เทคนิคการแทนที่ (Substitution Technique)
Substitution technique เป็นแนวทางการเข้ารหัสแบบคลาสสิก ที่ตัวอักษรที่มีอยู่ในข้อความต้นฉบายถูกแทนที่ด้วยตัวอักษรอื่น ตัวเลข หรือสัญลักษณ์ หาก Plain text (ข้อความต้นฉบาย) ถูกพิจารณาเป็นสตริงของบิต ดังนั้น เทคนิคการแทนที่จะแทนที่รูปแบบบิตของ Plain text ด้วยรูปแบบบิตของ Cipher text
มีประเภทของ Substitution ciphers ดังนี้:
- Monoalphabetic Cipher (ไซเฟอร์โมโนอัลฟาเบติก) - ใน Monoalphabetic substitution cipher ตัวอักษรใน Plaintext จะถูกแทนที่หรือเปลี่ยนเป็นตัวอักษรเดียวกันใน Ciphertext ทุกครั้ง ไม่ว่าตำแหน่งในข้อความจะเป็นไง ตัวอย่างเช่น ถ้าตัวอักษร A ใน Plaintext ถูกเปลี่ยนเป็น G ดังนั้น ทุกครั้งที่ A ปรากฏใน Plaintext จะถูกแทนที่ด้วย G
Plaintext : hello Ciphertext : IFMMP This is a monoalphabetic cipher as both 1's are encrypted as 'M'.
- Polyalphabetic cipher (ไซเฟอร์พอลีอัลฟาเบติก) - ใน Polyphabetic substitution การปรากฏของตัวอักษรแต่ละตัวใน Plaintext อาจมีตัวอักษรแทนที่ที่แตกต่างกันใน Ciphertext ความสัมพันธ์ระหว่างตัวอักษรใน Plaintext และตัวอักษรใน Ciphertext เป็น One-to-many ตัวอย่างเช่น ตัวอักษร 'A' สามารถแทนที่ด้วย 'C' และตัวอักษร 'A' เดียวกันสามารถแทนที่ด้วย 'N' ภายหลังใน Ciphertext
ใน Polyalphabetic cipher ความถี่ของตัวอักษร Plaintext ไม่สะท้อนใน Ciphertext ดังนั้น การแยก Polyalphabetic cipher ยากกว่า Monoalphabetic cipher เนื่องจากไม่สามารถใช้การวิเคราะห์ทางสถิติได้
คุณสมบัติหลักของ Polyalphabetic substitution cipher มีดังนี้:
- ต้องการชุดของกฎการแทนที่ Monoalphabetic ที่เกี่ยวข้อง
- ต้องการคีย์ที่ตัดสินใจว่ากฎใดใช้สำหรับการแปลงใด
- สามารถซ่อนความถี่ตัวอักษรของภาษาที่อยู่เบื้องล่าง รวมถึง Playfair Cipher, Vigenere Cipher, และ Hill Cipher
- One-Time Pad (รหัสผ่านครั้งเดียว) - One-time pad cipher แนะนำว่าความยาวคีย์ต้องยาวเท่ากับ Plain text เพื่อป้องกันการซ้ำของคีย์ นอกจากนี้ คีย์ต้องใช้เพียงครั้งเดียวเพื่อเข้ารหัสและถอดรหัสข้อความเดี่ยว หลังจากนั้นคีย์ต้องทิ้งทิ้ง
- Caesar Cipher (ไซเฟอร์ซีซาร์) - ในเทคนิคการแทนที่นี้ เพื่อเข้ารหัส Plain text ตัวอักษรแต่ละตัวของ Plain text จะถูกแทนที่ด้วยตัวอักษรที่อยู่ห่างออกไป 3 ตำแหน่ง และเพื่อถอดรหัส Cipher text ตัวอักษรแต่ละตัวของ Cipher text จะถูกแทนที่ด้วยตัวอักษรที่อยู่ก่อนหน้า 3 ตำแหน่ง
- Playfair Cipher (ไซเฟอร์เพลย์แฟร์) - Playfair cipher เรียกอีกอย่างว่า Playfair Square เป็นเทคนิคการเข้ารหัสลับที่ใช้สำหรับการเข้ารหัสด้วยมือ ข้อกำหนดนี้พัฒนาโดย Charles Wheatstone ในปี 1854
Playfair cipher ถูกใช้โดยกองทัพอังกฤษในสงครามโลกครั้งที่ 1 และโดยออสเตรเลียในสงครามโลกครั้งที่ 2 นี้เป็นประโยชน์เพราะ Playfair cipher เร็วอย่างสมบูรณ์และไม่ต้องการอุปกรณ์เฉพาะเจาะจงใดๆ
