MSMS1 1 Thanin MuangpoolThanin Muangpool

การเขารหสขอมล (Cryptography) มาจากคา 2 คา คอ

Crypto ทแปลวา "การซอน"

Graph ทแปลวา "การเขยน"Graph ทแปลวา การเขยน

Cryptography จงมความหมายวา “การเขยนเพอซอนขอมล”

โ ป ป ไ ใ ไ โดยมจดประสงคเพอปองกนไมใหผอนสามารถอานขอมลได ยกเวนผทเรา

ตองการใหอานไดเทานน มศพททเกยวของดงน [Mark Stamp, 2006]

1. Cryptology : ศาสตรและศลปในการสรางและแกไข รหสลบ

2 Cryptography : การสรางรหสลบ 2. Cryptography : การสรางรหสลบ

3. Crypanalysis : การแกไขรหสลบ

4. Crypto : คายอทใชเรยกแทนทกคา

Plain Text หมายถง ขอความหรอขอมลตางๆ ทยงไมผานกรรมวธการ Plain Text หมายถง ขอความหรอขอมลตางๆ ทยงไมผานกรรมวธการ

เขารหส

Cipher Text หมายถง ขอความ หรอขอมลตางๆทผานการเขารหสแลว

และทาใหรปแบบของขอมลเปลยนแปลงไป

Algorithm หมายถง แนวความคดหรอลาดบความคดทม รปแบบท

สามารถนาไปประมวลผลทางคอมพวเตอรไดโดยงายสามารถนาไปประมวลผลทางคอมพวเตอรไดโดยงาย

Encryption หมายถง กระบวนการหรอขนตอนในการเขารหสขอมล ท

ไเปลยนแปลงไปจากเดม

Decryption หมายถง กระบวนการหรอขนตอนในการถอดรหสขอมล Decryption หมายถง กระบวนการหรอขนตอนในการถอดรหสขอมล

เพอใหขอมลทเขารหสไวคนสสภาพเดมกอนเขารหส

◦ Key หมายถง กญแจทใชรวมกบ อลกอรทมในการเขารหส และถอดรหส

Cryptography หมายถง ระบบการรกษาความปลอดภยทประกอบ ดวยyp g p y

Encryption และ Decryption

C t l i หมายถง การพยายามวเคราะหเพอศกษาประเดนตางๆ Cryptanalysis หมายถง การพยายามวเคราะหเพอศกษาประเดนตางๆ

ทเกยวของกบ Cryptography

Sensitive Data หมายถง ขอมลสาคญทถอวาเปนความลบไมสามารถ

แพรงพรายออกสภายนอกได

กระบวนการของ Cryptography ม 2 อยางคอ กระบวนการของ Cryptography ม 2 อยางคอ

◦ Data Encryption : การเขารหสขอมล

◦ Data Decryption : การถอดรหสขอมล

เพราะฉะนนประโยชนของ Cryptography คอการรกษาความลบ เพรา ฉ นนปร โยชนของ Cryptography คอการรกษาความลบ

ของขอมล

C t g hC t g hCryptographyCryptography

Encryption + DecryptionEncryption + Decryption

ขอมลทสามารถอานได เรยกวา Plain Text หรอ Clear Text ขอมลทสามารถอานได เรยกวา Plain Text หรอ Clear Text

ขอมลทเขารหสแลวเราเรยกวา Cipher Text

ขอมลเมอเสรจสนการเขารหสแลว ผลทไดกคอ Cipher Text ในการอาน

ขอความ Cipher Text นน

http://lightspeed.in.th/

ขอความตนฉบบ (Plain Text) คอ ขอมลตนฉบบซงเปนขอความทสามารถ ขอความตนฉบบ (Plain Text) คอ ขอมลตนฉบบซงเปนขอความทสามารถอานแลวเขาใจ

อลกอรทมการเขารหสลบ (Encryption Algorithm) คอ กระบวนการ อลกอรทมการเขารหสลบ (Encryption Algorithm) คอ กระบวนการหรอขนตอนทใชในการแปลงขอมลตนฉบบเปนขอมลทไดรบการเขารหส

(K ) ป ใ ใ กญแจลบ (Key) คอ เปนกญแจทใชรวมกบ อลกอรทมในการเขารหส และถอดรหส

ไ ไ ขอความไซเฟอร (Cipher Text) คอ ขอมลหรอขาวสารทไดรบการเขารหส ทาใหอานไมรเรอง

อลกอรทมการถอดรหสลบ (Decryption Algorithm) คอ กระบวนการหรอขนตอนในการแปลงขอความไซเฟอรใหกลบเปนขอความตนฉบบ โดยอาศยกญแจลบดอกเดยวกน

