Chaocipher
Mã hóa và giải mã Chaocipher, mật mã thay thế động được John F. Byrne phát minh năm 1918 và được giữ bí mật cho đến năm 2010. Hai bảng chữ cái nằm trên các đĩa khái niệm và sắp xếp lại sau mỗi chữ cái, nên mỗi chữ cái được mã hóa dưới một bảng chữ cái vừa được xáo trộn lại. Chỉnh sửa cả hai bảng chữ cái khởi đầu, chuyển giữa mã hóa và giải mã, và theo dõi các đĩa xoay. Mọi thứ đều chạy trong trình duyệt của bạn.
Đĩa trái (bản mã)
Đĩa phải (bản rõ)
Mỗi đĩa phải chứa mọi chữ cái từ A đến Z đúng một lần. Hai cách sắp xếp khởi đầu chính là khóa, nên người gửi và người nhận phải dùng cùng một cặp. Giá trị mặc định là các bảng chữ cái Exhibit 1 kinh điển của Byrne.
Nhập văn bản ở trên để xem kết quả Chaocipher tại đây.
Cách sử dụng Chaocipher
- 1
Chọn mã hóa hoặc giải mã
Chọn Mã hóa để biến bản rõ thành bản mã Chaocipher, hoặc Giải mã để khôi phục bản rõ từ bản mã. Cùng các bảng chữ cái khởi đầu được dùng cho cả hai chiều.
- 2
Đặt hai bảng chữ cái khởi đầu
Nhập các bảng chữ cái đĩa trái và đĩa phải, mỗi bảng là một cách sắp xếp lại của toàn bộ 26 chữ cái. Chúng là khóa, nên hãy dùng cùng một cặp với người trao đổi của bạn, hoặc giữ giá trị mặc định Exhibit 1 kinh điển để tái tạo ví dụ của Byrne.
- 3
Gõ hoặc dán văn bản của bạn
Nhập thông điệp bạn muốn chuyển đổi. Mật mã chạy tự động ngay khi bạn gõ, tìm mỗi chữ cái trên một đĩa và đọc kết quả từ đĩa kia, rồi hoán vị cả hai đĩa.
- 4
Đọc, sao chép và chia sẻ
Đọc kết quả, rồi sao chép nó, tải nó xuống dưới dạng tệp văn bản, hoặc chia sẻ một liên kết mở lại công cụ với đúng các bảng chữ cái, chiều và văn bản của bạn. Mọi thứ đều ở lại trong trình duyệt của bạn.
Tìm hiểu về Chaocipher
Chaocipher là gì?
Chaocipher là một mật mã thay thế đa bảng được doanh nhân người Mỹ gốc Ireland John F. Byrne phát minh năm 1918. Ý tưởng định nghĩa của nó là mật mã tự sắp xếp lại chính mình khi chạy: hai bảng chữ cái nằm trên một cặp đĩa khái niệm, và sau mỗi một chữ cái cả hai bảng chữ cái đều bị hoán vị. Vì mỗi chữ cái được mã hóa dưới một bảng chữ cái vừa được xáo trộn lại, cùng một chữ cái bản rõ gần như không bao giờ tạo ra cùng một chữ cái bản mã hai lần, điều này xóa đi mẫu hình tần suất chữ cái vốn để lộ những mật mã đơn giản hơn.
Byrne tin chắc rằng phương pháp của mình vừa không thể phá vỡ vừa đủ đơn giản để nhét vừa túi áo. Ông mô tả nó trong cuốn tự truyện năm 1953 Silent Years và treo giải thưởng tiền mặt cho bất kỳ ai có thể giải được các thông điệp thách đố của mình, nhưng ông không bao giờ tiết lộ nó hoạt động ra sao. Thuật toán vẫn là một bí ẩn trong hơn chín mươi năm. Chỉ đến năm 2010, sau khi gia đình Byrne hiến tặng các giấy tờ của ông và một mô hình hoạt động cho National Cryptologic Museum, Moshe Rubin mới dựng lại và công bố phương pháp chính xác.
