Первый раз я действительно понял шифр Цезаря не в классе криптографии Это было во время отладки браузерной игры клиент отправил, где & quot;secret" коды уровней были сохранены в источнике страницы со сдвигом пять примененных к каждой букве Любой, кто открыл DevTools мог прочитать их примерно за десять секунд. это шифр Цезаря в двух словах: очаровательный, исторический, легко обучать, и совершенно бесполезный для того, чтобы держать решительного человека Я построил достаточно инструментов кодирования для Toolz.dev знать, что шифр Цезаря - один из самых популярных шифров в Интернете, в основном студентами, решателями головоломок и разработчиками, которым нужна быстрая ссылка, поэтому я хочу объяснить это здесь как следует.
TL;DR: Шифр Цезаря заменяет каждую букву одной фиксированным числом позиций дальше по алфавиту Сдвиг на 3 и А становится D. У него всего 25 возможных ключей, поэтому его можно сломать, попробовав все из них, приблизившись к Инструмент шифрования Цезаря делает для вас одним щелчком. ROT13 - это шифр Цезаря, зафиксированный на сдвиге 13, а ROT47 расширяет идею до пунктуации и цифр. Используйте его для головоломок и обучения, никогда для реальной безопасности.
Это руководство охватывает, как работает шифр, как декодировать сообщение, когда вы не знаете ключ, как ROT13 и ROT47 вписываются, и почему ни один из них никогда не должен защищать что-либо, что имеет значение Все, что инструмент делает запускается в вашем браузере, так что вы можете следовать, не отправляя ни одного символа на сервер.
Что такое шифр Цезаря и как он работает?
Шифр Цезаря - это шифр подстановки Это означает, что каждая буква в вашем сообщении заменяется на другую букву в соответствии с фиксированным правилом В шифре Цезаря правило простое: перемещайте каждую букву на определенное количество мест вниз по алфавиту Это число является ключом, обычно называемым сдвигом.
Допустим, вы выбираете сдвиг в 3. Буква A перемещается на три места, чтобы стать D, B становится E, C становится F и так далее. Когда вы доходите до конца алфавита, вы возвращаетесь к началу, поэтому X становится A, Y становится B, а Z становится C. Слово "hello" со сдвигом в 3 превращается в "khoor". Чтобы прочитать его обратно, получатель сдвигает каждую букву на три места в противоположном направлении.
Имя происходит от Юлия Цезаря. римский историк Светоний, писавший во втором веке, описал, как Цезарь защищал сообщения военного значения, заменяя каждую букву на одну три места дальше. Эта конкретная версия, сдвиг влево на три для расшифровки, иногда называется Цезарь's шифр в его честь. Его племянник Август, как сообщается, использовал сдвиг на один. Ни один не предлагал особой защиты даже тогда, но грамотность была достаточно редкой, что схема, вероятно, была достаточно хороша против захваченного курьера, который едва мог читать.
Несколько свойств имеют значение для любого, кто использует его сегодня Шифр касается только букв Пробелы, цифры, пунктуация, и символы проходят через нетронутый, что именно так Инструмент шифрования Цезаря ведет. корпус сохранен, поэтому заглавная буква остается заглавной после сдвига. и преобразование совершенно обратимо: кодируйте со сдвигом 7 и декодируйте со сдвигом 7 в обратном направлении, и вы каждый раз получаете свой исходный текст обратно.
Как мне закодировать и декодировать сообщение?
Кодирование - это легкое направление Вы выбираете сдвиг, и каждая буква движется вперед на эту величину В инструменте вы вводите свое сообщение, устанавливаете сдвиг с помощью ползунка, и читаете зашифрованный текст в выходной панели Вы можете скопировать его одним щелчком мыши, чтобы вставить в головоломку, сообщение форума или урок.
Декодирование - это та же операция в обратном направлении Если сообщение было закодировано со сдвигом 7, вы декодируете его, сдвигая каждую букву назад на 7 мест Математически декодирование со сдвигом 7 идентично кодированию со сдвигом 19, потому что 26 минус 7 равно 19 и алфавит обхватывает Это полезный трюк, чтобы запомнить: любой левый сдвиг имеет эквивалентный правый сдвиг Инструмент обрабатывает это для вас, так что вы просто переключаетесь между Кодировать и Декодировать и сохранить тот же ключ.
Стоит отметить одну тонкость Сдвиг 0 и сдвиг 26 оставляют текст без изменений, потому что 26 - это полное путешествие по алфавиту. именно поэтому практический диапазон ключей Цезаря составляет от 1 до 25. Сдвиг 13 - это особая средняя точка, к которой мы вернемся, когда будем говорить о ROT13.
