Mật mã Bifid
Mã hóa và giải mã mật mã Bifid, vốn phân số hóa mỗi chữ cái thành tọa độ Polybius rồi trộn chúng lại để mỗi chữ cái đầu ra phụ thuộc vào hai chữ cái đầu vào. Đặt chu kỳ, chuyển đổi giữa bảng 5×5 và 6×6, thêm một từ khóa tùy chọn, theo dõi quá trình phân số hóa trực tiếp, rồi sao chép, tải xuống hoặc chia sẻ kết quả. Mọi thứ đều chạy trong trình duyệt của bạn.
Bảng
Chu kỳ
Từ khóa
Chu kỳ là kích thước khối: văn bản được chia thành các khối gồm bấy nhiêu chữ cái và các tọa độ được trộn trong từng khối. Cả hai bên phải dùng cùng một chu kỳ.
Nhập văn bản ở trên để xem kết quả tại đây.
Bảng Polybius
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
Cách sử dụng Mật mã Bifid
- 1
Chọn mã hóa hoặc giải mã
Chọn Mã hóa để biến văn bản thường thành văn bản mã Bifid, hoặc Giải mã để biến văn bản mã trở lại thành văn bản thường.
- 2
Chọn bảng và từ khóa
Chọn bảng 5×5 cổ điển, nơi I và J dùng chung một ô, hoặc bảng 6×6, vốn thêm các chữ số 0 đến 9. Để trống từ khóa cho bảng thông thường hoặc nhập một từ khóa để trộn nó.
- 3
Đặt chu kỳ
Chọn kích thước khối mà mật mã làm việc. Chu kỳ bằng 0 coi toàn bộ thông điệp là một khối. Cả hai bên phải dùng cùng một chu kỳ.
- 4
Nhập hoặc dán văn bản của bạn
Nhập thông điệp của bạn và nó được chuyển đổi ngay khi bạn gõ. Bảng phân số hóa hiển thị các chữ cái của mỗi khối lên trên các chữ số hàng và cột của chúng.
- 5
Sao chép, tải xuống hoặc chia sẻ
Sao chép kết quả, tải xuống dưới dạng tệp văn bản, hoặc chia sẻ một liên kết mở lại công cụ với đúng văn bản, bảng, từ khóa và chu kỳ của bạn, sẵn sàng để dùng.
Tìm hiểu về mật mã Bifid
Mật mã Bifid là gì?
Mật mã Bifid là một mật mã cổ điển do nhà mật mã học người Pháp Félix-Marie Délastelle phát minh vào khoảng năm 1901. Nó xây dựng trực tiếp trên bảng Polybius: mỗi chữ cái trước hết được biến thành một cặp tọa độ — hàng và cột của nó — rồi các tọa độ đó được xáo trộn cùng nhau trước khi được đọc lại thành chữ cái. Thiết kế hai giai đoạn này kết hợp phép thay thế với phép hoán vị, và đó là điều mang lại cho Bifid sức mạnh so với một phép thay thế Polybius thuần túy.
Phần khéo léo nằm ở sự trộn lẫn. Vì các chữ số hàng và cột của các chữ cái lân cận được đan xen trước khi chúng được ghép cặp lại, mỗi chữ cái của đầu ra rốt cuộc phụ thuộc vào hai chữ cái khác nhau của đầu vào. Sự lan tỏa thông tin đó — gọi là khuếch tán — che giấu những mẫu hình tần suất chữ cái dễ lộ vốn khiến các mật mã thay thế đơn giản dễ bị phá đến vậy, và nó khiến Bifid trở thành một ví dụ giảng dạy được ưa chuộng cho cách phân số hóa làm mạnh một mật mã.
