Symmetric

魔方作為加密

  • August 29, 2017

考慮這種情況:

愛麗絲得到一個魔方並剝掉每一塊的顏色。然後她在立方體的一個面上寫下一條小資訊,並用隨機字母填充剩餘的部分。然後,她以愛麗絲和鮑勃之間預先確定的方式打亂這些碎片。最後,她將立方體運送給鮑勃。

這可以被視為加密嗎?如果可以,這種加密方案的安全性如何?

這可以被視為加密嗎

如果將必要移動的順序視為關鍵,是的。

這種加密方案的安全性如何?

首先是關於立方體的一些細節:

  • 6 個面,每個面有 9 個可見的部分。因為面共享一些塊,並且看不到不可移動的立方體中心,所以總共只有 26 個塊:6 個中心(面)、8 個角(每個角有 3 個彩色邊)和 12 個邊(每個邊有 2 個彩色邊) )。
  • 每個面的中心部分,就像立方體中心本身一樣,不可移動。如果它被“移動”了,那麼實際上其他所有東西都會移動。
  • 8 個角子始終是角子,與任何移動無關。也一樣。12個邊緣件。
  • 有8個!8 個角件的可能位置組合(自然)。在他們的位置上,8 個中的 7 個可以有 3 個可能的“輪換”,只是最後一個取決於其他的。有了這個,有角落 $ 8! \cdot 3^7 $ 可能的角落位置
  • 同樣,12!邊緣件的組合僅限於 $ \frac{12!}{2} $ 通過角落部分(有關所有內容的詳細資訊,請參閱維基百科)。

現在,我們有 9 個包含“好”數據的部分:1 個人臉中心、4 個邊(每個邊都有兩個帶有無意義數據的邊)和 4 個角(每個邊有 1 個帶有無意義數據的邊)。其他 17 件僅包含無意義的數據。

如果攻擊者想要(蠻力)找到具有良好數據的中心部分,則有 6 種可能性(6 個面中心,只需將整個立方體轉過來找到正確的那個)。

然後有 4 個角塊位置和方向很重要,另外 4 個角塊對於找到一張好的數據面無關緊要。意義, $ \frac{8!}{4!} \cdot 3^4 $ 在這裡嘗試的可能性。

最後,位置和方向很重要的 4 個邊緣片段,以及其他 8 個對於找到一張好的數據面無關緊要的邊緣片段。意義, $ \frac{12!}{2} \div \frac{8!}{2} \cdot 2^4 $

乘法…

$ 6 \cdot \frac{8!}{4!} \cdot 3^4 \cdot \frac{12!}{2} \div \frac{8!}{2} \cdot 2^4 = 155196518400 $ 或大約 $ 2^{37} $

您的密鑰有 37 位。使用今天的電腦,這沒什麼=>

完全不安全

除此之外…

  • 9 字節有效負載的 45 字節“填充”是不切實際的
  • 多次包含相同符號的立方體不太安全
  • 該方案不受諸如已知明文攻擊等的保護。
  • 雪崩效應等屬性完全缺失
  • 根據填充數據的選擇,僅統計存在哪些符號可能足以找出明文
  • … 還有很多

我會聽從 deviantfan 對這是否構成加密的判斷,但我認為沒有理由反駁他的論點。至於安全,雖然…

根本不需要蠻力。有經典的排列,但不涉及替換。所以它只是 3D 拼字遊戲,看起來像:-

小寫字母

用小寫字母(我沒有花很多時間格式化它,但你明白了要點),或者像這樣用大寫字母:-

大寫字母

前者相當簡單,因為您可以看到整個單詞和多個單詞。與隨機字母相比,一些常識揭示了秘密資訊。

後者稍微困難一些,因為字母會單獨排列。空格的存在與否與這個答案的前提並不真正相關。頻率分析將縮短解密工作。如果您查看字母組合、雙字母組合和三字母組合字母頻率的詳細資訊,您會發現大多數隨機組合在一種語言中是不可能的(即使它是克林貢語)。甚至還有整個單詞的統計數據。以下是字母組合的摘錄:-

字母組合頻率

顯然,上面帶有“Q”的立方體不可能構成一個單詞,但即使這樣,你也知道下一個字母肯定是一個“U”。等等。統計計算有點超出我的能力,但您很容易推斷出消息可以比暴力強制更快地提取出來。在不知道這種加密級別的確切術語的情況下,我會使用Scrabble Junior級別。


作為補充,這種加密最困難的方面之一可能是如何實際傳達排列序列/密鑰。

引用自:https://crypto.stackexchange.com/questions/51146