รหัสตะแกรงหมุน
เข้ารหัสและถอดรหัสตะแกรงหมุน หรือที่เรียกว่าตะแกรง Fleissner การ์ดทรงสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่เจาะเซลล์ออกหนึ่งในสี่ส่วนจะถูกวางทับบนตารางว่าง คุณเขียนข้อความผ่านรู หมุนการ์ดไปเก้าสิบองศา แล้วเขียนอีกครั้ง จนกระทั่งหมุนครบสี่ครั้งจึงเติมตารางจนเต็ม อ่านตารางออกมาทีละแถวก็จะได้รหัสลับ เลือกขนาดตาราง ตั้งคำสำคัญเพื่อสร้างตะแกรง แล้วดูแผนภาพตะแกรงกับตารางแบบสด ทุกอย่างทำงานภายในเบราว์เซอร์ของคุณ
คำสำคัญ
ขนาดตาราง
คำสำคัญใช้สร้างตะแกรง นั่นคือรูที่เจาะออกจากการ์ด เซลล์ของตารางจะถูกจัดเป็นกลุ่มละสี่เซลล์ที่หมุนสับเปลี่ยนกันได้ และตัวอักษรแต่ละตัวของคำสำคัญจะเลือกว่าเซลล์ใดในกลุ่มหนึ่งจะถูกเจาะ จึงมีรูเพียงหนึ่งรูจากแต่ละกลุ่มพอดี ซึ่งเป็นกฎที่ทำให้การหมุนสี่ครั้งเติมตารางได้พอดี คำสำคัญที่ต่างกันก็จะให้รูปแบบรูที่ต่างกัน นับเฉพาะตัวอักษรเท่านั้น และทั้งสองฝ่ายต้องใช้คำสำคัญและขนาดตารางเดียวกัน
ป้อนข้อความด้านบนเพื่อดูผลลัพธ์ที่นี่
แผนภาพตะแกรง
ตัวอย่าง: ข้อความตัวอย่างที่เติมตารางผ่านตะแกรงตลอดการหมุนหนึ่งในสี่รอบทั้งสี่ครั้ง พิมพ์ข้อความของคุณเองด้านบนเพื่ออัปเดต
ตะแกรง (รูของการหมุนครั้งที่ 1)
ตาราง (ลงสีตามรอบการหมุน)
หมุน 1
หมุน 2
หมุน 3
หมุน 4
วิธีใช้ รหัสตะแกรงหมุน
- 1
เลือกเข้ารหัสหรือถอดรหัส
เลือกเข้ารหัสเพื่อสับข้อความธรรมดาด้วยตะแกรงหมุน หรือเลือกถอดรหัสเพื่อแปลงข้อความรหัสตะแกรงกลับเป็นข้อความธรรมดา
- 2
ตั้งคำสำคัญ
พิมพ์คำสำคัญเพื่อสร้างตะแกรง ตัวอักษรแต่ละตัวจะเลือกว่าเซลล์ใดถูกเจาะออกเป็นรู ใช้คำสำคัญเดียวกันทั้งสองฝ่าย
- 3
เลือกขนาดตาราง
เลือกตารางขนาด 4×4, 6×6 หรือ 8×8 ตารางที่ใหญ่กว่าจะสับข้อความเป็นช่วงยาวกว่าในคราวเดียว ทั้งสองฝ่ายต้องใช้ขนาดเดียวกัน
- 4
พิมพ์หรือวางข้อความของคุณ
ป้อนข้อความของคุณแล้วระบบจะแปลงให้ทันทีขณะที่คุณพิมพ์ แผนภาพจะแสดงตะแกรงและตาราง โดยแต่ละเซลล์ลงสีตามรอบการหมุนที่เติมมัน
- 5
คัดลอก ดาวน์โหลด หรือแบ่งปัน
คัดลอกผลลัพธ์ ดาวน์โหลดเป็นไฟล์ข้อความ หรือแบ่งปันลิงก์ที่จะเปิดเครื่องมือขึ้นมาใหม่พร้อมข้อความ คำสำคัญ และขนาดตารางของคุณที่ตั้งไว้พร้อมใช้งานทันที
ทำความเข้าใจรหัสตะแกรงหมุน
รหัสตะแกรงหมุนคืออะไร?
