co nepoužívají pocítac je na konci pripravená sjetina jednotlivých abeced z textu zadání pro délku klíce od 3 do 10…
    • 4. Pokud budete u první abecedy váhat (podle cetnosti) mezi dvema znaky, zvolte ten bližší k zacátku abecedy,
    • 5. Pokud budete váhat u kterékoliv jiné abecedy (i mezi více než dvema znaky), zvolte naopak znak (nej)bližší ke konci abecedy,
Na související webové stránce (adresa v záhlaví listingu) naleznete pomocné nástroje pro šifrování a dešifrování textu a pro vytvorení jednotlivých abeced v závislosti na délce klíce.
Berte je prosím jako pomocné nástroje, které jsme si narychlo naprogramovali za úcelem prípravy této keše. Nebylo naší ambicí poskytnout vám kompletní nástroj ke kryptoanalýze Vigenerovy šifry.
Tyto "zbytky" ponecháváme k prípadnému využití, ale nevnucujeme je.

Poznámky:

Poznámka k autorství Kasiského metody - vedou se dlouholeté spory, kdo vymyslel tento zpusob luštení Vigenerovy šifry. Nekteré zdroje uvádejí také anglického matematika a filozofa Charlese Babbage, který mel údajne šifru prolomit pred Kasiským a pouze z duvodu národní bezpecnosti Spojeného království tuto skutecnost utajit. Jak to ve skutecnosti bylo nevíme a už to asi nezjistíme...
Poznámka k použitelnosti Kasiského metody - je logické, že podmínkou použití Kasiského testu je opakování klíce (hesla), tedy, že otevrený text je nekolikrát delší než klíc. V opacném prípade použití Kasiského testu nemá opodstatnení.
Poznámka pro luštitele pres Internet: jsme si vedomi, že pri troše brouzdání lze narazit na nástroje, které vetšinu luštení vyreší za vás. Upozornujeme ale, že pokud bychom text pred zašifrováním neupravili pro snadné rozluštení, bylo by luštení pro tyto analyzéry složitejší - kdo neverí, muže vyzkoušet zadat analyzéru zašifrovaný text bez posledních trí znaku, alternativne ubrat navíc ješte stejný pocet znaku, kolik ciní délka hesla (perioda). Upozornení na stroj, který správne rozluští takto dvakrát zkrácenou šifru uvítáme.
Pomucka k zadání - prehled jednotlivých abeced
Pro heslo dlouhé 3:
OFMLPXKOZODVHDVVIFMEDDCXIUHGWKGYHYWVHKDOEUQZQZXZHODYEIWGTOKGAVNMQZMKFVSNTIBRLOIYONZRTZNZQZQFOVMPIIGFQZGICZMVQZX
VANKIMDQVQVMVWDSVAPXDXIIUYZKZWDBRAICTEVMDMNMAOIREXTIHFZMFDCHWTHVLEHXPOQCVAVETSVMFUJGJBFZRWNSDOZHEMKYFRDIQQZXZI
GQSVQGOYLYGYBZZOVQDKKVUONPWJARAPSFGZKMWMTEXUZMOZHDGDMLMNGJYYVIQZVFYSRLUNLNRTALEGNAZZBKFTFYTDBRPESFVMDTMGNZIZMA
Pro heslo dlouhé 4:
OASPMOZQGHWZIADDXUIYWWWAHAGHEWEMXQOOHXGEFMTDYATQQEYFOUTARLSEOUZTBFQWTOOPIMVQRMCQIQI
