อุปกรณ์เข้ารหัส M-94
เข้ารหัสและถอดรหัสด้วย M-94 ของกองทัพบกสหรัฐ รหัสจาน Jefferson disk ที่สร้างจากล้อ 25 ใบที่สลักตัวอักษร กำหนดลำดับการร้อยจานเข้ากับแกน ซึ่งคือกุญแจลับ เลือกว่าจะอ่านข้อความเข้ารหัสจากแถวลงไปกี่แถว จากนั้นพิมพ์ข้อความของคุณ ทุกอย่างทำงานในเบราว์เซอร์ของคุณ
M-94 เป็นทรงกระบอกที่ประกอบด้วยจาน 25 ใบ แต่ละใบสลักด้วยตัวอักษรที่สับเปลี่ยนแตกต่างกัน กุญแจคือลำดับการเรียงจานบนแกน ส่วนออฟเซ็ตหรือเจเนอราทริกซ์คือจำนวนแถวที่อยู่ต่ำกว่าแถวข้อความที่จัดเรียงไว้ ซึ่งคุณจะอ่านข้อความเข้ารหัสจากตรงนั้น ใช้ลำดับจานและออฟเซ็ตเดียวกันเพื่อถอดรหัส เฉพาะตัวอักษร A ถึง Z เท่านั้นที่ถูกเข้ารหัส อย่างอื่นจะถูกละเว้นทั้งหมด
โหมด
ลำดับจาน (กุญแจ)
ลำดับการเรียงจานทั้ง 25 ใบ เขียนเป็นตัวเลข 1 ถึง 25 ในลำดับใดก็ได้ ลำดับนี้คือกุญแจลับ
ออฟเซ็ต (เจเนอราทริกซ์)
จำนวนแถวที่อยู่ต่ำกว่าแถวข้อความที่จัดเรียงไว้ ซึ่งคุณจะอ่านข้อความเข้ารหัส ตั้งแต่ 1 ถึง 25 ค่าเริ่มต้น 1 จะอ่านแถวที่อยู่ถัดลงไปทันที
ป้อนข้อความด้านบนเพื่อดูผลลัพธ์ M-94 ที่นี่
วิธีใช้ อุปกรณ์เข้ารหัส M-94
- 1
เลือกเข้ารหัสหรือถอดรหัส
เลือกเข้ารหัสเพื่อเปลี่ยนข้อความต้นฉบับเป็นข้อความเข้ารหัส หรือถอดรหัสเพื่อกู้คืนข้อความต้นฉบับ การถอดรหัสต้องใช้ลำดับจานและออฟเซ็ตที่ตรงกันกับที่ใช้เข้ารหัส
- 2
ตั้งลำดับจาน
ป้อนลำดับของจานทั้ง 25 ใบเป็นตัวเลข 1 ถึง 25 ในลำดับใดก็ได้ ลำดับนี้คือกุญแจลับ ใช้รีเซ็ตสำหรับลำดับธรรมชาติ 1 ถึง 25 หรือสุ่มเพื่อสร้างลำดับลับชุดใหม่
- 3
ตั้งออฟเซ็ต
ป้อนออฟเซ็ตหรือเจเนอราทริกซ์ตั้งแต่ 1 ถึง 25 นี่คือจำนวนแถวที่อยู่ต่ำกว่าแถวข้อความที่จัดเรียงไว้ ซึ่งคุณจะอ่านข้อความเข้ารหัส ค่าเริ่มต้น 1 จะอ่านแถวที่อยู่ถัดลงไปทันที
- 4
พิมพ์ข้อความของคุณ
พิมพ์หรือวางข้อความของคุณ เฉพาะตัวอักษร A ถึง Z เท่านั้นที่ถูกเข้ารหัส ช่องว่าง ตัวเลข และเครื่องหมายวรรคตอนจะถูกละเว้น ผลลัพธ์และการทำงานทีละตัวอักษรแบบสดจะอัปเดตทันที
- 5
อ่านและแชร์ผลลัพธ์
คัดลอกหรือดาวน์โหลดผลลัพธ์ หรือแชร์ลิงก์ที่เปิดเครื่องมือขึ้นมาใหม่พร้อมลำดับจาน ออฟเซ็ต และข้อความที่แน่นอนของคุณ ส่งลิงก์ให้คู่สื่อสารเพื่อให้พวกเขาถอดรหัสด้วยการตั้งค่าที่ตรงกันได้
ทำความเข้าใจอุปกรณ์เข้ารหัส M-94
อุปกรณ์เข้ารหัส M-94 คืออะไร?