ตะแกรงหมุนเป็นรหัสสับเปลี่ยนตำแหน่ง กล่าวคือมันซ่อนข้อความไม่ใช่ด้วยการเปลี่ยนตัวอักษร แต่ด้วยการสลับลำดับการเขียนตัวอักษรเหล่านั้น เครื่องมือของรหัสนี้คือตัวตะแกรงเอง การ์ดทรงสี่เหลี่ยมจัตุรัสแข็ง ๆ ที่ตัดเซลล์บางส่วนออกเป็นรู คุณวางตะแกรงทับบนตารางว่างขนาดเท่ากัน เขียนตัวอักษรแรก ๆ ของข้อความผ่านรู แล้วหมุนการ์ดไปหนึ่งในสี่รอบ จากนั้นเขียนตัวอักษรถัด ๆ ไปผ่านรูในตำแหน่งใหม่ หลังจากหมุนสี่ครั้ง การ์ดก็ได้ครอบทุกเซลล์ของตารางครบหนึ่งครั้งพอดี และตารางที่อ่านออกมาตามลำดับการอ่านปกติก็คือข้อความรหัสลับของคุณ
รูปแบบที่รู้จักกันดีที่สุดตั้งชื่อตาม Eduard Fleissner von Wostrowitz นายพันชาวออสเตรียที่บรรยายมันไว้ในปี 1881 และมันยังเป็นที่เลื่องลือเมื่อกองทัพเยอรมันนำมาใช้ในแนวรบด้านตะวันตกในปี 1916 เพราะตารางจัตุรัสเดียวกันถูกอ่านในลำดับที่ต่างไปจากที่เขียนอย่างสิ้นเชิง ตัวอักษรจึงถูกสับเปลี่ยนกันอย่างทั่วถึงในขณะที่ทุกตัวยังคงอยู่ครบ ซึ่งเป็นเอกลักษณ์ของรหัสสับเปลี่ยนตำแหน่ง และเป็นเหตุให้ตะแกรงหมุนเป็นตัวอย่างยอดนิยมในการสอนมาจนถึงทุกวันนี้
ตะแกรงและตาราง
ทุกอย่างขึ้นอยู่กับรู ลองนึกถึงตารางที่มีจำนวนเซลล์เป็นเลขคู่ในแต่ละด้าน ที่นี่คือ 4×4, 6×6 หรือ 8×8 แล้วสังเกตว่าเซลล์ของมันมารวมกันเป็นกลุ่มละสี่เซลล์ ได้แก่ เซลล์ใด ๆ พร้อมกับอีกสามเซลล์ที่มันไปตกลงเมื่อหมุนตารางจัตุรัสไปเก้าสิบ หนึ่งร้อยแปดสิบ และสองร้อยเจ็ดสิบองศา ตาราง 4×4 มีกลุ่มเช่นนี้สี่กลุ่ม ตาราง 6×6 มีเก้ากลุ่ม ตาราง 8×8 มีสิบหกกลุ่ม แต่ละกลุ่มคือช่องหนึ่งในตะแกรง และการจะสร้างตะแกรงที่ใช้ได้ คุณต้องเจาะเซลล์ออกเพียงเซลล์เดียวจากแต่ละกลุ่มพอดี
ทำไมต้องเพียงเซลล์เดียว? เพราะเมื่อคุณหมุนตะแกรงผ่านทั้งสี่ตำแหน่ง เซลล์ทั้งสี่ของทุกกลุ่มจะถูกเปิดออกครั้งเดียวเท่านั้น ไม่มีเซลล์ใดถูกปิดตลอดทั้งสี่ครั้ง (ซึ่งจะทำให้เหลือเป็นช่องว่าง) และไม่มีเซลล์ใดถูกเปิดสองครั้ง (ซึ่งจะทับตัวอักษรที่เขียนไว้แล้ว) รูเพียงรูเดียวต่อกลุ่มคือเงื่อนไขที่แม่นยำซึ่งทำให้การหมุนสี่ครั้งเติมตารางได้จนเต็มและไม่ชนกัน
การสร้างตะแกรงจากคำสำคัญ
ในอดีต ผู้ส่งและผู้รับใช้ตะแกรงจริงร่วมกัน หรือคำบรรยายเป็นลายลักษณ์อักษรว่าเซลล์ใดเป็นรู เครื่องมือนี้สร้างตะแกรงจากคำสำคัญแทน จึงจำง่าย แบ่งปันง่าย และให้รูปแบบเดิมเสมอ ตัวอักษรแต่ละตัวของคำสำคัญจะถูกอ่านทีละตัวและใช้เลือกว่าเซลล์ใดในสี่เซลล์ของกลุ่มหนึ่งจะถูกเจาะออก ทีละกลุ่มไป หากคำสำคัญสั้นกว่าจำนวนกลุ่ม มันก็จะวนซ้ำเอง