Mật mã Bifid hoạt động ra sao
Việc mã hóa diễn ra theo ba bước. Thứ nhất, phân số hóa: mỗi chữ cái được tra trong bảng và thay bằng số hàng và số cột của nó. Thứ hai, các tọa độ của một khối chữ cái được viết ra thành hai hàng — tất cả các chữ số hàng trên dòng trên và tất cả các chữ số cột trên dòng dưới. Thứ ba, chuỗi chữ số kết hợp đó được đọc thẳng ngang qua, lấy hai cái một lần, và mỗi cặp được tra trong bảng như một hàng và một cột để tạo ra một chữ cái mã.
Viết các hàng trước và các cột sau là trái tim của phương pháp: nó đan xen những chữ số đến từ các chữ cái khác nhau. Công cụ ở trên hiển thị điều này trực tiếp. Khi bạn gõ, bảng phân số hóa trải các chữ cái của mỗi khối lên trên các chữ số hàng và cột của chúng, đúng theo cách bạn sẽ thực hiện mật mã bằng tay trên giấy, nên bạn có thể quan sát các chữ số của một chữ cái đầu vào trôi tách ra thành hai chữ cái đầu ra riêng biệt.
Bảng Polybius: 5×5 và 6×6
Bifid cần một bảng Polybius để đọc tọa độ từ đó, và bạn có thể chọn kích thước của nó. Bảng 5×5 cổ điển chứa 25 ô, thiếu một ô so với bảng chữ cái 26 chữ, nên theo truyền thống I và J dùng chung một ô; do đó một chữ J bạn mã hóa sẽ trở lại thành I khi bạn giải mã. Các hàng và cột được đánh số từ 1 đến 5, và đây là phiên bản được dùng trong hầu hết mọi ví dụ sách giáo khoa về Bifid.
Bảng 6×6 chứa 36 ô — cả 26 chữ cái cộng với các chữ số 0 đến 9 — nên không có gì bị gộp và cả chữ cái lẫn chữ số đều đảo ngược lại chính xác. Bạn cũng có thể trộn một trong hai bảng bằng một từ khóa: các chữ cái duy nhất của từ khóa được viết vào trước, theo thứ tự và không lặp lại, rồi phần còn lại của bảng chữ cái theo sau, đúng như cách một bảng Playfair hay Polybius có khóa được dựng lên. Lưới trực tiếp làm nổi bật các chữ cái của từ khóa để bạn có thể thấy sự trộn lẫn.
Chu kỳ, hay kích thước khối
Chu kỳ là kích thước khối mà Bifid làm việc. Văn bản được chia thành các khối gồm bấy nhiêu chữ cái, và việc đan xen hàng-rồi-cột được thực hiện trong từng khối một cách độc lập. Một chu kỳ ngắn giới hạn ảnh hưởng của mỗi chữ cái có thể lan xa đến đâu; một chu kỳ dài trải nó ra khắp phần lớn thông điệp. Lựa chọn phổ biến là chu kỳ từ năm đến mười chữ cái, và người gửi cùng người nhận phải thống nhất cùng một giá trị.
Đặt chu kỳ thành 0 nghĩa là hoàn toàn không có chu kỳ: toàn bộ thông điệp được coi là một khối duy nhất, đây là sơ đồ mà Délastelle mô tả nguyên thủy và là sơ đồ cho khả năng khuếch tán mạnh nhất. Sự đánh đổi là một thông điệp dài không có chu kỳ sẽ khó xử lý bằng tay hơn. Hãy thử đổi chu kỳ ở trên và xem văn bản mã thay đổi ra sao dù bảng và văn bản vẫn giữ nguyên — sự nhạy cảm đó chính là toàn bộ ý nghĩa của cấu trúc khối.
Một ví dụ Bifid thực hành
Lấy từ HELLO với bảng 5×5 thông thường và một chu kỳ phủ trọn từ. Trước hết phân số hóa: H là hàng 2 cột 3, E là hàng 1 cột 5, L là hàng 3 cột 1, chữ L thứ hai lại là hàng 3 cột 1, và O là hàng 3 cột 4. Viết các hàng trên một dòng cho ra 2 1 3 3 3, và các cột trên dòng tiếp theo cho ra 3 5 1 1 4.