M-94 เป็นอุปกรณ์เข้ารหัสแบบใช้มือที่กองทัพบกสหรัฐนำมาใช้ในปี 1922 และใช้ต่อเนื่องมาจนถึงช่วงต้นของสงครามโลกครั้งที่สอง มันเป็นทรงกระบอกยาวประมาณสี่นิ้วครึ่ง ทำจากจานอะลูมิเนียม 25 ใบที่ร้อยเข้ากับแกนกลาง รอบขอบของจานแต่ละใบมีตัวอักษรที่สับเปลี่ยนแตกต่างกันครบทั้ง 26 ตัว และจานแต่ละใบจะถูกประทับด้วยหมายเลขกำกับ การใช้งานคือผู้ปฏิบัติงานหมุนจานด้วยมือจนกระทั่งแถวหนึ่งสะกดออกมาเป็นข้อความ จากนั้นคัดลอกแถวอื่นเป็นข้อความเข้ารหัส เรียบง่าย ขนาดพกพาได้ และไม่ต้องใช้แบตเตอรี่หรือพลังงาน M-94 จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับหน่วยภาคสนามที่ไม่สามารถพกพาเครื่องจักรหนักได้
อุปกรณ์พื้นฐานเดียวกันนี้ถูกใช้ภายใต้ชื่อต่างๆ หลายชื่อ กองทัพเรือเรียกรุ่นของตนว่า CSP-488 และแนวคิดเบื้องหลังคือรหัสล้อ ซึ่งรู้จักกันในชื่อ Jefferson disk ตามชื่อ Thomas Jefferson ผู้บรรยายถึงมันในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1790 M-94 ของกองทัพบกประกอบขึ้นโดยพันตรี Joseph Mauborgne จากการค้นพบใหม่ของพันเอก Parker Hitt โดยตัวอักษรที่ผสมกัน 25 ชุดถูกเลือกอย่างระมัดระวังเพื่อไม่ให้จานสองใบใดเหมือนกันเกินไป มันถูกใช้งานจนกระทั่ง M-209 ที่ทันสมัยกว่าเข้ามาทำหน้าที่แทนสำหรับการสื่อสารทางยุทธวิธี และมันยังคงเป็นหนึ่งในวิธีที่ชัดเจนและลงมือปฏิบัติได้มากที่สุดในการทำความเข้าใจว่ารหัสทำงานอย่างไร
M-94 ทำงานอย่างไร
จานทุกใบมีตัวอักษร 26 ตัวเรียงตามลำดับที่ตายตัวแต่สับเปลี่ยนรอบขอบ และจานทั้ง 25 ใบมีการเรียงที่แตกต่างกัน กุญแจลับก็คือลำดับการวางจานบนแกนเท่านั้น เมื่อจานถูกเรียงตามลำดับที่ตกลงกันแล้ว ผู้ปฏิบัติงานจะหมุนจานแต่ละใบเพื่อให้ตัวอักษร 25 ตัวแรกของข้อความเรียงตรงกันเป็นแถวเดียวพาดผ่านทรงกระบอก เมื่ออ่านตามแถวนั้นคุณจะเห็นข้อความต้นฉบับของคุณ แต่เคล็ดลับคือคุณไม่ส่งแถวนั้น แต่คุณจะอ่านแถวอื่นใดในบรรดา 25 แถวที่เหลือรอบทรงกระบอกแล้วส่งแถวนั้นเป็นข้อความเข้ารหัสแทน