เพราะคำสำคัญเลือกเพียงเซลล์เดียวต่อกลุ่มเท่านั้น คำสำคัญทุกคำจึงสร้างตะแกรงที่ใช้ได้โดยอัตโนมัติ ไม่มีทางที่จะพิมพ์คำสำคัญที่ทำให้รหัสเสียได้ เปลี่ยนตัวอักษรหนึ่งตัวก็เปลี่ยนรูหนึ่งรู เปลี่ยนขนาดตารางแล้วรูปแบบทั้งหมดก็จะถูกสร้างขึ้นใหม่ตามจำนวนกลุ่มที่เปลี่ยนไป แผนภาพบนหน้านี้จะวาดตะแกรงที่ได้ออกมา เพื่อให้คุณเห็นได้อย่างชัดเจนว่าเซลล์ใดเปิดอยู่ก่อนที่คุณจะหมุนมัน
รหัสตะแกรงหมุนทำงานอย่างไร
การเข้ารหัสดำเนินไปทีละรอบการหมุน เมื่อตะแกรงอยู่ในตำแหน่งเริ่มต้น ให้เขียนตัวอักษรแรก ๆ ของข้อความลงในเซลล์ที่ปรากฏผ่านรู โดยเรียงตามลำดับการอ่าน จากซ้ายไปขวาในแต่ละแถว และจากบนลงล่าง หมุนตะแกรงไปหนึ่งในสี่รอบตามเข็มนาฬิกาแล้วเขียนตัวอักษรถัด ๆ ไปผ่านรูในตำแหน่งใหม่ หมุนอีก เขียนอีก และอีกครั้งหนึ่ง รวมเป็นสี่ตำแหน่งทั้งหมด ตารางก็จะเต็ม หากข้อความสั้นกว่าตาราง เซลล์ที่เหลือจะถูกเติมด้วยตัวอักษรเติมเต็ม X เพื่อให้ตารางสมบูรณ์เสมอ และหากยาวกว่า ก็จะเริ่มตารางใหม่และใช้ตะแกรงเดิมซ้ำอีก
แผนภาพด้านบนแสดงทั้งสองส่วนของภาพ ทางซ้ายคือตะแกรงในตำแหน่งเริ่มต้น พร้อมทำเครื่องหมายรูที่เจาะไว้ ทางขวาคือตารางที่เติมเสร็จแล้ว แต่ละเซลล์ลงสีตามรอบการหมุนที่เขียนมันลงไป รอบแรก รอบที่สอง รอบที่สาม รอบที่สี่ เพื่อให้คุณได้เฝ้าดูข้อความหมุนวนเข้าที่ การอ่านตารางนั้นตรง ๆ ทีละแถว ก็จะได้ข้อความรหัสลับที่แสดงในผลลัพธ์
ตัวอย่างที่ทำให้ดู
ลองใช้ชื่อของรหัสนี้เอง FLEISSNERGRILLE สิบห้าตัวอักษร บนตาราง 4×4 สมมติว่ารูของตะแกรง ก่อนที่จะหมุนใด ๆ อยู่ที่แถว 2 คอลัมน์ 3 และ 4, แถว 3 คอลัมน์ 4 และแถว 4 คอลัมน์ 1 เมื่อเขียนตัวอักษรสี่ตัวแรก F, L, E, I ผ่านรูเหล่านั้นตามลำดับการอ่าน แล้วหมุนการ์ดตามเข็มนาฬิกาและเขียน S, S, N, E จากนั้น R, G, R, I และต่อด้วย L, L, E กับตัวอักษรเติมเต็มอีกหนึ่งตัว ก็จะเติมครบทั้งสิบหกเซลล์
ทีนี้อ่านตารางที่เติมเสร็จแล้วตรง ๆ ทีละแถว มันก็สะกดเป็น SLLRGEFLRISEINE ซึ่งเป็นอนาแกรมของคำเดิม เพราะการสับเปลี่ยนตำแหน่งเป็นเพียงการจัดเรียงใหม่เท่านั้น ในการถอดรหัส คุณวางตะแกรงอันเดียวกันนี้กลับทับบนตัวอักษรเหล่านั้นและอ่านผ่านรูตามลำดับการหมุนสี่รอบเหมือนเดิม FLEISSNERGRILLE ก็จะกลับออกมา นี่คือภาพประกอบคลาสสิกของรหัสนี้ ส่วนในเครื่องมือ ตะแกรงจะถูกสร้างให้คุณจากคำสำคัญและขนาดตารางที่คุณเลือก
การถอดรหัสข้อความตะแกรงหมุน
การถอดรหัสคือภาพสะท้อนกลับด้านของการเข้ารหัส เขียนข้อความรหัสลับลงในตารางว่างทีละแถวจนเต็ม จากนั้นวางตะแกรงอันเดียวกันทับลงไปและอ่านตัวอักษรที่ปรากฏผ่านรูตามลำดับการอ่าน หมุนตะแกรงไปหนึ่งในสี่รอบ อ่านอีกครั้ง และทำต่อไปจนครบสี่รอบการหมุน ตัวอักษรก็จะออกมาตามลำดับเดิม คืนข้อความกลับมา