Chaocipher hoạt động ra sao
Khóa là một cặp bảng chữ cái 26 chữ cái, mỗi đĩa một bảng. Đĩa trái giữ bảng chữ cái bản mã và đĩa phải giữ bảng chữ cái bản rõ. Để mã hóa một chữ cái, tìm nó trong đĩa phải và đọc chữ cái ở đúng cùng vị trí đó trong đĩa trái. Để giải mã, bạn làm ngược lại: tìm chữ cái bản mã trong đĩa trái và đọc bản rõ từ cùng vị trí đó trong đĩa phải. Hai đĩa phải khởi đầu ở cùng một cách sắp xếp đối với người gửi và người nhận.
Điều biến nó từ một phép thay thế thông thường thành Chaocipher là những gì xảy ra tiếp theo. Sau khi mỗi chữ cái được mã hóa, cả hai đĩa đều bị hoán vị bởi một tập hợp các nước đi cố định, nên các bảng chữ cái mã hóa chữ cái thứ hai không còn là các bảng chữ cái đã mã hóa chữ cái thứ nhất. Hành vi tự sửa đổi này là lý do Byrne gọi nó là hỗn loạn. Chỉ 26 chữ cái được xử lý; dấu cách, dấu câu và các ký tự khác đi xuyên qua nguyên vẹn và không làm xoay các đĩa, và chữ hoa chữ thường được giữ nguyên.
Ví dụ thực hành
Dùng các bảng chữ cái Exhibit 1 kinh điển từ chính giấy tờ của Byrne: đĩa trái HXUCZVAMDSLKPEFJRIGTWOBNYQ và đĩa phải PTLNBQDEOYSFAVZKGJRIHWXUMC. Mã hóa thông điệp WELLDONEISBETTERTHANWELLSAID. Với chữ cái đầu tiên, tìm W trong đĩa phải và đọc chữ cái xếp thẳng hàng trong đĩa trái, đó là O. Rồi cả hai đĩa hoán vị, và chữ cái tiếp theo E được mã hóa dưới cách sắp xếp mới. Tiếp tục xuyên suốt toàn bộ thông điệp cho ra bản mã OAHQHCNYNXTSZJRRHJBYHQKSOUJY.
Để giải mã, khởi đầu hai đĩa từ cùng cách sắp xếp Exhibit 1 và chạy quá trình phản chiếu: tìm mỗi chữ cái bản mã trong đĩa trái và đọc bản rõ từ cùng vị trí đó trong đĩa phải, hoán vị cả hai đĩa sau mỗi chữ cái. Đưa vào OAHQHCNYNXTSZJRRHJBYHQKSOUJY thì trả về WELLDONEISBETTERTHANWELLSAID. Hãy chú ý rằng các chữ cái lặp lại trong WELL không lặp lại trong bản mã, bởi vì các đĩa đã dịch chuyển đi vào lúc mật mã chạm tới chúng.
Hai đĩa hoán vị ra sao
Phép hoán vị dùng hai điểm tham chiếu trên mỗi đĩa: zenith, vị trí thứ nhất, và nadir, vị trí thứ mười bốn. Đối với đĩa trái, trước tiên xoay nó sao cho chữ cái vừa được mã hóa di chuyển tới zenith. Rồi lấy ra chữ cái giờ đang đứng một chỗ qua khỏi zenith, trượt khối chữ cái từ đó xuống tới nadir một chỗ về phía zenith, và thả chữ cái vừa rút ra trở lại vào ô nadir trống.
Đĩa phải di chuyển theo cách tương tự nhưng dịch đi một chút. Trước tiên xoay nó sao cho chữ cái nằm một chỗ về bên phải của chữ cái bản rõ tới được zenith. Rồi lấy ra chữ cái đang đứng hai chỗ qua khỏi zenith, trượt khối chữ cái từ đó xuống tới nadir một chỗ về phía zenith, và chèn lại chữ cái vừa rút ra tại nadir. Những phép sắp xếp lại nhỏ, cố định này được áp dụng sau mỗi chữ cái, và vì chúng có tính tất định nên người nhận tái tạo chính xác cùng các chuyển động đĩa khi giải mã.
