폴리비우스 정사각형

Polybius square
폴리비우스 광장의 그리스 문자

Polybius 체크보드라고도 알려진 Polybius 광장은 고대 그리스인 Cleoxenus와 Democleitus에 의해 발명되었고 역사가이자 학자인 Polybius에 [1]의해 유명해졌다.이 장치는 일반 텍스트 문자를 분류하여 더 작은 기호 세트로 나타낼 수 있도록 하는데 사용되며, 이는 전신, 스테가노그래피 및 암호화에 유용합니다.이 장치는 원래 화재 신호 전달에 사용되었으며,[1] 이전처럼 한정된 양의 사전 결정된 옵션뿐만 아니라 모든 메시지의 코드화된 전송을 허용했습니다.

기본 양식

Polybius의 역사에 따르면, 이 장치는 Cleoxenus와 Democleitus에 의해 발명되었고, Polybius에 의해 더욱 개발되었다.이 장치는 알파벳을 각각 5개의 글자가 있는 5개의 태블릿으로 분할했다(마지막 4개만 있는 태블릿은 제외).고대로부터 남아 있는 명판은 없다.문자는 1부터 5까지의 2개의 숫자로 표시되며, 5개의 숫자 기호만 사용하여 25개의 문자를 표시할 수 있습니다.

원래의 사각형은 다음과 같이 배열된 그리스 문자를 사용했다.

1 2 3 4 5
1 알파 β Γ Δ Ε
2 Ζ Η Θ Ι Κ
3 Λ 마이크로미터 Ν Ξ ο
4 Π Ρ Σ Τ Υ
5 Φ Χ Ψ Ω

현대 라틴어 알파벳의 전형적인 형태는 다음과 같습니다.

1 2 3 4 5
1 A B C D E
2 F G H I/J K
3 L M N O P
4 Q R S T U
5 V W X Y Z

그런 다음 각 문자는 그리드에서 해당 좌표로 표시됩니다.예를 들어 "BAT"는 "12 11 44"가 됩니다.라틴/영어 알파벳의 26글자는 5×5 정사각형에 들어가지 않으므로 두 글자를 조합해야 합니다(일반적으로 위와 같이 I와 J를 조합해야 합니다. 단, C와 K가 대안입니다).또는 6 × 6 그리드를 사용하여 숫자 또는 특수 문자를 문자뿐만 아니라 포함할 수 있습니다.

6×6 그리드는 보통 키릴 문자(가장 일반적인 변형은 33자이지만 일부는 37자까지 포함)나 일본어 히라가나(일본 암호 참조)에도 사용됩니다.

키를 사용하여 사각형의 알파벳 순서를 변경할 수 있으며, 키의 문자(복제 없음)는 선두에 배치되고 나머지 문자는 알파벳 순서로 [2]배열됩니다.예를 들어, "polybius cipher"라는 키 문구는 아래 정사각형을 정렬합니다.

1 2 3 4 5
1 P O L Y B
2 I/J U S C H
3 E R A D F
4 G K M N Q
5 T V W X Z

적용들

전신

Polybius 암호를 사용한 화재 신호도

Polybius는 그의 역사에서 전쟁에서 효과적인 신호 전달의 필요성을 설명하고 광장의 발전을 이끈다.이전에 화재 신호는 예기치 않은 [1]사건에 대한 새로운 메시지를 전달할 방법이 없이 예상되고 미리 결정된 메시지에만 유용했다.폴리비우스에 따르면, 기원전 4세기에 아이네이아스 택티투스는 "중무장병", "선박", "옥수수"[1]와 같은 다양한 메시지가 표시된 분할된 막대와 선박을 연결하는 유압 세마포 시스템을 고안했다.이 시스템은 기본적인 화재 신호보다 약간 더 나았지만, 여전히 필요한 메시지를 전달하는 능력이 부족했다.Polybius 광장은 전신, 특히 화재 신호 전달에 도움을 주기 위해 사용되었다.메시지를 송신하기 위해서, 송신자는 처음에 2개의 횃불을 들고,[1] 수신자가 같은 처리를 실시해 메세지를 수신할 준비가 되어 있는 것을 신호로 통지할 때까지 기다립니다.송신자는 왼쪽의 첫 번째 횃불을 들고 어떤 태블릿(또는 정사각형 열)을 참조해야 하는지 수신자에게 알려줍니다.송신자는, 자신의 오른쪽에 있는 횃불을 들어,[1] 태블릿의 어느 문자가 메세지를 의도하고 있는지를 나타내게 됩니다.양쪽 모두 같은 태블릿, 망원경(좁은 시야를 위한 튜브, 실제 확대 없음), 그리고 [1]횃불이 필요할 것이다.

폴리비우스 광장은 또한 파이프나 [2]벽에 있는 숫자를 두드려 교도소 내 감방들 사이의 메시지를 전달하기 위해 "노크 코드"의 형태로 사용되어 왔다.러시아 차르족의 허무주의 포로들과 베트남 [3]전쟁 당시 미군 포로들에 의해 사용되었다고 한다.

