[암호학] 3장 정리(2). 단일 문자 대치 암호, 다중 문자 대치 암호의 예시

2. 단일 문자 대치 암호(Monoalphabetic Substitution Cipher)

정의

덧셈암호와 곱셈암호처럼 평문의 기호와 암호문에 대응되는 기호는 항상 일대일 대응 관계를 가진다.

 

공격 방법

전수조사 공격을 이용한 암호 해독, 통계적인 공격을 이용한 암호 해독

영어 문장에서의 각 알파멧 출현 빈도수

 

문제점&특성

덧셈암호, 곱셈암호, 아핀암호는 작은 키 공간(ex. 알파벳의 갯수: 26)을 갖기 때문에 전수조사 공격에 취약하다. 

덧셈암호, 곱셈암호의 키 공산: 26(알파벳의 갯수), 아핀암호의 키 공간: (Z26의 원소 수)*(Z26*의 원소 수)

--> 키 공간에 있는 모든 키를 대입해 보면 된다.

 

암호화 복호화에 공유되는 비밀키는 전송되는 문자들과 독립적이다.

mapping

각 알파벳들의 조합을 생각해보면 키 공간은 26!이 된다.

해결 방법

평문 문자와 대응되는 암호문 문자 사이의 사상(mapping)을 구성한다.

 

 

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3. 다중 문자 대치 암호(Polyalphabetic Substitution Cipher)

정의

평문의 기호와 암호문에 대응되는 기호는 일대다 대응 관계를 가진다.

예를 들어 'a'는 문장 시작 부분에서 "D"로 암호화되고, 중간 부분에서는 "N"으로 암호화될 수 있다.

--> 통계적인 공격(전수조사 공격)이 불가능하다. 

 

예시

plaintext: attackistoday

plaintext[i]+keystream[i]=ciphertext[i]

ciphertext: MTMTCMSALHRDY

 

평문의 첫번째, 두번째 글자가 't'로 같은데 암호문에서는 각각 'T'와 'M'으로 다르게 대응되는 것을 확인할 수 있다.

 

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4. 다중 문자 대치 암호의 예시 Playfair, Vigenere, Hill, One-Time Pad, Rotor, Enigma

playfiar(플레이페어 암호)

https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=shthddn90&logNo=220814178515 

Playfair 암호

 

vingenere(비즈네르 암호)

https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=koromoon&logNo=220569113249 

비즈네르 암호 (Vigenère cipher)

[전수조사로는 해독이 불가능함. BUT Kasiski테스트로 키의 길이는 구할 수 있음]

 

Hill Cipher(힐 암호)

https://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=username1103&logNo=222093943652 

[암호개론] 아핀암호와 힐(Hill)암호

One-Time Pad: OTP(일회용 패드)

 

암호문 단독 공격은 불가능

송신자가 메시지를 보낼 때마다 다른 랜덤한 정수 열로 키를 변경하기 때문에 다른 형태의 공격 역시 불가능

키는 평문과 같은 길이를 가지며 완전히 랜덤하게 선택됨.

 

Roter Ciper(로토암호)

업데이트 예정

 

Enigma Machine(에니그마)

업데이트 예정