เครื่องมือนี้ทำให้การเลือกแถวชัดเจนผ่านค่าออฟเซ็ต ซึ่งบางครั้งเรียกว่าเจเนอราทริกซ์ ออฟเซ็ตเท่ากับ 1 หมายถึงอ่านแถวที่อยู่ถัดลงไปจากข้อความทันที 2 หมายถึงสองแถวลงไป และต่อไปเรื่อยๆ เนื่องจากมีจานเพียง 25 ใบ ข้อความจึงถูกเข้ารหัสครั้งละ 25 ตัวอักษร สำหรับข้อความที่ยาวกว่านั้น จานชุดเดิมในลำดับเดิมจะถูกนำกลับมาใช้สำหรับบล็อกถัดไป ตรงตามที่อุปกรณ์จริงทำงาน บน M-94 ของจริง ผู้ส่งสามารถเลือกแถวสำรองใดก็ได้แบบสุ่ม และผู้รับเพียงแค่สแกนทรงกระบอกหาบรรทัดเดียวที่อ่านออกมาเป็นภาษาที่เข้าใจได้ การกำหนดออฟเซ็ตตายตัวทำให้กระบวนการทำซ้ำได้ ดังนั้นที่นี่การถอดรหัสจึงเป็นการเลื่อนย้อนกลับที่แม่นยำ แทนที่จะเป็นการค้นหาด้วยสายตา
ตัวอย่างประกอบ
ปล่อยให้จานอยู่ในลำดับธรรมชาติ 1 ถึง 25 และตั้งออฟเซ็ตเป็น 1 ตอนนี้เข้ารหัสคำว่า JEFFERSON ตัวอักษรตัวแรก J ถูกตั้งบนจาน 1 ซึ่งตัวอักษรเริ่มต้นด้วย ABCEIGDJF เมื่ออ่านถัดไปอีกหนึ่งตำแหน่งรอบขอบเลย J จะได้ F ตัวอักษรตัวที่สอง E อยู่บนจาน 2 และกลายเป็น H ตัวที่สาม F บนจาน 3 กลายเป็น Y และต่อไปเรื่อยๆ ครบทั้งเก้าตัวอักษร ผลลัพธ์คือ FHYGMNYBL ตัวอักษรแต่ละตัวใช้จานคนละใบ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมตัวอักษรเดียวกันจึงสามารถเข้ารหัสออกมาเป็นสิ่งที่ต่างกันได้ และตัวอักษรที่ต่างกันก็สามารถเข้ารหัสออกมาเป็นตัวเดียวกันได้
ในการถอดรหัส ให้คงลำดับจานและออฟเซ็ตเดิมไว้ สลับเครื่องมือไปที่ถอดรหัส และป้อน FHYGMNYBL เมื่ออ่านถอยกลับหนึ่งตำแหน่งรอบขอบของจานแต่ละใบ จะได้ JEFFERSON ซึ่งเป็นคำต้นฉบับ สิ่งนี้แสดงให้เห็นหัวใจของรหัส ความปลอดภัยอยู่ที่ลำดับจานและออฟเซ็ตโดยสมบูรณ์ ใครก็ตามที่รู้ตัวอักษรทั้ง 25 ชุดแต่ไม่รู้ลำดับ จะต้องเผชิญกับจำนวนการเรียงที่เป็นไปได้มหาศาล ในขณะที่ลำดับที่ถูกต้องทำให้ทั้งการเข้ารหัสและการถอดรหัสเกิดขึ้นได้ทันที
Thomas Jefferson กับรหัสล้อ
แนวคิดเบื้องหลัง M-94 นั้นเก่าแก่กว่าตัวอุปกรณ์เองมาก ราวปี 1795 Thomas Jefferson ซึ่งขณะนั้นเป็นรัฐมนตรีว่าการกระทรวงการต่างประเทศของสหรัฐ ได้บรรยายถึงรหัสล้อที่ประกอบด้วยจานสลักตัวอักษรเรียงซ้อนบนเพลา ซึ่งเป็นสิ่งประดิษฐ์ที่ล้ำหน้ายุคสมัยอย่างมาก บันทึกของเขาถูกเก็บเข้าแฟ้มและถูกลืมเลือนไปนานนับศตวรรษ ในฝรั่งเศส นักรหัสวิทยา