Arthur Koestler는 1930년대 스탈린의 정치범들에 의해 사용된 코드를 그의 반 전체주의 소설 Darkness at Noon에서 설명한다.실제로, 이것은 많은 간단한 방법(점멸하는 램프, 소리, 드럼, 연기 신호)으로 신호를 보낼 수 있으며, 모스 부호와 같은 더 정교한 코드보다 훨씬 배우기 쉽습니다.다만, 보다 복잡한 코드에 비해 효율도 다소 떨어집니다.

스테가노그래피

간단한 표현은 스테가노그래피에도 적합하다.1부터 5까지의 숫자는 끈의 매듭, 이불에 꿰매기, 넓은 [3]공간 앞에 연속된 글씨 등으로 나타낼 수 있다.

암호화

폴리비우스 사각형은 폴리비우스 암호라고 불리는 기본 암호로도 사용됩니다.이 암호는 문자 쌍으로 대체되는 치환 암호로, 주파수 [2]분석을 통해 쉽게 깨질 수 있기 때문에 현대 표준에서는 상당히 안전하지 않습니다.

적응

Polybius square 및 Polybius 암호는 ADFGVX 암호,[2] Homophonic 암호 등의 다른 암호 방식과 조합할 수 있습니다.

하이브리드 Polybius Playfair 암호

Playfair 암호는 Charles Wheatstone에 의해 발명되고 Lyon Playfair에 의해 촉진된 폴리비우스 사각형과 유사한 방식으로 알파벳을 수용하는 5x5 사각형에 기초한 폴리알파벳 대체 암호입니다.정사각형의 문자는 나머지 문자(일반 알파벳 순서로 후속으로 표시됨) 앞에 키의 문자를 먼저 삽입하여 배열됩니다.메시지는 한 쌍의 문자로 나뉘며, 메시지의 길이가 홀수일 경우 끝에 "x" 필러 문자가 삽입됩니다.한 쌍의 두 문자가 동일한 경우 메시지 끝에 추가 "x"를 삽입하여 이를 보완합니다.각 문자 쌍은 "매핑 규칙"을 통해 Playfair 키 테이블을 사용하여 암호화됩니다.[citation needed]

매핑 규칙은 다음과 같습니다.

1. 표의 같은 행에 페어의 문자가 표시되어 있는 경우는, 각각 오른쪽 끝에 있는 글자로 치환합니다(평문 페어가 행의 가장 오른쪽에 있는 글자인 경우는, 행의 왼쪽으로 감습니다).

2. 표의 같은 열에 한 쌍의 글자가 나타나면 바로 아래의 글자로 바꿉니다(평문 쌍의 글자가 열의 맨 아래에 있을 경우 열의 맨 위로 감습니다).

(삼) 한 쌍의 문자가 같은 행 또는 열에 없는 경우 한 쌍의 다른 한 쌍의 문자의 열에 있는 문자로 대체한다.여기서의 순서는 중요합니다.암호화된 쌍의 첫 번째 문자는 첫 번째 문자와 같은 행에 있고 평문 쌍의 두 번째 문자의 열에 있습니다.

'Playfair' 키를 사용한 Playfair 암호 표
P L A Y F
I/J R B C D
E G H K M
N O Q S T
U V W X Z


보통 텍스트 메시지: HELLO WORLD

Playfair 메시지: HE LX LO WO RL DX

Playfair 암호: KG YV RV VQ GR CZ

복호화 규칙은 암호화와 동일합니다.암호 메시지는 복호화를 위해 동일한 Playfair 매트릭스로 매핑되어 일반 텍스트메시지를 반환합니다.

하이브리드 Polybius-Playfair 암호의 경우 메시지가 2회 암호화 및 복호화되는 새로운 대형 테이블이 사용됩니다.플레인 텍스트는 먼저 Playfair 암호를 사용하여 암호화되고 다음으로 Polybius 암호를 사용하여 암호화됩니다.

키가 'playfair'인 하이브리드 암호 표
1 2 3 4 5
1 P L A Y F
2 I/J R B C D
3 E G H K M
4 N O Q S T
5 U V W X Z

보통 텍스트 메시지: HELLO WORLD

Playfair 메시지: HE LX LO WO RL DX

Playfair 암호: KG YV RV VQ GR CZ

Polybius 암호: 3432 1452 2252 5243 3222 2455

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b c d e f g "Polybius • Histories — Book 10". penelope.uchicago.edu. Retrieved 2020-04-13.
  2. ^ a b c d e Salomon, D. (David), 1938- (2011). Data privacy and security : encryption and information hiding. Springer. ISBN 978-1-4419-1816-1. OCLC 752480143.{{cite book}}: CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크)
  3. ^ a b Daniel Rodriguez-Clark. "Cryptography Worksheet — Polybius Square" (PDF). Crypto Corner. pp. 1–3.

외부 링크