Вот небольшой проработанный пример Возьмем классический pangram & quot;Быстрая коричневая лисица перепрыгивает через ленивую собаку.& quot; При сдвиге 5 она становится & quot;Ymj vznhp gwtbs ktc ozrux tajw ymj qfed itl.& quot; Обратите внимание, что период, пространства и заглавная буква T в начале все ведут себя разумно: пунктуация остается одна, а заглавная остается заглавной, только что сдвинутой.
Как взломать шифр Цезаря без ключа?
Здесь шифр Цезаря показывает свой возраст, а также это самая полезная функция для любого, кто решает головоломку, Потому что существует только 25 возможных ключей, вам не нужно быть умным. вы можете просто попробовать их все и прочитать тот, который имеет смысл. это называется атакой грубой силы, и с 25 вариантами это не требует компьютера никакого измеримого времени вообще.
выше Инструмент шифрования Цезаря имеет панель перебора, которая показывает все 25 декодирований вашего зашифрованного текста сразу. вы вставляете зашифрованное сообщение, открываете панель и сканируете список для строки, которая читается как реальные слова. эта строка говорит вам и открытый текст, и сдвиг, который был использован. я считаю, что это то, как большинство людей используют инструмент: у них есть закодированная строка из игры или книги, и они просто хотят увидеть, что там написано.
Есть второй, более элегантный метод, который криптографы используют в более длинных сообщениях, называется частотный анализ. в английском языке буква E является безусловно наиболее распространенным, за ним следуют T, A, и O. Если вы посчитаете буквы в зашифрованном тексте Цезаря и обнаружите, что одна буква появляется гораздо чаще, чем остальные, это, весьма вероятно, зашифрованная форма E. Разрыв между этой буквой и E дает вам сдвиг. Частотный анализ слишком перебор для сообщения вы можете перегрузить-заставить за секунду, но это основа взлома более серьезных шифров, и шифр Цезаря является самым мягким возможным введением в него.
Вывод тупой: шифр Цезаря не может противостоять даже случайному злоумышленнику. Это не недостаток, который нужно исправить, это вся причина, по которой шифр выживает как инструмент обучения, а не как инструмент безопасности.
Что такое ROT13 и как он связан с шифром Цезаря?
ROT13 - это шифр Цезаря со сдвигом, заблокированным на 13. Название короткое для & quot;rotate на 13 мест & quot;. Что делает 13 особенным, так это то, что это ровно половина 26. Из-за этого применение ROT13 дважды возвращает вас к тому, с чего вы начали: сдвиг вперед 13, а затем вперед еще 13 - это общий сдвиг 26, что является полным циклом. Практическим следствием является то, что одна и та же операция кодирует и декодирует. вам не нужен отдельный шаг декодирования, и вам никогда не нужно запоминать ключ.
ROT13 имеет долгую историю в раннем Интернете. В Usenet и в электронной почте люди использовали его, чтобы скрыть спойлеры, изюминки, ответы на головоломки и оскорбительные шутки, так что читателям приходилось делать осознанный выбор, чтобы раскрыть их. Это никогда не предназначалось для шифрования чего-либо. Это была конвенция вежливости, способ сказать "откройте для себя, если вы не хотите знать ". Вы все равно увидите, что это используется таким образом в некоторых онлайн-сообществах и в культуре программирования как шутка.
Поскольку ROT13 является собственным обратным, инструмент раскрывает его как предустановку в один клик без необходимости сдвига. Если вы вставляете текст ROT13, та же кнопка превращает его обратно в обычный текст. Если вам интересны другие обратимые преобразования текста, Конвертер Unicode а кодировщик URL стоит посмотреть, хотя они служат совершенно разным техническим целям.
Что такое ROT47 и когда я буду его использовать?
ROT47 берет идею ROT13 и растягивает ее на более широкий набор символов. Вместо того, чтобы вращать только 26 букв, ROT47 вращает 94 видимых печатных символа ASCII, которые проходят от восклицательного знака до тильды. Этот диапазон включает прописные и строчные буквы, все десять цифр и каждый общий знак препинания и символ на стандартной клавиатуре.
Величина вращения составляет 47, что половина 94, так что, как ROT13 это самообратно Один проход скремблс, второй идентичный проход восстанавливает.Разница, которую вы сразу заметите, что ROT47 также меняет числа и пунктуацию. слово "Hello, World! 123" становится нечитаемым мешаниной символов, а не другого произносимого слова. это делает ROT47 немного лучше скрывать форму исходного текста, потому что длины слов и позиции цифр менее очевидны, но он все еще тривиально обратим и не предлагает никакой реальной безопасности.