การเขารหสแบงออกเปน 2 ประเภทใหญๆ คอ การเขารหสแบงออกเปน 2 ประเภทใหญๆ คอ

◦ Symmetric Cryptography (Secret key) เรยกอกอยางวา Single-key

algorithm หรอ one key algorithm คอ การเขารหสและถอดรหสโดยใชกญแจalgorithm หรอ one-key algorithm คอ การเขารหสและถอดรหสโดยใชกญแจ

รหสตวเดยวกน คอ ผสงและผรบจะตองมกญแจรหสทเหมอนกนเพอใชในการ

เขารหสและถอดรหสเขารหสและถอดรหส

◦ ASymmetric Cryptography (Public key) คอ การเขารหสและถอดรหสโดยใช

กญแจรหสคนละตวกน การสงจะมกญแจรหสตวหนงในการเขารหส และผรบกจะมกญแจรหสคนละตวกน การสงจะมกญแจรหสตวหนงในการเขารหส และผรบกจะม

กญแจรหสอกตวหนงเพอใชในการถอดรหส ผใชรายหนงๆ จงมกญแจรหส 2 คาเสมอ

คอ กญแจสาธารณะ (public key) และ กญแจสวนตว (private key) ผใชจะคอ กญแจสาธารณะ (public key) และ กญแจสวนตว (private key) ผใชจะ

ประกาศใหผอนทราบถงกญแจสาธารณะของตนเองเพอใหนาไปใชในการเขารหสและ

สงขอมลทเขารหสแลวมาให ขอมลทเขารหสดงกลาวจะถกถอดออกไดโดยกญแจสงขอมลทเขารหสแลวมาให ขอมลทเขารหสดงกลาวจะถกถอดออกไดโดยกญแจ

สวนตวเทานน

◦

http://www.ku.ac.th/emagazine/august44/it/encryp.html

ในทางปฏบตแลวมกมการใชการเขารหสทงสองระบบรวมกน เชน ในระบบ ในทางปฏบตแลวมกมการใชการเขารหสทงสองระบบรวมกน เชน ในระบบ

PGP (Pretty Good Privacy) ซงใชในการเขารหส E-mail จะใชวธสราง

S K ป k Session Key ซงเปนรหสลบตามแบบ secret key เมอขอมลถกเขารหสดวย

Session Key แลว Session Key จะถกเขารหสโดยใชกญแจสาธารณะของ

ผรบ และถกสงไปกบขอมลทเขารหสแลว

http://www.ku.ac.th/emagazine/august44/it/encryp.html

http://www.ku.ac.th/emagazine/august44/it/encryp.html

ระบบรหสลบ Cryptosystems หรอเรยกวา Cipher มองคประกอบ

หลายสวน เพอการเขารหสลบขอมล ประกอบดวย อลกอรทม เทคนค

การจดการขอมล กระบวนการ และขนตอนการทางาน จะถกผสมผสาน

เขาดวยกนเพอเขารหสขอมล

มวตถประสงคเพอรกษาขอมลไวเปนความลบ C fid ti lit และ มวตถประสงคเพอรกษาขอมลไวเปนความลบ Confidentiality และ

จดเตรยม กลไกการพสจนตวตน Authentication และการใหสทธ

Authorization ในการดาเนนงานแตละขนตอนทางธรกจ

สามารถแบงตามยคสมยไดเปน 2 ยคคอ

1. ยคประวตศาสตร (หรอทเรยกวายค Classic)

2 ยคปจจบน (M d )2. ยคปจจบน (Modern)

ระบบรหสลบแบบสบเปลยน (Substitution Cipher) หลกการคอตอง ใ สบเปลยนแตละตวอกษรใน Plain Text ดวยตวอกษรอน แตกอนอนตอง

เลอกกอนวาจะแทนแตละตวอกษรดวยอะไร อยางเชน A แทนดวย T, B ไ แทนดวย P ฯลฯ ดงตารางตอไปน

สมมตวา Plain Text คอ MY NAME IS THANIN.MY NAME IS THANIN. Cipher Text คอ VL OTVM XK DQTOXOVL OTVM XK DQTOXO

ระบบรหสลบแบบสบเปลยนนมหลายหลากแบบ เพราะมการนาไป ระบบรหสลบแบบสบเปลยนนมหลายหลากแบบ เพราะมการนาไป

ดดแปลงกน เพอให Key ดงายจางายขน

เชน อาจจะใชตารางตอไปนเปน key

ดงนนขอความ Plain Text คอ T H A N I NT H A N I N

Cipher Text คอ

การสมจบคตวอกษร แลวสบเปลยนตวอกษรแตละตวใน Plain Text

ดวยตวอกษรทเปนคกน ถาเราใชวธนกบตวอกษรของภาษาองกฤษ เรา

กอาจจะจบคไดดงน (A,V), (D,X), (H,B), (I, G), (K,J), (M,C), (O,Q),

(R,L), (S,N), (U,E), (W,F), (Y,P), (Z,T)(R,L), (S,N), (U,E), (W,F), (Y,P), (Z,T)

ดงนนขอความ Plain Text คอ M Y NAME IS THANIN.M Y NAME IS THANIN.

