رمزنگاری

هر کدام از ما وقتی به دنیای ماموران مخفی و جاسوسان فکر می کنیم چیز های زیادی به ذهنمان می رسد: سفرهای خارجی، ماموریت های خطرناک، اسلحه های عجیب و ماشین های سریع. کمتر کسی در کنار این چیزها به ریاضیات فکر می کند. اما باید بدانیم ریاضیات در فهمیدن پیامهای سری و شکستن رمزها نقش اساسی بازی می کند و در طول تاریخ ریاضیدان ها نتیجه نبردهای فراوانی را با شکستن رمزها تغییر داده اند.
يکشنبه، 23 فروردين 1388
تخمین زمان مطالعه:
موارد بیشتر برای شما
رمزنگاری
رمزنگاری
رمزنگاری





مقدمه
هر کدام از ما وقتی به دنیای ماموران مخفی و جاسوسان فکر می کنیم چیز های زیادی به ذهنمان می رسد: سفرهای خارجی، ماموریت های خطرناک، اسلحه های عجیب و ماشین های سریع. کمتر کسی در کنار این چیزها به ریاضیات فکر می کند. اما باید بدانیم ریاضیات در فهمیدن پیامهای سری و شکستن رمزها نقش اساسی بازی می کند و در طول تاریخ ریاضیدان ها نتیجه نبردهای فراوانی را با شکستن رمزها تغییر داده اند.
نمیدانم فیلم "ذهن زیبا" را دیده اید یا نه؟ این فیلم که زندگی واقعی یک ریاضیدان به نام جان نش را به تصویر می کشد
این ریاضیدان ابتدا برای شکستن کدها ی سری به استخدام سازمان سیا در می آید . ولی پس از مدتی به بیماری شیزوفرنی دچار میشود. ولی پس از مدتها بیماری دوباره به صحنه علم برمیگردد و جایزه نوبل اقتصاد را دریافت میکند.
همین چند خط در مورد این ریاضیدان کاربردهای وسیع این علم در علوم مختلف از جمله در زمینه کشف کدها و رمزها آشکار میکند.
امروزه در کشور ما نیز دوره دکترای رمزنگاری که از شاخه های رشته ریاضی کاربردی میباشد برگزار میشود.
شروع و توسعه رمزنگاری
اولین بار سزار امپراتور رم باستان برای آنکه بتواند بدون اطلاع دشمن با ا ارتشش در سراسر دنیا در ارتباط باشد نوعی رمز را بکار گرفت. این رمز به این شکل بود که برای فرستادن یک پیام جای هر حرف را با سومین حرف بعد از آن در الفبا عوض می کردند، مثلا به جای 'A' حرف 'D' و به جای 'X' حرف 'A' را می گذاشتند.
بنابراین برای از کد خارج کردن پیام ها کافی بود دریافت کننده جای هر حرف را با سومین حرف بعد از آن در الفبا عوض کند. مثلا سعی کنید این پیغام سزاری را از رمز خارج کنید:
hqhpb dssurdfklqj
wkluwb ghdg
uhwuhdw wr iruhvw
خب، ممکن است بپرسید چه ریاضیاتی در کار است. ریاضی وقتی وارد ماجرا می شود که به هر حرف یک عدد نسبت دهیم. در این صورت فرایند کد کردن مثل اضافه کردن عدد 3 به عدد اولیه خواهد بود
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
مثلا برای به رمز درآوردن 'A' : داریم 0+3=3
برای اینکه در مورد حرف های نزدیک به پایان الفبا دچار مشکل نشویم بهتر است به جای جمع معمولی از جمع به پیمانه 26 استفاده کنیم، یعنی به جای هر عدد از باقیمانده تقسیم آن عدد بر 26 استفاده کنیم.
مثلا برای 'X' داریم: (به پیمانه 26) 23+3=26=0
مثلا برای 'Y' داریم: (به پیمانه 26) 24+3=27=1
مثلا برای 'T' داریم: (به پیمانه 26) 19+3=21
برای از رمز درآوردن هم می توانیم از تفریق به پیمانه 26 استفاده کنیم. واضح است که می توانیم به جای انتقال 3 تایی از هر انتقالی بین 1 و 25 استفاده کنیم، اما همانطور که احتمالا حدس زده اید شکستن این رمز خیلی ساده است یعنی یک جاسوس می تواند با امتحان کردن همه 25 انتقال ممکن به سرعت رمز را بشکند.
با روشی که توضیح دادیم این نوشته را از رمز در آورید: RFYM KTW FQQ
حالا به سراغ یک روش پیچیده تر می رویم. فرض کنید به ازای هر حرف الفبا یک علامت جایگزین کنیم، مثلا '*' به جای 'A' و '+' به جای 'B'. مثل رمزی که ماری ملکه اسکاتلند برای مکاتباتش بر علیه الیزابت اول ملکه انگلیس بکار می گرفت .
تا مدت ها مردم فکر می کردند شکستن این رمز ناممکن است تا اینکه سرو کله آمار ریاضی پیدا شد
نموداری که می بینید فراوانی حروف الفبا را در زبان انگلیسی نشان میدهد.

