การโจมตีด้วยข้อความต้นฉบับที่ทราบ
การโจมตีแบบรู้ข้อความต้นฉบับ ( KPA ) เป็นรูปแบบการโจมตีสำหรับการวิเคราะห์รหัสลับโดยที่ผู้โจมตีสามารถเข้าถึงทั้งข้อความต้นฉบับ (เรียกว่า " crib ") และ เวอร์ชัน ที่เข้ารหัสแล้ว ( ciphertext ) ซึ่งสามารถนำมาใช้เพื่อเปิดเผยกุญแจลับและสมุดรหัสได้คำว่า "crib" มีที่มาจากBletchley Parkซึ่งเป็นศูนย์ถอดรหัสของอังกฤษในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองโดยมีการกำหนดความหมายไว้ดังนี้:
ข้อความภาษาธรรมดา (หรือรหัส) ที่มีความยาวใดๆ ก็ได้ ซึ่งโดยปกติได้มาจากการถอดรหัสข้อความหรือรหัสอย่างน้อยหนึ่งข้อความ และเกิดขึ้นหรือเชื่อว่าน่าจะเกิดขึ้นในข้อความหรือรหัสอื่น ซึ่งอาจเป็นวิธีการในการถอดรหัสได้[ 1 ] [ 2 ]
— พจนานุกรมการเข้ารหัสลับ Bletchley Park ปี 1944 จัดรูปแบบโดย Tony Sale, 2001 (PDF) , หน้า22
ประวัติศาสตร์
คำว่า "crib" มาจากการใช้ คำ สแลงที่หมายถึงการโกง (เช่น "ฉันลอกคำตอบจากข้อสอบของคุณ") เดิมที "crib" คือการแปล แบบตรงตัวหรือแบบบรรทัดต่อบรรทัด ของข้อความภาษาต่างประเทศ ซึ่งโดยปกติจะเป็น ข้อความ ภาษาละตินหรือกรีกที่นักเรียนอาจได้รับมอบหมายให้แปลจากภาษาต้นฉบับ
แนวคิดเบื้องหลัง "คริบ" คือ นักถอดรหัสจะพิจารณาข้อความ ที่เข้ารหัสซึ่งไม่สามารถเข้าใจได้ แต่ถ้าพวกเขามีเบาะแสเกี่ยวกับคำหรือวลีบางอย่างที่คาดว่าจะอยู่ในข้อความที่เข้ารหัส พวกเขาก็จะมี "ลิ่ม" หรือการทดสอบเพื่อเจาะเข้าไปในข้อความนั้น หากการโจมตีแบบสุ่มของพวกเขาต่อรหัสสามารถทำให้ได้คำหรือ (โดยเฉพาะอย่างยิ่ง) วลีเหล่านั้น พวกเขาก็จะรู้ว่าพวกเขาอาจมาถูกทางแล้ว เมื่อคำหรือวลีเหล่านั้นปรากฏขึ้น พวกเขาก็จะนำการตั้งค่าที่พวกเขาใช้เพื่อเปิดเผยคำหรือวลีเหล่านั้นกลับไปใช้กับข้อความที่เข้ารหัสทั้งหมดอีกครั้งเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดี
ในกรณีของEnigmaกองบัญชาการสูงสุดของเยอรมันมีความพิถีพิถันมากเกี่ยวกับความปลอดภัยโดยรวมของระบบ Enigma และเข้าใจถึงปัญหาที่อาจเกิดขึ้นจากการคัดลอกข้อความ ในทางกลับกัน ผู้ปฏิบัติงานในแต่ละวันกลับระมัดระวังน้อยกว่า ทีมงาน Bletchley Parkจะเดาข้อความบางส่วนจากเวลาที่ส่งข้อความ และจากการจดจำข้อความปฏิบัติการประจำวัน ตัวอย่างเช่น รายงานสภาพอากาศประจำวันถูกส่งโดยชาวเยอรมันในเวลาเดียวกันทุกวัน เนื่องจากรูปแบบการรายงานทางทหารที่เป็นระเบียบ จึงมีคำว่าWetter (ภาษาเยอรมันแปลว่า "สภาพอากาศ") อยู่ในตำแหน่งเดียวกันในทุกข้อความ (การรู้สภาพอากาศในท้องถิ่นช่วยให้ Bletchley Park เดาข้อความส่วนอื่นๆ ได้เช่นกัน) ผู้ปฏิบัติงานคนอื่นๆ ก็จะส่งคำทักทายหรือการแนะนำตัวมาตรฐานเช่นกัน เจ้าหน้าที่ที่ประจำการอยู่ในแอ่ง Qattaraรายงานอย่างสม่ำเสมอว่าเขาไม่มีอะไรจะรายงาน[ 3 ] "Heil Hitler"ที่ปรากฏในตอนท้ายของข้อความ เป็นอีกตัวอย่างหนึ่งที่รู้จักกันดี[ 4 ]