เพื่อให้สิ่งนี้ได้ผล ทั้งสองฝ่ายต้องตกลงกันในสามสิ่ง ได้แก่ ขนาดตารางเดียวกัน ตะแกรงเดียวกัน ซึ่งในที่นี้คือคำสำคัญเดียวกัน และทิศทางการหมุนเดียวกัน เครื่องมือนี้หมุนตะแกรงตามเข็มนาฬิกาตลอด ทั้งในการเข้ารหัสและถอดรหัส ดังนั้นข้อความที่สร้างที่นี่จึงถอดรหัสได้ที่นี่เสมอ เพราะรหัสนี้เพียงย้ายตัวอักษรเท่านั้น สิ่งใดที่ไม่ใช่ตัวอักษรในต้นฉบับ เช่น ช่องว่าง ตัวเลข เครื่องหมายวรรคตอน จะถูกตัดออกก่อนการเข้ารหัสและจะไม่ปรากฏกลับมา และตัวเติมเต็ม X ใด ๆ ที่เพิ่มเข้ามาเพื่อทำให้ตารางสุดท้ายสมบูรณ์ก็จะปรากฏที่ท้ายข้อความที่ถอดรหัสแล้ว
ประวัติ การใช้งาน และความปลอดภัย
รหัสตะแกรงนั้นเก่าแก่ Gerolamo Cardano เสนอตะแกรงอย่างง่ายสำหรับการเขียนซ่อนความในคริสต์ศตวรรษที่สิบหก และตะแกรงหมุนที่เติมตารางทั้งใบนั้นถูกวางหลักไว้โดย Fleissner ในคริสต์ศตวรรษที่สิบเก้า เยอรมนีแจกจ่ายตะแกรงหมุนให้กองกำลังของตนในปี 1916 โดยใช้รหัสลับตามขนาด ตาราง 5×5 คือ Anna, 6×6 คือ Berta, 8×8 คือ Dora และอื่น ๆ แต่มันใช้งานในสนามรบได้เพียงไม่กี่เดือนก่อนที่นักวิเคราะห์รหัสชาวฝรั่งเศสซึ่งนำโดย Georges Painvin จะถอดรหัสมันได้สำเร็จ ทุกวันนี้ตะแกรงหมุนคงอยู่ต่อมาเป็นหลักในฐานะปริศนาและบทเรียนอันเห็นภาพชัดว่าการสับเปลี่ยนตำแหน่งทำงานอย่างไร
ตามมาตรฐานสมัยใหม่ มันให้ความปลอดภัยน้อยมาก การสับเปลี่ยนตำแหน่งคงตัวอักษรเดิมไว้ ดังนั้นข้อความรหัสลับจึงมีความถี่ของตัวอักษรเท่ากับข้อความธรรมดาทุกประการ และผู้โจมตีที่เดาขนาดตารางได้ถูกก็เหลือตะแกรงให้ลองเพียงจำนวนจำกัด โดยเฉพาะบนตารางขนาดเล็ก ข้อความหลายชิ้นที่มีความยาวเท่ากันบนตะแกรงเดียวกันยิ่งเปิดเผยข้อมูลเป็นพิเศษ เพลิดเพลินกับตะแกรงหมุนเพื่อประวัติศาสตร์และกลไกอันน่าพอใจของมัน และใช้มันเพื่อเล่นเกมและการเรียนรู้ แต่อย่าใช้มันปกป้องความลับจริง ๆ ซึ่งอัลกอริทึมสมัยใหม่ที่ผ่านการตรวจสอบจากผู้เชี่ยวชาญอย่าง AES คือทางเลือกที่ถูกต้อง
คำถามที่พบบ่อย
รหัสตะแกรงหมุนคืออะไร?
ตะแกรง Fleissner คืออะไร?
คำสำคัญสร้างตะแกรงได้อย่างไร?
ฉันใช้ตารางขนาดใดได้บ้าง?
ช่วยแสดงตัวอย่างที่ทำให้ดูได้ไหม?
ฉันจะถอดรหัสข้อความตะแกรงหมุนได้อย่างไร?
ทำไมข้อความที่ถอดรหัสแล้วของฉันจึงมีตัวอักษร X เกินมา?
มันรองรับช่องว่าง ตัวเลข และเครื่องหมายวรรคตอนไหม?
มันต่างจากการสับเปลี่ยนแบบคอลัมน์หรือแบบ scytale อย่างไร?
รหัสตะแกรงหมุนปลอดภัยหรือไม่?
ข้อความของฉันถูกอัปโหลดไปยังเซิร์ฟเวอร์หรือไม่?
เครื่องมือที่เกี่ยวข้อง
ทำงานต่อด้วยเครื่องมือที่มีประโยชน์เหล่านี้