Bí ẩn Byrne
Trong nhiều thập kỷ, Chaocipher là một trong những câu đố trêu ngươi nhất của mật mã học. Byrne là bạn thân của James Joyce và xuất hiện trong các tác phẩm của Joyce, điều này chỉ làm tăng thêm sự hấp dẫn khi, trong Silent Years, ông dành hẳn một chương cho một mật mã mà ông tuyên bố các chính phủ sẽ trả một gia tài để có được. Ông in các văn bản thách đố, bao gồm Exhibit 1 nổi tiếng với bản rõ và bản mã của nó đặt cạnh nhau, và thách cả thế giới khôi phục phương pháp của mình từ chúng. Không ai công khai thành công trong suốt cuộc đời ông.
Câu đố cuối cùng đã được giải quyết nhờ sự hợp tác của con trai Byrne và cộng đồng các nhà sử học. Vào tháng Năm năm 2010 gia đình đã trao các tài liệu Chaocipher của Byrne, bao gồm cả mô hình vật lý, cho National Cryptologic Museum, và ít lâu sau Moshe Rubin đã tìm ra và công bố thuật toán trong bài viết Chaocipher Revealed của mình. Việc tiết lộ cho thấy thiết bị bỏ túi của Byrne thực sự đã hiện thực hóa cơ chế hai đĩa động được mô tả ở đây.
Chaocipher mạnh đến mức nào?
Đối với một mật mã thủ công của thời đại nó, Chaocipher thực sự thông minh. Vì cả hai bảng chữ cái thay đổi sau mỗi chữ cái, một phép đếm tần suất đơn giản của bản mã hầu như không để lộ điều gì, và một thông điệp ngắn để lộ rất ít về các bảng chữ cái khởi đầu. Hành vi động đó đã đi trước hàng thập kỷ so với những mật mã bảng cố định như Vigenère vốn là chuẩn mực khi Byrne nghĩ ra nó.
Tuy nhiên nó không an toàn theo tiêu chuẩn hiện đại. Các quy tắc hoán vị là cố định và công khai, nên bí mật duy nhất là cặp bảng chữ cái khởi đầu, và một nhà phân tích kiên trì với đủ bản rõ đã biết, chính xác là những gì Byrne đã cung cấp trong các vật trưng bày của mình, có thể dựng lại các bảng chữ cái đó và khôi phục hệ thống. Chaocipher kháng cự những người giải nghiệp dư trong một thời gian dài chủ yếu vì bản thân phương pháp được giữ bí mật, chứ không phải vì nó có thể chống chịu phân tích mật mã hiện đại kéo dài.
Chaocipher có an toàn không?
Không. Chaocipher là một mảnh hấp dẫn của lịch sử mật mã học và một ví dụ giảng dạy tuyệt vời về một mật mã tự sửa đổi, nhưng nó không cung cấp sự bảo vệ thực sự nào trước phân tích hiện đại. Sự an toàn của nó phần lớn phụ thuộc vào việc giữ kín thuật toán, và một khi phương pháp đã được biết thì các bảng chữ cái khởi đầu có thể được khôi phục từ đủ văn bản đã mã hóa.
Ngày nay Chaocipher được ưa thích vì câu chuyện và cơ chế của nó hơn là vì che giấu bất cứ điều gì. Nó là một mật mã được ưa chuộng trong các câu đố, phòng trốn thoát và các thử thách cướp cờ, và nó tưởng thưởng cho bất kỳ ai tò mò về việc mật mã học đã tiến hóa ra sao từ những phép thay thế cố định hướng tới các hệ thống động về sau. Để bảo vệ thông tin thực sự, bạn nên dựa vào các thuật toán hiện đại, được kiểm chứng kỹ lưỡng như AES thay vào đó.
Câu hỏi thường gặp
Chaocipher là gì?
Chaocipher hoạt động như thế nào?
Khóa của Chaocipher là gì?
Bạn có thể cho một ví dụ về Chaocipher không?
Các đĩa thay đổi ra sao sau mỗi chữ cái?
Vì sao Chaocipher nổi tiếng?
Ai đã giải Chaocipher và khi nào?
Chaocipher khác mật mã Vigenère như thế nào?
Mật mã có thay đổi dấu cách và dấu câu không?
Làm thế nào để giải mã một thông điệp Chaocipher?
Chaocipher có an toàn không?
Văn bản của tôi có được tải lên máy chủ không?
Công cụ liên quan
Tiếp tục với những công cụ hữu ích này