ที่ Bletchley Park ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองมีความพยายามอย่างหนักในการใช้ (และแม้แต่บังคับให้เยอรมันผลิต) ข้อความที่มีข้อความธรรมดาที่ทราบแล้ว ตัวอย่างเช่น เมื่อขาดข้อมูลพื้นฐาน Bletchley Park บางครั้งจะขอให้กองทัพอากาศ หลวง " หว่าน" ทุ่นระเบิดในพื้นที่เฉพาะในทะเลเหนือ (กระบวนการนี้ต่อมาเรียกว่าการทำสวนตามการอ้างอิงที่ชัดเจน) ข้อความ Enigma ที่ส่งออกไปในไม่ช้าก็มักจะมีชื่อของพื้นที่หรือท่าเรือที่ถูกคุกคามจากทุ่นระเบิด[ 5 ]
ชาวเยอรมันเองก็มีความร่วมมือเป็นอย่างดีในเรื่องนี้ เมื่อใดก็ตามที่สายลับเยอรมันที่ทรยศส่งข้อความ (ที่เขียนโดยชาวอังกฤษ) ไปให้ผู้ประสานงานของตน พวกเขามักจะเต็มใจเข้ารหัสข้อความนั้นใหม่แบบคำต่อคำบนเครื่องเข้ารหัส Enigma เพื่อส่งต่อไปยังเบอร์ลิน
เมื่อชาวเยอรมันที่ถูกจับกุมเปิดเผยระหว่างการสอบสวนว่าผู้ควบคุมเครื่อง Enigma ได้รับคำสั่งให้เข้ารหัสตัวเลขโดยการสะกดคำAlan Turingได้ตรวจสอบข้อความที่ถอดรหัสแล้วและพบว่าตัวเลข " eins " ("หนึ่ง") เป็นสตริงที่พบบ่อยที่สุดในข้อความธรรมดา ( กฎของ Benford ) เขาทำให้กระบวนการถอดรหัสเป็นไปโดยอัตโนมัติ โดยสร้างแคตตาล็อก Einsซึ่งถือว่า " eins " ถูกเข้ารหัสในทุกตำแหน่งของข้อความธรรมดา แคตตาล็อกนี้รวมถึงตำแหน่งที่เป็นไปได้ทั้งหมดของโรเตอร์ ตำแหน่งเริ่มต้น และการตั้งค่าคีย์ต่างๆ ของ Enigma [ 6 ]
สำนักงานถอดรหัสของโปแลนด์ได้ใช้ "ตัวย่อ" ใน "วิธี ANX" ก่อนสงครามโลกครั้งที่สองเช่นกัน (การใช้ "AN" ซึ่งเป็นภาษาเยอรมันแปลว่า "ถึง" ตามด้วย "X" เป็นตัวเว้นวรรคเพื่อสร้างข้อความ "ANX") ของชาวเยอรมัน[ 7 ]
สหรัฐอเมริกาและอังกฤษใช้ ระบบ เทปแบบใช้ครั้งเดียวเช่น5-UCOสำหรับการรับส่งข้อมูลที่ละเอียดอ่อนที่สุด อุปกรณ์เหล่านี้มีความปลอดภัยจากการโจมตีด้วยข้อความที่ทราบแล้ว อย่างไรก็ตาม มันเป็นการเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุดและต้องใช้เทปแบบใช้ครั้งเดียวจำนวนมาก เครื่องเข้ารหัสแบบเครือข่ายถือว่ามีความเสี่ยงต่อการลอกเลียนแบบ และมีการใช้เทคนิคต่างๆ เพื่อปกปิดส่วนต้นและส่วนท้ายของข้อความ รวมถึงการตัดข้อความออกเป็นสองส่วนแล้วส่งส่วนที่สองก่อนและการเพิ่มข้อความไร้สาระที่ปลายทั้งสองข้าง วิธีการหลังนี้ส่งผลให้เกิดเหตุการณ์ที่น่าอับอายในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง เมื่อข้อความไร้สาระ " the world wonders " นั้นไม่ไร้สาระมากพอและถูกตีความผิดว่าเป็นส่วนหนึ่งของข้อความจริง ทำให้พลเรือเอกวิลเลียม ฮัลซีย์ จูเนียร์ ของอเมริกา ต้องเปลี่ยนแผนของเขา