Bây giờ đọc hai dòng thẳng ngang qua như một chuỗi duy nhất — 2 1 3 3 3 3 5 1 1 4 — và lấy các chữ số theo cặp: 21, 33, 33, 51, 14. Tra mỗi cặp trong bảng như một hàng và một cột cho ra F, N, N, V và D, nên HELLO mã hóa thành FNNVD. Hãy để ý cách các chữ L lặp lại không còn xuất hiện như một mẫu hình lặp lại trong đầu ra — đó là khuếch tán đang vận hành. Với chu kỳ 3 thì cùng từ đó lại trở thành FNVND, bởi các khối ngắt ở một chỗ khác.
Giải mã một mật mã Bifid
Việc giải mã chạy các bước theo chiều ngược lại. Với mỗi khối, bạn đọc ra theo thứ tự các tọa độ của các chữ cái mã, điều này tái tạo lại chuỗi chữ số kết hợp. Tách đôi chuỗi đó cho ra các chữ số hàng ban đầu ở nửa đầu và các chữ số cột ban đầu ở nửa sau, và ghép mỗi hàng với cột tương ứng sẽ dựng lại các chữ cái của văn bản thường. Công cụ làm tất cả những điều này cho bạn khi bạn chọn Giải mã.
Để giải mã đúng, bạn phải dùng cùng ba thiết lập đã được dùng để mã hóa: cùng kích thước bảng, cùng từ khóa và cùng chu kỳ. Sai bất kỳ thiết lập nào và các tọa độ sẽ tách sai chỗ, tạo ra văn bản lộn xộn — vốn chính là đặc tính khiến mật mã trở nên hữu ích. Cũng hãy nhớ rằng với bảng 5×5 một chữ J ban đầu trở lại thành I, vì hai chữ cái đó dùng chung một ô.
Lịch sử và độ an toàn của mật mã Bifid
Félix Délastelle công bố mật mã Bifid trong chuyên luận về mật mã học năm 1902 của ông, cùng với những người họ hàng của nó là mật mã Trifid, vốn dùng một lưới ba chiều, và các mật mã bốn-ô-vuông và hai-ô-vuông. Bifid chưa bao giờ là một hệ thống cấp quân sự, nhưng nó là một bước quan trọng trong việc cho thấy cách kết hợp phân số hóa với phép hoán vị có thể đánh bại phân tích tần suất đơn giản, và nó vẫn là một thành phần thiết yếu của các câu đố, các thử thách mật mã, và các khóa học mật mã học.
Theo tiêu chuẩn hiện đại, Bifid không an toàn. Các nhà phân tích mật mã có những phương pháp đã được kiểm chứng kỹ để phá nó, đặc biệt khi chu kỳ đã biết hoặc ngắn và có đủ văn bản mã, còn một từ khóa chỉ nâng rào cản lên một chút. Giá trị thực sự của nó ngày nay là về giáo dục: nó là một cách rõ ràng, thực hành để thấy vì sao khuếch tán quan trọng. Để bảo vệ thông tin thực sự, hãy luôn dùng một thuật toán hiện đại, đã được giới chuyên môn bình duyệt như AES, và hãy giữ Bifid cho việc học, các câu đố, và các thử thách capture-the-flag.
Câu hỏi thường gặp
Mật mã Bifid là gì?
Mật mã Bifid hoạt động như thế nào?
Ai đã phát minh ra mật mã Bifid?
Chu kỳ trong mật mã Bifid là gì?
Từ khóa làm gì?
Sự khác biệt giữa bảng 5×5 và 6×6 là gì?
Có thể cho một ví dụ Bifid thực hành không?
Làm thế nào để giải mã một mật mã Bifid?
Bifid khác với bảng Polybius như thế nào?
Mật mã Bifid an toàn đến mức nào?
Sự khác biệt giữa Bifid và Trifid là gì?
Văn bản của tôi có được tải lên máy chủ không?
Công cụ liên quan
Tiếp tục với những công cụ hữu ích này