رمزنگاری

این اطلاعات از شمارش حروف مختلف در حجم زیادی از نوشته ها مثل کتاب ها و روزنامه ها بدست آمده است. این نمودار مثلا نشان می دهد به طور میانگین 13.5 درصد از حروف بکار رفته در متن های انگلیسی E هستند، که فراوان ترین حرف الفبا است. بنابراین وقتی رمزی از نوع بالا داریم احتمالا علامتی که بیش از همه تکرار می شود علامت متناظر E است و فراوانترین علامت بعد از آن متناظر 'T' است. سرنخ های دیگری هم وجود دارد مثلا تنها دو کلمه یک حرفی در انگلیسی وجود دارد: 'I' و 'A' و همچنین 'AND' و 'THE' کلمات خیلی معمولی هستند با کمک این سرنخ ها و کمی آزمایش و خطا میتوان اینگونه رمزها را شکست.همین روش باعث شد که ماری سرش را از دست بدهد.
منابع
1-ریاضیات گسسته، تالیف مگردیچ تومانیان
2-آشنایی با رمزگشایی به روش ریاضی، آبراهام سینکوف
3-http://daneshnameh.roshd.ir

/الف


تبلیغات در راسخون
نظرات کاربران
ارسال نظر
با تشکر، نظر شما پس از بررسی و تایید در سایت قرار خواهد گرفت.
متاسفانه در برقراری ارتباط خطایی رخ داده. لطفاً دوباره تلاش کنید.
موارد بیشتر برای شما
اطاعت از مخلوق در معصیت خالق؛ از قانون اساسی دین تا مرگ نزدیک
اطاعت از مخلوق در معصیت خالق؛ از قانون اساسی دین تا مرگ نزدیک
حیرت صهیونیست‌ها از قدرت یمن
play_arrow
حیرت صهیونیست‌ها از قدرت یمن
تخریب دو منزل فلسطینی در جنوب مسجد الاقصی
play_arrow
تخریب دو منزل فلسطینی در جنوب مسجد الاقصی
ممانعت از ورود دختران محجبه به مدارس در جمهوری آذربایجان
play_arrow
ممانعت از ورود دختران محجبه به مدارس در جمهوری آذربایجان
قالیباف: معیشت مردم باید آخرین نقطه آسیب‌پذیر در جنگ اقتصادی باشد
play_arrow
قالیباف: معیشت مردم باید آخرین نقطه آسیب‌پذیر در جنگ اقتصادی باشد
تصاویری از باند سرقت مسلحانه در تهران
play_arrow
تصاویری از باند سرقت مسلحانه در تهران
اعتراض متفاوت یک دانش‌آموز به ممنوعیت حجاب در مدارس آذربایجان
play_arrow
اعتراض متفاوت یک دانش‌آموز به ممنوعیت حجاب در مدارس آذربایجان
برخورد پلیس با دانش‌آموزان مخالف دولت نتانیاهو در تل‌آویو
play_arrow
برخورد پلیس با دانش‌آموزان مخالف دولت نتانیاهو در تل‌آویو
آیا اردن به پایگاه مدیریت جنگ علیه ایران تبدیل شده است؟
play_arrow
آیا اردن به پایگاه مدیریت جنگ علیه ایران تبدیل شده است؟
قلعه‌نویی علت دعوت نکردن قایدی را اعلام کرد
play_arrow
قلعه‌نویی علت دعوت نکردن قایدی را اعلام کرد
گاف عجیب سخنگوی جدید کاخ سفید؛ ترامپ را شوهرش صدا زد! + فیلم
play_arrow
گاف عجیب سخنگوی جدید کاخ سفید؛ ترامپ را شوهرش صدا زد! + فیلم
تصاویری تازه از مسعود کیمیایی در جشن رونمایی از یک آلبوم موسیقی + فیلم
play_arrow
تصاویری تازه از مسعود کیمیایی در جشن رونمایی از یک آلبوم موسیقی + فیلم
آیت‌الله مروی: دو بار با رهبر انقلاب دیدار کردم/ حالشان بسیار خوب بود + فیلم
play_arrow
آیت‌الله مروی: دو بار با رهبر انقلاب دیدار کردم/ حالشان بسیار خوب بود + فیلم
ترامپ: به زلنسکی و پوتین برای پایان دادن به جنگ کمک می‌کنیم + فیلم
play_arrow
ترامپ: به زلنسکی و پوتین برای پایان دادن به جنگ کمک می‌کنیم + فیلم
ترامپ: به‌زودی درباره ایران تصمیمی خواهیم گرفت + فیلم
play_arrow
ترامپ: به‌زودی درباره ایران تصمیمی خواهیم گرفت + فیلم