KL -7ซึ่งเปิดตัวในช่วงกลางทศวรรษ 1950 เป็นเครื่องเข้ารหัสลับเครื่องแรกของสหรัฐอเมริกาที่ถือว่าปลอดภัยจากการโจมตีด้วยข้อความที่ทราบ[ 8 ] :หน้า 37
โดยทั่วไปแล้ว รหัสลับแบบคลาสสิกมักอ่อนแอต่อการโจมตีโดยใช้ข้อความต้นฉบับที่ทราบแล้ว ตัวอย่างเช่นรหัสซีซาร์สามารถถอดรหัสได้โดยใช้ตัวอักษรเพียงตัวเดียวจากข้อความต้นฉบับและข้อความที่เข้ารหัสเพื่อถอดรหัสทั้งหมด ในขณะที่รหัสลับแบบแทนที่ตัวอักษรเดี่ยว ทั่วไป ต้องการคู่ตัวอักษรหลายคู่และการเดาบ้างหากมีคู่ตัวอักษรที่แตกต่างกันน้อยกว่า 26 คู่
ดูเพิ่มเติม
หมายเหตุ
- ↑กอร์ดอน เวลช์แมน ,เรื่องราวของฮัทซิกซ์: การถอดรหัสเอนิกมา , หน้า 78
- ↑ Michael Smith, "How It Began: Bletchley Park Goes to War," ใน B. Jack Copeland , ed., Colossus: The Secrets of Bletchley Park's Codebreaking Computers
- ↑ลี, ลอยด์ อี. (1991). สงครามโลกครั้งที่สอง: เบ้าหลอมแห่งโลกยุคปัจจุบัน: บทวิเคราะห์และการอ่าน . นิวยอร์ก: เอ็มอี ชาร์ป. หน้า240. ISBN 0-87332-731-4.
- ↑ Geggel, Laura (29 พฤษภาคม 2019). "เครื่องเข้ารหัส Enigma ของนาซีถูกนำออกประมูล" . Live Science . สืบค้นเมื่อ31 สิงหาคม 2020 .
- ↑ ซิง ห์, ไซมอน (1999). The Code Book . นิวยอร์ก: Arrow. หน้า184. ISBN 0-385-49532-3.
- ↑ฮอฟสตัดเตอร์ ดี.; ทอยเชอร์, คริสตอฟ (2004) อลัน ทัวริง: ชีวิตและมรดกของนักคิดผู้ยิ่งใหญ่ เบอร์ลิน นิวยอร์ก: สปริงเกอร์ พี455. ไอเอสบีเอ็น 3540200207.
- ↑ Marian Rejewski , "สรุปวิธีการของเราในการสร้าง ENIGMA ขึ้นใหม่และสร้างรหัสประจำวันขึ้นใหม่ และความพยายามของเยอรมันในการขัดขวางวิธีการเหล่านั้น" ภาคผนวก C ของ Władysław Kozaczuk , Enigma , 1984, หน้า 243–44
- ↑ประวัติศาสตร์ความปลอดภัยด้านการสื่อสารของสหรัฐฯ; การบรรยายของเดวิด จี. โบแอค , สำนักงานความมั่นคงแห่งชาติ (NSA), เล่มที่ 1, 1973, เผยแพร่บางส่วนในปี 2008, ส่วนเพิ่มเติมได้รับการเปิดเผยเมื่อวันที่ 14 ตุลาคม 2015, คำกล่าว: KL-7 "เป็นเครื่องแรกของเราที่ออกแบบมาเพื่อรองรับเครือข่ายขนาดใหญ่มาก ซึ่งสามารถรองรับข้อความธรรมดาและข้อความเข้ารหัสที่ตรงกันได้ เป็นครั้งแรกที่ผู้ที่อยู่ในศูนย์เข้ารหัสสามารถรับข้อความและพิมพ์ลงในเครื่องได้โดยตรง โดยไม่ต้องเปลี่ยนระยะห่างระหว่างคำ หรือตัดข้อความออกเป็นครึ่งและส่งส่วนสุดท้ายก่อน และไม่ต้องเรียบเรียงข้อความใหม่ก่อนที่จะส่งออกไป"