Я включаю ROT47 в инструмент главным образом потому, что люди, которые ищут ROT13 часто хотят знать о нем, и это аккуратная демонстрация того, что & quot;повернуть половину алфавита & quot; трюк работает для любого набора символов, а не только для 26 букв. Он удобен для запутывания строк способом, который явно не предназначен для того, чтобы быть секретным, например, для сокрытия ключа ответа в текстовом файле.
Шифр Цезаря против ROT13 против ROT47
Эти три режима являются близкими родственниками, и это помогает видеть их рядом. в таблице ниже суммированы различия, которые имеют значение в повседневном использовании.
| важничать | Шифр Цезаря | РОТ13 | РОТ47 |
|---|---|---|---|
| Ключ (смена) | Любое значение от 1 до 25 | Фиксировано в 13 | Фиксировано в 47 |
| Пострадали персонажи | Только 26 букв | Только 26 букв | 94 печатных символа ASCII |
| Изменяет цифры и пунктуацию | нет | нет | да |
| Самообратный | Только на 13-й смене | да | да |
| Требуется отдельный шаг декодирования | Да, если только смена не 13 | нет | нет |
| Типичное использование | Головоломки, обучение, домашние задания | Скрытие спойлеров и ответов | Запутанный смешанный текст |
| обеспеченность | ни один | ни один | ни один |
Единственная самая важная строка - последняя Все три являются шифрами, которые вы используете именно потому, что вам не нужна секретность В тот момент, когда вам действительно нужна секретность, вы полностью покидаете эту семью.
Почему вы никогда не должны использовать шифр Цезаря для реальной безопасности?
Я хочу быть очень прямым здесь, потому что этот вопрос возникает постоянно Шифр Цезаря предлагает нулевую защиту от всех, кто хочет прочитать ваше сообщение. у него есть 25 ключей. телефон может попробовать все они быстрее, чем вы можете моргнуть. даже без компьютера человек с карандашом и списком грубой силы может взломать его менее чем за минуту, а частотный анализ разбивает его на более длинные тексты, даже не догадываясь.
Реальная конфиденциальность сегодня исходит от современных, рецензируемых алгоритмов с огромными пространствами ключей.Advanced Encryption Standard, AES, использует ключи 128 бит или более, что означает, что количество возможных ключей астрономически велико, намного превосходит то, что любой компьютер мог бы искать. Для защиты паролей конкретно, вы не шифруете их вообще, вы хешируете их с медленной, соленой функцией, такой как bcrypt, которую вы можете исследовать с помощью хэш-генератор. Для шифрования секретов в пути, вы полагаетесь на TLS, протокол за навесным замком в вашем браузере Ни один из них не имеет ничего общего с сдвига букв на фиксированную величину.
Если вы обрабатываете что-либо чувствительное, обращайтесь с шифром Цезаря так, как вы бы относились к велосипедному замку из бумаги. Это сигнализирует о намерении, это никого не останавливает. Для более глубокого рассмотрения того, как инструменты должны обрабатывать ваши личные данные, на части Конфиденциальность данных и онлайн-инстру хорошее сопутствующее чтение, и Инструменты повышения производительности разработчик направляющие охватывают такие легкие утилиты, как эта, вписываются в реальный рабочий процесс.
Где сегодня используется шифр Цезаря?
Учитывая все это, вы можете задаться вопросом, почему кто-то до сих пор прикасается к этому. Честный ответ заключается в том, что он продолжает жить как средство обучения и источник удовольствия, и это действительно ценные роли.
В классах шифр Цезаря часто является первым шифром, который встречаются ученики. Он вводит словарь криптографии, открытого текста, зашифрованного текста, ключа, шифрования, дешифрования, без каких-либо запугивающих математических вычислений. Оттуда учителя переходят к идее пространства ключей, затем к тому, почему небольшое пространство ключей опасно, затем к частотному анализу и, в конечном итоге, к современной криптографии. Шифр Цезаря - это пандус.
В головоломках и играх, это везде. комнаты побега, геокэшинг, игры альтернативной реальности, и книги головоломки все опираются на него, потому что игроки могут решить его с помощью карандаша и бумаги. многие опубликованные головоломки используют сдвиг Цезаря как один слой среди нескольких. если вы когда-либо ударили вереницу тарабарщины в головоломке, которая оказалась смещенным сообщением, грубая сила инструмент, как этот самый быстрый путь через него.