Étienne Bazeries ได้สร้างทรงกระบอกที่คล้ายกันมากขึ้นมาด้วยตนเองในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1890 ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการออกแบบนี้จึงบางครั้งถูกเรียกว่าทรงกระบอก Bazeries ซึ่งเชื่อมโยง M-94 เข้ากับตระกูลเดียวกันกับรหัส Bazeries
รหัสล้อปรากฏขึ้นอีกครั้งในกองทัพบกสหรัฐเมื่อพันเอก Parker Hitt ทดลองกับรุ่นแถบและรุ่นทรงกระบอกในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1910 และพันตรี Joseph Mauborgne ได้พัฒนา M-94 ที่ใช้งานได้จริงจากงานของเขา ดังนั้นแนวคิดที่ถูกร่างขึ้นโดยบิดาผู้ก่อตั้งประเทศ ถูกลืม และถูกประดิษฐ์ขึ้นใหม่ในยุโรป ในที่สุดก็กลายเป็นยุทโธปกรณ์มาตรฐานของกองทัพอเมริกันหลังจากนั้นกว่า 120 ปี ประวัติศาสตร์อันยาวนานและคดเคี้ยวนั้นเป็นส่วนหนึ่งที่ทำให้ M-94 เป็นที่ชื่นชอบอย่างยิ่งในพิพิธภัณฑ์ ห้องเรียน และปริศนารหัสวิทยา
กุญแจ: ลำดับจานและออฟเซ็ต
ความแข็งแกร่งของ M-94 ขึ้นอยู่กับสองทางเลือก อย่างแรกคือลำดับของจาน ด้วยจาน 25 ใบ มีจำนวนลำดับที่เป็นไปได้มหาศาล มากเกินกว่าจะลองด้วยมือไหว และลำดับนั้นคือส่วนที่คู่สื่อสารทั้งสองฝ่ายต้องเก็บเป็นความลับและตกลงกันล่วงหน้า ในเครื่องมือนี้คุณสามารถพิมพ์ลำดับเป็นตัวเลข 1 ถึง 25 รีเซ็ตให้เป็นลำดับธรรมชาติ หรือกดสุ่มเพื่อสร้างการเรียงลับชุดใหม่ การแชร์ลิงก์จะรักษาลำดับที่แน่นอนของคุณไว้ เพื่อให้คู่สื่อสารสามารถเปิดเครื่องมือที่ตั้งค่าไว้แล้วได้
ทางเลือกที่สองคือออฟเซ็ต จำนวนแถวระหว่างบรรทัดข้อความกับบรรทัดที่คุณส่งจริง บนอุปกรณ์ในประวัติศาสตร์ ค่านี้สามารถเปลี่ยนไปในแต่ละข้อความและแม้กระทั่งภายในข้อความเดียวกัน เพิ่มความไม่แน่นอนเล็กน้อยให้แก่ผู้ดักฟัง การคงออฟเซ็ตตายตัวเพียงค่าเดียวอย่างที่เครื่องมือนี้ทำเป็นค่าเริ่มต้น ทำให้รหัสสามารถย้อนกลับได้อย่างสมบูรณ์ในขณะที่ยังคงสาธิตกลไกได้ เมื่อรวมกันแล้ว ลำดับจานและออฟเซ็ตประกอบกันเป็นกุญแจที่สมบูรณ์ เมื่อทั้งสองถูกต้อง การถอดรหัสจะเกิดขึ้นทันที และหากปราศจากลำดับ ข้อความเข้ารหัสก็เป็นเพียงสิ่งที่จับต้นชนปลายไม่ถูก
M-94 ปลอดภัยแค่ไหน?