Cipher Text คอ C P SVCU GN ZBVSGS C P SVCU GN ZBVSGS

www.vcharkarn.com/varticle/1075

บางครงอาจจะเปนการกาหนด Key แทนตวอกษรในภาษาองกฤษ

ตาแหนงใด ๆ ดวยลาดบตวอกษรถดไปอกตาม Key ทกาหนด เชน

กาหนด Key = 3 ตวอกษรภาษาองกฤษลาดบถดไปอก 3 ตาแหนง ก

คอตวอกษรตวท 4 ในภาษาองกฤษนนเองคอตวอกษรตวท 4 ในภาษาองกฤษนนเอง

Plain Text

Cipher Text

ดงนนขอความ Plain Text คอ M Y NAME IS THANIN.M Y NAME IS THANIN.

Ci h T t คอ P B QDPH LV WKDQLQP B QDPH LV WKDQLQ Cipher Text คอ P B QDPH LV WKDQLQP B QDPH LV WKDQLQ

Caesar cipher เปนการเขารหสแบบ Secret Key หรอ Symmetric Caesar cipher เปนการเขารหสแบบ Secret Key หรอ Symmetric

Key Cryptography คดคนโดยกษตรย Julius Caesar เพอสอสารกบ

ใ ไ ใ ไ ไ ทหารในกองทพ และปองกนไมใหขาวสารรวไหลไปถงศตร

หลกการของ Caesar Cipher คอ จะ Shift หรอ เลอนตวอกษรไป 3

ตาแหนง จากตาแหนงเดม

เขารหส ถอดรหส เขารหส ถอดรหส

ดงนน ตวอกษรปกตจะถกแทนทดวยตวอกษรทอยถดไปอก 3 ตว โดย ดงนน ตวอกษรปกตจะถกแทนทดวยตวอกษรทอยถดไปอก 3 ตว โดย

ตวอกษรปกตจะเรยกวา Plain ตวอกษรทมาแทนทจะเรยกวา Cipher

สมมตวา Plain คอ M Y NAME IS THANINM Y NAME IS THANIN

Cipher คอ P B QDPH LV WKDQLQP B QDPH LV WKDQLQ Cipher คอ P B QDPH LV WKDQLQP B QDPH LV WKDQLQ

และการถอดรหสกจะใชการเทยบยอนกลบระหวาง Cipher กบ Plain

h สมมตวา Cipher คอ P B QDPH LV WKDQLQP B QDPH LV WKDQLQ

Plain คอ M Y NAME IS THANINM Y NAME IS THANIN

จดสงเกตของ Caesar Cipher คอ Key ทใชจะเปน Key D เนองจาก จดสงเกตของ Caesar Cipher คอ Key ทใชจะเปน Key D เนองจาก

ตวอกษรตวแรกของภาษาองกฤษคอตว A เมอผานการเขารหสจะถก

แทนทดวยตว D จะเหนวา Cipher ของ Caesar จะขนตนดวยตว D

คอ ความงายในการเขารหส แตกมขอเสยคอการทสามารถจะทาการ คอ ความงายในการเขารหส แตกมขอเสยคอการทสามารถจะทาการ

วเคราะหหาขอความเดมจาก Cipher Text ไดงาย ซงการเขารหสทด

โ ใ ไ นนจะตองหลกเลยงการถกวเคราะหโดยงายนใหได วธการทนามา

วเคราะหดงกลาวนกคอ การหาสงซา ๆ กนจากวธการเขารหสทเรา

เรยกวาการหา Pattern ของตวอกษร ซงหากทาการวเคราะหใหดจาก

ตวอกษรของ Cipher Text จานวนมากพอ กจะเหนไดงายวามการเลอนp

ลาดบของตวอกษร 3 ตว ดงนนจงไมเปนการยากนกทผไมประสงคดจะทา

การ Cryptanalysis ของวธการเขารหสแบบซซารนการ Cryptanalysis ของวธการเขารหสแบบซซารน

เราสามารถทจะถอดรหสของ Caesar ไดโดยงายแมไมร Key โดย เราสามารถทจะถอดรหสของ Caesar ไดโดยงายแมไมร Key โดย

การกระทาทเรยกวา Brute Force Attack ซงสามารถแกะรหสได

โ ไ K ไ โดยไลสม Key เพยงไมเกน 25 ครงเทานน

Decryption shift Candidate plaintextyp p

0 (Ciphertext) exxegoexsrgi

1 (K B) f fh f hj1 (Key B) fyyfhpfytshj

2 (Key C) gzzgiqgzutik

...