VQLIGOVYVVZVVQEDVXUPGZRYRFVTMODEZAMZEDYHLGFJGWIMLFKPLNVNRTLYFARJKZRYFDRPEFFFTIQZVZA
GMKQKQLDMBVSVMXKCINHKAGBSWCKDMTQMZXRHDIMWMGKHVNVVMXRSCLBEAIMNZGBNZFQSBMHSGYDGINMXMX
FNVXDYOVYDDOFPKDIOUZJKDPYIZKVMUNUZIZOTDIZNOCYVHZZHSVQNIVTOVGNJZZFTZNDVZEIKMZDGZZZZ
Pro heslo dlouhé 5:
OQKXOVDYWVVPDVIUWZGPAVKVEEMZOEDDFGGCAIVZYPSNARAVOAGZFRQDOPSKQTIZIZX
VMVMOLVHZSFDDCOYGADHFCKWDQUOZHTELMOYWNZEKRQTNEOEFZZBZFNORHIVFGGQVM
GNPGQOGVVOAEKIIPKKARWZEOTNQMROGHWNDGVHQFXVUVBTSYNJTKZZTDMEMFDDCZXZ
FSIKYQVBDIQXDUUHJWYSIHMMUXAXZXYMZTJHVQLMSONLVLLMNZJNTWFBZIFYZMQMZI
ALQDZYMDZVMKXXNZWRBYGTDMMZZIHDIIMFKYTMVHFLCIRTIGURBFQYSVPEGMRINZQA
Pro heslo dlouhé 6:
OMPKZDHVIMDCIHWGHWHDEQQXHDEWTKANQMFSTBLIOZTNQQOMIGQGCMQX
VNIDVVVDVPDIUZZDRITVDNAIETHZFCWHLHPQVVTVFJJFRNDZEKFDQZZ
GSQOLGBZVDKUNWAASGKWTXZOHGMMGYVQVYRULRAENZBFFTBPSVDMNIM
FLXOOVDVFEDXUGKYYVKOUZZZOYIGOGVMZKVNIROYNRZZZFVPIFZIZVZ
AKMQQMWSAXXIYKWBACEMMMORXIFMDHTVEXOCAESMUGBZWSOHMYRIQXI
QVGYYYZOQKVOPJRPFZMMEUMZDDLNJYIZFSLNNTLGAZKTYDREFMTGZZA
Pro heslo dlouhé 7:
ONQOQYVVDDIPWDSVEMQAOOILTCVMESSVROMATFFFOEGFMZXA
VSXQYHDVEXOHZAYCMENZZXDWFYVVFFQLRSGZJFZSRIKDIQZX
GLMYDVZFXVIZAYAZDDXZRDEZGGTZMPUIELOJBZWDMEVZIZQ
FKGZVBVAKCUWKBFHVTZOZDHMOHIQHRNATIFZZZYOZSFRGMZ
AVKVGDSQDINGWPWTWUMMHTMGDYNLYVCNLVNRBTQDPIYTCZM
QPDLVWOMDUUKRHIKOMUXEGIMJAHVKONBTENGKQNBPMMGQIZ
MIOOMZIPKXYJGRGKMEQIHYFNKWQZXLTVAYUZNRTVHFQDNVI
Pro heslo dlouhé 8:
OSMZGWIDXIWWHGEEXOHGFTYTQYOTRSOZBQTOIVRCII
VLGVVZVEVUGRRVMDZMEYLFGILKLVRLFRKRFREFTQVA
GKKLMVVXCNKGSCDTMXHIWGHNVXSLEINGNFSMSYGNXX
FVDOYDFKIUJDYZVUUIODZOYHZSQITVNZFZDZIMDZZ
APOQHZADUYWAAHWMQOXEMDAQEFUALEUTFWOPMQMQQ
QIOYVVQDXPZYFTOEAZDHGJWMFPNNTYAJZYDPFFIZZ
MQQDBSMKIHABWKMQZRDMMKVVMRCBAMZBZQBHGDIMM
NXYVDOPDOZKPIKMNZZTINCVZHVNVOGJZTNVEKZGZZ
Pro heslo dlouhé 9:
OLKOHVMDIGGYHOQZHYWOAMMVTRINTZQVIFGZQ
VKDQVSPXUKDATMNOEIZDWVHOVEVUJZNOEYDQZ
GVOYBODVNJAFKMXMHDMJVZYLLTEABTTRSMMZM
FPODDIECUWYWKEZXOEGKVQKSILYZZQFMIQIMZ
AIQVWVXIYZBIEDMIXHMCTLXQATMJBRSZMFIZI
QQYGZVKUPAPGMTUODMNYIVSUNAGZKFDPFDGIA
MXZVVFDXHKHVDUQZDITGNZFNBOORNZOPGZCVX
NMVMDADIZWRCVMARTFFHHEPCVSFGFWDHKRQX
SGLYZQKOWRSZWEZZGLGYQFRNRLNZFYBEVTNZ
Pro heslo dlouhé 10:
OKODWVDIWGAKEMODFGAVYSAAOGFQOSQIIX
VVOVZFDOGDFKDUZTLOWZKQNOFZZNRIFGV
GPQGVAKIKAWETQRGWDVQXUBSNTZTMMDCX
FIYVDQDUJYIMUAZYZJVLSNVLNJTFZFZQZ
AQZMZMXNWBGDMZHIMKTVFCRIUBQSPGRNQ
QXVYVPVUZPVVEZEDGCIZPNRVAZRDPKTZZ
MMLHSDCYAHCWQOHEMYNERTEEZBFOHVGQM
NGOVOEIPKRZONMOHNGHFVVTYJKZDEFDZZ
SKQBIXUHWSHMXXXMTHQMOLLMZNWBIYMMI
LDYDVKXZRYTMZIDIFYMHLITGRFYVEMIZA

Additional Hints (Decrypt)

Aryrží an mrzv.

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)