สำหรับรหัสภาคสนามแบบเบาในคริสต์ทศวรรษ 1920 M-94 ถือว่าน่านับถือ มันรวดเร็ว ไม่ต้องใช้พลังงาน ไม่ก่อให้เกิดรูปแบบที่บ่งชี้จากการนับความถี่อย่างง่าย และการเปลี่ยนลำดับจานทุกวันก็ให้พื้นที่กุญแจที่กว้างขวาง สำหรับข้อความทางยุทธวิธีที่สั้นและไวต่อเวลาตามที่มันถูกสร้างมา มันมอบความสมดุลที่สมเหตุสมผลระหว่างความเร็วและการป้องกัน ซึ่งเป็นเหตุผลแน่ชัดว่าทำไมกองทัพต่างๆ จึงพกพามันไปนานถึงสองทศวรรษ
อย่างไรก็ตาม มันไม่เคยถอดรหัสไม่ได้ ตัวอักษรทั้ง 25 ชุดไม่ได้เป็นความลับอย่างแท้จริง เนื่องจากอุปกรณ์ที่ถูกยึดได้เปิดเผยมันออกมา ดังนั้นความปลอดภัยจึงขึ้นอยู่กับลำดับของจานเท่านั้น นักวิเคราะห์รหัสที่เชี่ยวชาญสามารถใช้ประโยชน์จากจุดนั้นได้ด้วยเทคนิคที่เรียกว่าการสลับอักษรหลายชุด โดยนำข้อความหลายข้อความที่เข้ารหัสด้วยการตั้งค่าเดียวกันมาเรียงกันและจัดเรียงคอลัมน์ใหม่จนกระทั่งข้อความต้นฉบับปรากฏ การใช้การตั้งค่าซ้ำและการขึ้นต้นข้อความที่คาดเดาได้ยิ่งทำให้การโจมตีง่ายขึ้นไปอีก เมื่อเทียบกับคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ใดๆ M-94 ไม่มีการป้องกันใดเลย และควรเพลิดเพลินกับมันในฐานะชิ้นส่วนหนึ่งของประวัติศาสตร์และเครื่องมือสอน มากกว่าจะไว้วางใจมันกับความลับจริงๆ
M-94 เปรียบเทียบกับรหัสอื่นๆ
M-94 เป็นลูกผสมระหว่างการสับเปลี่ยนตำแหน่งและการแทนที่ ซึ่งขับเคลื่อนด้วยฮาร์ดแวร์ทั้งหมด จานทำหน้าที่แทนที่ตัวอักษรแต่ละตัว และการเลือกแถวทำหน้าที่เลื่อนมัน ทั้งหมดนี้โดยไม่ใช้ไฟฟ้า สิ่งนี้ทำให้มันแตกต่างจากเครื่อง Enigma แบบเครื่องกลไฟฟ้าในยุคเดียวกัน ซึ่งโรเตอร์ของมันหมุนเลื่อนโดยอัตโนมัติและเดินสายรหัสใหม่ทุกครั้งที่กดปุ่ม M-94 เรียบง่ายกว่าและช้ากว่า แต่ก็ทนทานกว่ามากในภาคสนาม โดยไม่มีอะไรให้พังและไม่มีพลังงานให้ขัดข้อง
เมื่อเทียบกับรหัสคลาสสิกแบบปากกาและกระดาษ เช่น การเลื่อนแบบ Caesar, Vigenère หรือ Playfair M-94 ยอมเสียความพกพาไปเล็กน้อยเพื่อแลกกับพื้นที่กุญแจที่ใหญ่กว่ามากและความสะดวกของอุปกรณ์ช่วยที่จับต้องได้ อย่างไรก็ตาม ไม่มีระบบทางประวัติศาสตร์เหล่านี้ระบบใดที่ทนทานต่อการวิเคราะห์รหัสสมัยใหม่ได้ ในการปกป้องข้อมูลจริงในวันนี้ คุณควรใช้อัลกอริทึมสมัยใหม่ที่ผ่านการทดสอบมาอย่างดีเช่น AES เสมอ M-94 สมกับที่ได้รับตำแหน่งในฐานะบทเรียนที่จับต้องได้อย่างงดงามว่าการแทนที่ การสับเปลี่ยนตำแหน่ง และการจัดการกุญแจ มาประกอบกันอย่างไรในรหัสจริง
คำถามที่พบบ่อย
อุปกรณ์เข้ารหัส M-94 คืออะไร?
M-94 ทำงานอย่างไร?
Jefferson disk คืออะไร?
ฉันจะถอดรหัสข้อความ M-94 ได้อย่างไร?
ขอตัวอย่าง M-94 ได้ไหม?
กุญแจของ M-94 คืออะไร?
ออฟเซ็ตหรือเจเนอราทริกซ์คืออะไร?
ทำไม M-94 จึงประมวลผลครั้งละ 25 ตัวอักษร?
M-94 ปลอดภัยแค่ไหน?
M-94 แตกต่างจากเครื่อง Enigma อย่างไร?
ข้อความของฉันถูกอัปโหลดไปยังเซิร์ฟเวอร์หรือไม่?
เครื่องมือที่เกี่ยวข้อง
ทำงานต่อด้วยเครื่องมือที่มีประโยชน์เหล่านี้