24 (Key Y) cvvcemcvqpeg24 (Key Y) cvvcemcvqpeg

25 (Key Z) dwwdfndwrqfh

การเขารหสขอมลแบบ Monoalphabetic Cipher หรอเรยกวา การเขารหสขอมลแบบ Monoalphabetic Cipher หรอเรยกวา

Monoalphabetic Substitution Ciphers คดคนโดยชาวอาหรบ โดยใช

ไ ใ วธการแทนทตวอกษรแบบ 1 ตอ 1 ไมใชการเลอน ตวอยางของ

Monoalphabetic Ciphers ในยคแรก ๆ คอการเขารหสขอมลแบบ

Atbash ใชการแทนทตว A ดวยตว Z แทนทตว B ดวยตว Y และแทนท

ตว C ดวยตว X เปนตน

Plain Text : ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZPlain Text : ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

Cipher Text : ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA

การเบรค Monoalphabetic Ciphers จะทาไดยากกวาการเบรค การเบรค Monoalphabetic Ciphers จะทาไดยากกวาการเบรค

Caesar cipher เนองจากมคทเปนไปไดอย 26 ยกกาลง 26 ค การเบรค

ใ ไ ใ ใจะตองใชการสมไปเรอย ๆ จนกวาจะสาเรจ ซงจะตองใชจานวนครงในการ

คานวณการคานวณถง 26! ครง (26! = 26 x 25 x 24 x 23 x … x 1)

การเบรค Monoalphabetic ciphers สามารถทาไดอกวธหนงคอ

การวเคราะหความถของตวอกษรทปรากฏ (Frequency Analysis) การวเคราะหความถของตวอกษรทปรากฏ (Frequency Analysis)

ตวอยางเชนตวอกษร e กบ t จะเกดบอยทสดในขอความภาษาองกฤษ โดย

13% ส t อกษร e มอตราการเกดบอยถง 13% สวนอกษร t มอตราการเกดบอยถง

9%

ปความถของตวอกษรทปรากฏ

การทา Brute Force Attack ยงถอวาเปนการเสยเวลา เพราะตองไลสม

Key ไปเรอยๆ จนกวาจะเจอ

ตอมาจงมการคดคนวธตางๆ ทจะชวยใหเราสามารถคาดเดารหสไดงาย ตอมาจงมการคดคนวธตางๆ ทจะชวยใหเราสามารถคาดเดารหสไดงาย

และเรวขน โดยใชกระบวนการทางสถตตางๆ เชน Frequency Analysis

วธการเดาจะเรมจากการคนหาตวอกษรทซาๆ กนกอน

พจารณาอกษร 3 ตวแรกของประโยค ตวท 2 หรอ 3 มกจะเปนสระเสมอ

ความนาจะเปนของตวอกษรทซาๆ กนไดแก

◦ ตวอกษรทเปนสระในภาษาองกฤษ A E I O U◦ ตวอกษรทเปนสระในภาษาองกฤษ A E I O U

◦ ตวอกษรทมความถปรากฏในคาภาษาองกฤษบอยทสด

C D H L N R S T

ความถของตวอกษรทปรากฏ (เรยงตามความถมากไปนอย)

วธหนงทสามารถนามาใชในการเพมระดบความปลอดภยใหกบการ วธหนงทสามารถนามาใชในการเพมระดบความปลอดภยใหกบการ

เขารหสแบบทใชสญลกษณเพยงหนงตวมาแทนคาตวอกษร กคอการใช

ไ ใ กญแจเขารหสมาชวย (Encryption Key) อยางไรกตามการใชวธท

เรยกวา Frequency Distribution ซงเปนการวดเปรยบเทยบระหวาง

ความซากนของตวอกษรทงหมดทมอยในขอความทเปน Cipher Text

แลวเอาไปเปรยบเทยบกบความซากนของตวอกษรทงหมดทมอยของคา

ในภาษาองกฤษ ผลทไดกคอผททาการเจาะรหสนนสามารถรไดวา

ตวอกษรทใชใน Cipher Text นนเปนตวอกษรตวใดกนแนในตวอกษรทใชใน Cipher Text นนเปนตวอกษรตวใดกนแนใน

ภาษาองกฤษ

เปนวธทไดรบการปรบปรงจากวธแรกโดยมจดประสงคคอไมใหสามารถทาการวเคราะหไดโดยใชวธ Frequency Distributions

หลกการทใชก คอการใชสญลกษณหลายตวเ พอแทนคาตวอกษรภาษาองกฤษตวเดยววธการนสามารถลดความซากนของตวอกษรใน ไ ไ ขอความ Cipher Text ได ดงนนผททาการเจาะรหสไดสามารถทาการ

เปรยบเทยบไดวาตวอกษรในขอความ Cipher text นนใชแทนตวอกษรใดกนแนในภาษาองกฤษใดกนแนในภาษาองกฤษ