В культуре программирования ROT13, в частности, является бегущей шуткой и легким соглашением. вы найдете это в комментариях к коду, в функциях April Fools и в классической шутке, что сообщение & quot;double ROT13 зашифровано" для дополнительной безопасности, что, конечно, означает, что оно вообще не зашифровано. Понимание шифра позволяет вам получить шутку.
Как пошагово использовать инструмент "Шифр Цезаря"
Использование инструмента предназначено для того чтобы занять секунды, Во-первых, введите свой текст в поле ввода, либо простое сообщение вы хотите скремблировать или зашифрованный текст вы хотите прочитать, Во-вторых, выберите свой шифр: стандартный Цезарь со сдвигом, который вы установили на ползунке, или ROT13 или ROT47 пресеты, которые не нуждаются в ключе. В-третьих, переключайтесь между Encode и Decode в зависимости от того, в каком направлении вы хотите.В-четвертых, либо скопируйте результат одним щелчком мыши, либо откройте панель перебора, чтобы увидеть все 25 возможных декодирований, когда вы не знаете ключ.
Поскольку все это работает на стороне клиента, оно работает в автономном режиме после загрузки страницы, и ничто из того, что вы вводите, не загружается, не регистрируется и не сохраняется. Это важно даже для игрушечного шифра, потому что входные данные часто представляют собой личную заметку, ответ на головоломку или код подтверждения, который вы предпочитаете не передавать серверу.
Часто задаваемые вопросы
Что такое шифр Цезаря?
Шифр Цезаря - это шифр подстановки, который сдвигает каждую букву сообщения на фиксированное количество мест вниз по алфавиту. со сдвигом на 3 A становится D, а Z переносится на C. Это один из старейших и простейших методов шифрования, названный в честь Юлия Цезаря, который использовал его для военных сообщений.
Как расшифровать шифр Цезаря без ключа?
Используйте подход грубой силы, который показывает все 25 возможных сдвигов одновременно, Поскольку шифр Цезаря имеет только 25 ключей, одна из 25 линий-кандидатов будет читаться как реальные слова, и эта строка раскрывает как открытый текст, так и сдвиг, который использовался. Для более длинных сообщений частотный анализ на самой распространенной букве также указывает на ключ.
ROT13 - это то же самое, что шифр Цезаря?
ROT13 - это шифр Цезаря со сдвигом, зафиксированным на уровне 13. Поскольку 13 - это половина от 26, применение ROT13 дважды восстанавливает исходный текст, поэтому одна и та же операция кодирует и декодирует. Общий шифр Цезаря может использовать любой сдвиг от 1 до 25, тогда как ROT13 всегда использует 13.
Что ROT47 делает по-другому?
ROT47 поворачивает 94 печатаемых символа ASCII на 47 позиций, поэтому он шифрует цифры, знаки препинания и символы, а также буквы. Как и ROT13, это его собственный инверс, то есть один проход кодирует, а второй идентичный проход декодирует. Стандартные Цезарь и ROT13 влияют только на 26 букв.
Достаточно ли безопасен шифр Цезаря для паролей или личных данных?
Нет. Имея всего 25 возможных ключей, его можно взломать за считанные секунды, пробуя каждую смену, поэтому он не обеспечивает реальной защиты. Используйте современные алгоритмы, такие как AES, для шифрования и соленых хешей, таких как bcrypt, для паролей, а также сохраняйте шифр Цезаря для головоломок, обучения и световой запутывания.
Сохраняет ли инструмент цифры и знаки препинания?
Да. стандартные режимы Цезаря и ROT13 сдвигают только 26 букв и оставляют пробелы, цифры, знаки препинания и символы точно такими, какие они есть. ROT47 является исключением, поскольку он намеренно вращает печатные знаки препинания и цифры вместе с буквами.
Мой текст отправлен на сервер?
Нет. каждая операция полностью выполняется в вашем браузере с использованием JavaScript, поэтому ничто из того, что вы вводите, не загружается, не регистрируется и не сохраняется где-либо. Это делает его безопасным для использования с личными заметками или кодами подтверждения, а также означает, что инструмент работает в автономном режиме после загрузки страницы.
Почему полезных ключей всего 25?
Алфавит имеет 26 букв, и сдвиг 0 или 26 оставляет текст без изменений, потому что 26 - это полное путешествие по алфавиту. Это оставляет сдвиги от 1 до 25 как единственные, которые шифруют сообщение, поэтому шифр так легко сломать, попробовав их все.