ใ ใ วธการแทนคาทนยมนามาใชกบการเขารหสแบบนนกคอ การใชตารางแทนคาทเรยกวา Vigenere Tableaux ซงสามารถทาใหการวเคราะหโดยใ F Di ib i ไ ใช Frequency Distributions ยากขนมาก แตอยางไรกตามยงมวธการทใชไดผลสามารถนามาทาการเจาะรหสแบบน นนคอวธการทเรยกวา The Kasiski Method for Repeated Patterns โดยอาศยหลกทวาคาในKasiski Method for Repeated Patterns โดยอาศยหลกทวาคาในภาษาองกฤษนนมคาทใชทวไปและซากนมากเชน คาวา the, is, are, and then but im- in- un- -tion -ion etc เปนตน และคาand, then, but, im , in , un , tion, ion…..etc… เปนตน และคาพวกนสามารถทาใหเกด Pattern ไดใน Cipher Text ดงนนหากใชวธการทางคณตศาสตรทเกยวกบความนาจะเปน (Probability) มาทาการyวเคราะห pattern เหลานโดยละเอยดแลวกจะสามารถเจาะรหสหาขอความเดม (Clear Text)ได

เทคนคนจะใชในชวงสงครามโลกครงท 1 และยากทจะถอดรหสดวยเทคนคนจะใชในชวงสงครามโลกครงท 1 และยากทจะถอดรหสดวย

มอเปลา แตถาใชคอมพวเตอรจะสามารถถอดรหสไดงาย นอกจากนนหาก

โ ใ ไ ตองการจะเบรคโดยใชคอมพวเตอรกจะทาการเบรคไดงายเชนกน ผท

เบรค Polyalphabetic Encryption ไดเปนชาวรสเซยชอ Friedrich

Kasiski เบรคไดในป 1863 โดยใหขอสงเกตวาถาได Cipher Text ทม

ความยาวมากพอ Pattern จะเรมซา และสามารถทจะเหนความเหมอน

ของ Cipher text โดยดท Frequency Analysis ตวอกษรแตละตว

ปรากฏบอยแคไหนปรากฏบอยแคไหน

Vigenere Cipher เปนการเขารหสแบบซเครทคย (Secret Key) หรอ Vigenere Cipher เปนการเขารหสแบบซเครทคย (Secret Key) หรอ

Symmetric Key Cryptography ทอาศยพนฐานเดยวกนกบ Caesar

หลกการของ Vigenere Cipher คอ จะใช Key ทเปนคามาเรยงตอๆ กน

แลวเขารหสโดยสราง Caesar Cipher จากตวอกษรทปรากฏอยใน Keyฏ

Vigenere Cipher เปนอกชนดหนงทอาศยตารางตวอกษรเปนรหสลบ

เรยกวา Vegenere Squre ในลกษณะ 26 X 26 ตวอกษรเรยกวา Vegenere Squre ในลกษณะ 26 X 26 ตวอกษร

ตวอยางเชน ตวอยางเชน Plaintext : ATTACK AT DAWN และเลอกใช Keyword : LEMON

นา Plaintext มาเรยงคกบ Keyword ใหไดความยาวเทากนดงนนา Plaintext มาเรยงคกบ Keyword ใหไดความยาวเทากนดงนPlain Text : ATTACK AT DAWNKey : LEMONL EM ONLEyCipher Text : LXFOPV EF RNHR

◦ ตวอกษรตวแรก - A จะถกเขารหสดวย Caesar Cipher Key L p y◦ ตวอกษรตวท 2 - T จะถกเขารหสดวย Caesar Cipher Key E◦ ตวอกษรตวท 3 - T จะถกเขารหสดวย Caesar Cipher Key M p y◦ ตวอกษรตวท 4 - A จะถกเขารหสดวย Caesar Cipher Key O◦ ตวอกษรตวท 5 - C จะถกเขารหสดวย Caesar Cipher Key N p yและเรยงตอไปเรอยๆ จนกวาจะครบประโยค

ตวอยางเชน ตวอยางเชน Plain Text : ATTACK AT DAWNKey : LEMONL EM ONLEKey : LEMONL EM ONLECipher Text : LXFOPV EF RNHR P 0 19P 0 19K 11 12C 11 31C 11 31

: C = P + K ถา C มคามากกวาหรอ 26 ใหนา 26 ไปลบออกคาทไดนาไปเทยบคานาหนกตวอกษรคาทไดนาไปเทยบคานาหนกตวอกษร

http://makcoder.sourceforge.net/demo/vigenere.php

การถอดรหสกใหทากระบวนการยอนกลบเหมอนกบของ Caesar แต ตองร Keyword ◦ Cipher Text : LXFOPV EF RNHR และ Keyword : LEMON

ใ ไ นา Cipher Text มาเรยงคกบ Keyword ใหไดความยาวเทากนดงนCipher Text : LXFOPV EF RNHR Key : LEMONL EM ONLEPlain Text : ATTACK AT DAWN

◦ ตวอกษรตวแรก - L จะถกถอดรหสดวย Caesar Cipher Key L◦ ตวอกษรตวท 2 - X จะถกถอดรหสดวย Caesar Cipher Key E

◦ ตวอกษรตวท 3 - F จะถกถอดรหสดวย Caesar Cipher Key M◦ ตวอกษรตวท 4 - O จะถกถอดรหสดวย Caesar Cipher Key O

◦ ตวอกษรตวท 5 - P จะถกถอดรหสดวย Caesar Cipher Key Nและเรยงตอไปเรอยๆ จนกวาจะครบประโยค

ใช Keyword ทเปนคามาเรยงตอๆ กน แลวเขารหสโดยสราง Caesar ใช Keyword ทเปนคามาเรยงตอๆ กน แลวเขารหสโดยสราง Caesar

Cipher จากตวอกษรทปรากฏอยใน Key ทาใหโครงสรางของ Cipher ท

ใ ใ ใชในการเขารหสซบซอนยงขน

แตถา Keyword ถกขโมยไปใช ขอมลกจะถกถอดรหสได

ถงไมร Keyword กยงสามารถคาดเดา Keyword ไดจากการทดสอบ

ตวอกษรทเรยงซาๆ กนควบคกบการพจารณาระยะหาง โดยวธการทตวอกษรทเรยงซาๆ กนควบคกบการพจารณาระยะหาง โดยวธการท

เรยกวา Kasiski examination และ Friedman

พฒนาขนครงแรกท AT&T โดยใชรวมกบอปกรณทชอวา เครองเวอร-แนม (Vernam Machine) One-time Padขนตอนวธ◦ กาหนดใหคาใหกบอกขระแตละตวโดยเรมตนคาจากนอยไปมาก

เชน A = 0, B = 1, …, Z = 25 ◦ แทนคาขอความตนฉบบทตองการเขารหสและขอความนาเขาไซ

เฟอรจากคาของอกขระแตละตวทกาหนดในขอ 1 ใ ◦ บวกคาอกขระแตละตวในขอความตนฉบบกบคาของอกขระแตละ

ตวในขอความนาเขาไซเฟอร ไ ใ ◦ ถาผลลพธทไดมากกวา 25, ใหลบออกดวย 26

◦ แปลงคาจานวนทไดกลบเปนตวอกขระทเกยวของ ซงจะไดเปน ไ ฟ ขอความไซเฟอร

การเขารหสและการถอดรหสเพอใหไดขอความทอานได (Plain Text) การเขารหสและการถอดรหสเพอใหไดขอความทอานได (Plain Text)

กลบมานนจาเปนตองใชตวเลขสม (Random Number) โดยมากแลว

ใ ใ ใ วธการทใชในการกาเนดตวเลขสมทนยมใชกนมากกคอ วธ Linear

Congruential Random Number Generator ซงจะใหกาเนดตวเลขสม

ทเรมดวยตวเลขเรมตนตามทกาหนดให เราเรยกตวเลขนวา Seed

อยางไรกตามวธการนกสามารถจะใหตวเลขสมไดจานวนหนงกอนทจะเรม

ใหตวเลขทซากนอก ดงนนการใชวธใหกาหนดตวเลขสมนกตองใชความ

ระมดระวงดวยมฉะนนอาจทาใหตวอกษรใน Cipher Text มลกษณะทซาระมดระวงดวยมฉะนนอาจทาใหตวอกษรใน Cipher Text มลกษณะทซา

กนไดและจะงายตอการวเคราะห Cryptanalysis

ตวอยางท 3 7 กาหนดใหขอความตนฉบบ คอ ตวอยางท 3.7 กาหนดใหขอความตนฉบบ คอ

◦ Plain Text : HELLO

◦ Key One-Time Pad คอ X M C K L

◦ Cipher Text : E Q N V Zp Q

ขอด: มความปลอดภยของขอความสงและเหมาะสมกบขอความตนฉบบท

มขนาดสน มขนาดสน

ขอเสย: ไมเหมาะสาหรบขอความตนฉบบขนาดใหญ

ไ ป ใ แตอยางไรกตาม One-Time Pad กยงมปญหาอยเชน Key ทใหญ

เทากบ Plain Text จะตองใชพนทมากสาหรบเกบ Key นอกจากนน Key

ทใหญกทาใหใชงานไดอยางลาบาก หากเทยบกบการใช Key ทมขนาด

เลก นอกจากนนผสงขอความจะตองมการสง Key ไปยงปลายทางเพอใช y

ในการถอดรหส ซงอาจจะทาให Key ถกขโมยไดในระหวางขนตอนการสง

คย คย

Playfair cipher เปน Block Cipher ตวแรกเกดขนในป ค ศ 1854 Playfair cipher เปน Block Cipher ตวแรกเกดขนในป ค.ศ. 1854

โดย Sir Charles Wheatstone ซงเลาให Baron Playfair ฟง แลว

ใ โ จากนนกถกเลาตอให Albert และ Load Palmerston ฟงบนโตะอาหาร

เยน Playfair cipher ถกใชในกองกาลงทางประเทศสหราชอาณาจกรใน

สงครามโลกครงท 1 มขบวนการทางานของอลกอรทมดงน

(1) สรางตาราง Key ขนาด 5 x 5 25 แบบสมโดยตดตว Q ออก(1) สรางตาราง Key ขนาด 5 x 5 = 25 แบบสมโดยตดตว Q ออก

ตวยาง Key ขนาด 5x5

P L A Y FI R E X MB C D G HJ K N O ST U V W ZT U V W Z

(2) แบงตวอกษร Plain Text ตนฉบบออกมาเปนค ๆ หากมตวอกษรท(2) แบงตวอกษร Plain Text ตนฉบบออกมาเปนค ๆ หากมตวอกษรท

ตดกนใหเอา X คนกลาง และหากตวสดทายไมครบคใหใส Z เขาไปแทน

เชน ตองการเขารหสขอความวา "Hide the gold in the tree

stump" กสามารถจดตวอกษรเปนค ๆ ไดดงน

HI DE TH EG OL DI NT HE TR EX ES TU MP^

ใส X เขาไปเนองจากมตว E สองตวตดกน

(3) นาตวอกษรแตละคมาเปรยบเทยบกบตาราง Key ถาไมอยในแถวและ (3) นาตวอกษรแตละคมาเปรยบเทยบกบตาราง Key ถาไมอยในแถวและ

Column เดยวกน ใหแทนทตวอกษรแบบไขวกน เชน HI ในขอความ

ไ ไ ไ ไ ใตนฉบบ (H ไมไดอยแถวเดยวกนกบ I และ H กไมไดอยใน Column

เดยวกนกบ I) จะกลายเปน BM (H กลายเปน I และ B กลายเปน M)

P L A Y FI R E X MB C D G HJ K N O ST U V W ZT U V W Z

(4) ถา 2 ตวอกษรอย Column เดยวกน ใหเอาตวอกษรทอยขางลางตดกน(4) ถา 2 ตวอกษรอย Column เดยวกน ใหเอาตวอกษรทอยขางลางตดกน

มาแทนท โดยทาทละตว (หากตวอกษรนนอยลางสดใหเอาตวบนสดมา

ใ แทนท) เชน DE ในขอความตนฉบบ จะกลายเปน ND เนองจาก D ถก

แทนทดวย N สวน E ถกแทนทดวย D

P L A Y FI R E X MB C D G HJ K N O ST U V W ZT U V W Z

(5) ถา 2 ตวอกษรอยแถวเดยวกน ใหเอาตวอกษรทอยขวามอมาแทนท โดย(5) ถา 2 ตวอกษรอยแถวเดยวกน ใหเอาตวอกษรทอยขวามอมาแทนท โดย

ทาทละตว (หากตวอกษรนนอยขวาสดใหเอาตวซายสดมาแทนท) เชน TU

ใ ในขอความตนฉบบ จะกลายเปน UV เนองจาก T ถกแทนทดวย U สวน U

ถกแทนทดวย V P L A Y FI R E X MB C D G HB C D G HJ K N O ST U V W ZT U V W Zหากทาการเขารหสแลวจะไดดงน

l i t G O SPlain Text: HI DE TH EG OL DI NT HE TR EX ES TU MPCipher Text: BM ND ZB XD KY BE JV DM UI XM MN UV IF

Write the plaintext downwards on successive "rails" of an p

imaginary fence. When you get to the bottom start moving

up Write the message line by line up. Write the message line by line.

เปนการเขารหสอยางงาย ใชลกษณะของ Row-by-Row หรอ Zigzag

Plain Text : Come home tomorrow Key = 2

CC mm hh mm tt mm rr oo

h h

oo ee oo ee oo oo rr ww

Cipher Text : Cmhmtmrooeoeoorw

E lExample:

Plain Text : Come home tomorrow by my car Key = 3

C E M O R W M AO H E M R B Y R

M O T O O Y C

Cipher Text : CEMORWMAOHEMRBYRMOTOOYC

The plaintext is first written out in a grid of given dimensions The plaintext is first written out in a grid of given dimensions,

then we read it off in a pattern given in the key.

เขยนขอความตนฉบบทละแถวลงในเมทรกซ ทมจานวนคอลมน ตาม

กาหนด เชน

Plain Text : “I go to the conference tomorrow at NPRU”

M t i i 6 X 6 Matrix is 6 X 6

The key say : read message from top right corner down

and to the left.

ลาดบแถว => I G O T O T

H E C O N F

E R E N C EE R E N C E

T O M O R R

O W A T N P

R U A B C D

Key => read message from top right corner down and to

th l ftthe left.

ขอความ Cipher ทได TFERPDCBAURONCRNTAWOTONOMOTOCEREGEHI

ไซเฟอรแบบคอลมน (Columnar Transposition Cipher) เรมตนดวย ไซเฟอรแบบคอลมน (Columnar Transposition Cipher) เรมตนดวย

การกาหนดขนาดคอลมน ทใชในการเขารหส

เขยนขอความตนฉบบทละแถวลงในเมทรกซ ทมจานวนคอลมน ตาม

กาหนด เชน

Plain Text : “I go to the conference tomorrow at NPRU”

K 412536 Key : 412536

ลาดบแถว => 1 2 3 4 5 6

I G O T O T

H E C O N FH E C O N F

E R E N C E

T O M O R R

O W A T N P

R U A B C D

k key => 4 1 2 5 3 6

ขอความ Cipher ทได GEROWU OCEMAA ONCRMC IHETOR TONOTB TFERBD

Write the message in rows of a fixed length and then read Write the message in rows of a fixed length, and then read

out again column by column. The columns are chosen in

some scrambled order. Both the length of the rows and the

permutation of the columns are usually defined by a

keyword.

เขยนขอความตนฉบบทละแถวลงในเมทรกซ ทมจานวนคอลมน ตาม เขยนขอความตนฉบบทละแถวลงในเมทรกซ ทมจานวนคอลมน ตาม

กาหนด เชน

Plant Text : “I go to the conference tomorrow at NPRU”

Key : THANIN

key => T H A N I N

ลาดบแถว => I G O T O T

H E C O N FH E C O N F

E R E N C E

T O M O R R

O W A T N P

R U A B C D

h ไ ขอความ Cipher ทได OCEMAAGEROWUONCRNCTONOTBTFERPDIHETOR

เปนการสลบตาแหนงขอความ Plain Text แบบ Array 2 มต ตามท

กาหนด เชน

Plain Text : “Attack at Dawn”

Array 2 มต : 3 X 4

Key Pattern Column : (1 2 3) (3 2 1) Key Pattern Column : (1, 2, 3) (3, 2, 1)

Row : (1, 2, 3, 4) (4, 2, 1, 3)

A T T AC K A T

D A W NC K A T

N D A WT K C A C K A T

D A W NC K A TA T T A

T K C AA T A T

ขอความ Cipher ทได NDAW TKCA ATAT

XOR เปนการกระทาทางตรรกศาสตร โดยมหลกการ คอ XOR เปนการกร ทาทางตรรกศาสตร โดยมหลกการ คอ

◦ มอนพตตงแตสองอนพตขนไป เชน A, B (ในตารางความจรงดานลาง)

ใ ป ◦ จะใหเอาทพตเปนลอจก 0 เมอ อนพตม ลอจกเหมอนกน

◦ จะใหเอาทพตเปนลอจก 1 เมอ อนพตม ลอจกตางกน

การดาเนนการทางตรรกศาสตรของ XOR การดาเนนการทางตรรกศาสตรของ XOR จะหาคาตอบได กตอเมอตองแปลงเลขฐาน 10 ใหกลายเปนเลขฐาน 2

(Binary) กอน เชน(Binary) กอน เชนกาหนดตวแปร A = 10 หรอ กระจายเปนเลขฐาน 2 (Binary) = 1 0 1 0กาหนดตวแปร B = 8 หรอ กระจายเปนเลขฐาน 2 (Binary) = 1 0 0 0ฐ yดงนนเมอให A Xor B คอ

1 0 1 01 0 0 01 0 0 0----------0 0 1 0 (ฐาน 2) หรอ 2 (ฐาน 10)0 0 1 0 (ฐาน 2) หรอ 2 (ฐาน 10)=====

เวลาทเขยนคาสง 65 Xor 20 จะไดคาตอบคอ 85 (ฐาน 10) ... นคอฐความสามารถของภาษาระดบสง แตแททจรงแลว จะเกดปฏบตการระดบบตขนมา โดยทมองไมเหน ...แต ใ ตองสนใจความเปนมา

หมายความวา ทงตวตง (65) และ ตวกระทา (20) จะตองถกแปลงใหเปน 2 เลขฐาน 2 ออกมากอน ดงน คอ

1 0 0 0 0 0 1 ... หรอ 65 (ฐาน 10)X X 1 0 1 0 0 หรอ 20 (ฐาน 10) คาใดทมากระทา XOR กบ X กX X 1 0 1 0 0 ... หรอ 20 (ฐาน 10) ... คาใดทมากระทา XOR กบ X กจะไดคานนเสมอ------------------1 0 1 0 1 0 1 ... หรอ 85 (ฐาน 10)========

MSMS1 1 Thanin MuangpoolThanin Muangpool

Th k Th k Thank youThank you