شفرة فيجينير: تشفير وفكّ تشفير وكسر

ما شفرة فيجينير؟

تزيح شفرة فيجينير كل حرف من الرسالة بمقدار مختلف يُؤخذ من كلمة مفتاحية تتكرّر. فمع المفتاح ORCHARD يتحرك الحرف الأول بمقدار O والثاني بمقدار R والثالث بمقدار C، وبعد سبعة أحرف يعود المفتاح إلى أوله. وهذا التغيير وحده يُبطل الهجوم الذي يكسر الإزاحة البسيطة: إذ لم يعد الحرف e يُشفَّر دائمًا على صورة واحدة، فلم يعد إحصاء الحروف في الرسالة يدلّ على شيء.

نُشرت في القرن السادس عشر، ونُسبت خطأً إلى بليز دو فيجينير منذ ذلك الحين، وسُمّيت ثلاثمئة سنة le chiffre indéchiffrable أي الشفرة التي لا تُفكّ. وقد كانت تستحق تلك السمعة ثم فقدتها في صمت: فقد اهتدى تشارلز باباج إلى كسرها نحو 1854 ولم ينشر شيئًا، وطبع فريدريش كازيسكي طريقةً سنة 1863 فحملت الطريقة اسمه.

والذي تغفله كل الروايات هو المقدار. فكسرها لم يعد مسألة ذكاء بل مسألة كم من النص المشفّر بين يديك، وهذه الصفحة تضع لذلك رقمًا بدل إعادة الحكاية.

طريقة الاستخدام

1. اختر ما تريد فعله. التشفير وفكّ التشفير يطلبان مفتاحًا. أما الكسر فلا يطلب شيئًا: الصق النص المشفّر ودع الباقي كما هو.
2. الصق نصّك. تُشفَّر الحروف ويمرّ ما عداها كما هو: تبقى المسافات والأرقام وعلامات الترقيم في مواضعها، وهي لا تُقدّم المفتاح خطوة.
3. اقرأ النتيجة، ثم اللوحة التي تحتها في وضع الكسر. تحصل على المفتاح المستخرَج وطوله وعدد الحروف التي أتيحت للهجوم عند كل موضع من مواضع ذلك المفتاح، وهو الرقم الذي يقرّر هل تصدّق الجواب.

كم يلزم من النص، بالقياس

للهجوم مرحلتان: يُعرف أولًا كم حرفًا في المفتاح، ثم تُقسَم الرسالة إلى ذلك العدد من المجموعات، مجموعة لكل موضع من المفتاح، وتُحلّ كل مجموعة على أنها شفرة قيصر بسيطة، لأن حروف المجموعة الواحدة أُزيحت كلها بالمقدار نفسه. والمرحلة الثانية هنا هي عين الشيفرة التي تعمل بها صفحة شفرة قيصر عندنا، فلا سبيل إلى أن تختلف الأداتان في تكرارات حروف الإنجليزية.

قِسنا هذا كلَّه على اثني عشر كتابًا في الملك العام — 5,346,030 حرفًا — بتشفير مقاطع عشوائية بمفاتيح عشوائية، بمئتي محاولة لكل اقتران بين طول النص وطول المفتاح. فمع 500 حرف من النص المشفّر تستخرج الأداة المفتاح كاملًا، دون أي تلميح، فيما بين 94% و98% من الحالات لمفاتيح من 3 إلى 12 حرفًا. ومع 1,000 حرف استخرجته في كل مرة وفي كل الحالات التي شغّلناها.

قابِل ذلك بشفرة قيصر التي تضعها قياساتنا عند 99% بثلاثين حرفًا فقط. فثلاثة قرون من السمعة اشترت زيادة نحو ثلاثين ضعفًا في مقدار النص الذي يحتاجه المهاجم: زيادة حقيقية، وبعيدة جدًّا عن استحالة الفكّ.

أما حيث تصمد فعلًا فهو الرسائل القصيرة. فعند 100 حرف لم يُستخرج مفتاح من اثني عشر حرفًا ولا مرة واحدة، لأن كلًّا من تلك المواضع الاثني عشر لم يكن لديه سوى ثمانية أحرف. وتلك هي الصورة الصادقة لقوّتها: ليست كتمانًا بل شُحًّا في الأدلة.

الطريقة التي تُدرَّس أولًا هي الأضعف

هناك طريقان كلاسيكيان لمعرفة طول المفتاح، والأداة تتيحهما معًا. ففحص كازيسكي يبحث عن المقاطع المكرّرة في النص المشفّر ويقيس المسافات بينها، على أساس أن التكرار يعني عادةً النص الصريح نفسه مشفَّرًا عند الموضع نفسه من المفتاح، فتكون المسافة من مضاعفات طول المفتاح. أما دليل التوافق فيسأل سؤالًا آخر: كم مرة يتصادف أن يكون حرفان مسحوبان من النص هما الحرف نفسه. وهو نحو 0.067 في الإنجليزية، و1/26 بالضبط أي 0.038 في الحروف العشوائية. فإذا قسمتَ الرسالة بالطول الصحيح جاءت كل مجموعة أشبه بالإنجليزية، وإذا قسمتها بطول خاطئ جاءت كل مجموعة أشبه بالضجيج.

وكازيسكي هي الطريقة التاريخية وهي التي تبدأ بها الكتب. وهي أيضًا، بحسب قياساتنا، الأضعف من الاثنتين بفارق واسع. ففي 28 اقترانًا بين طول المفتاح وطول النص لم يكن دليل التوافق أسوأ قطّ، وكان أفضل بصرامة في 23 منها، وكانت حالات التعادل الخمس كلها مما بلغ فيه الأسلوبان 100%. وفي رسالة من 300 حرف بمفتاح من ثلاثة أحرف أصاب دليل التوافق الطول في 82% من الحالات وأصابه كازيسكي في 17%.

والسبب ليس خفيًّا متى بحثتَ عنه: فكازيسكي لا يستعمل إلا التكرارات الحرفية ويطرح سائر حروف الرسالة. فنصّ مشفَّر من 100 حرف يمنحه 2.2 مسافة تكرار في المتوسط ليبني عليها، ونصّ من 5,000 حرف يمنحه 1,947 مسافة، وعندها يلحق بمنافسه أخيرًا. أما دليل التوافق فيستعمل كل حرف عند كل طول. فإن كان النص المشفّر وافرًا اتفق الأسلوبان، وإن لم يكن فالطريقة القديمة هي التي تُخفق.

ويشترك الأسلوبان في خاصية تستحق المعرفة: فكل مضاعف للطول الحقيقي يقسم الرسالة كذلك إلى مجموعات ذات إزاحة واحدة، فيسجّل الطول 12 مثل الطول 6 تمامًا لمفتاح من ستة أحرف. فالأخذ بأعلى الأطوال تسجيلًا ينتهي إلى إعلان مضاعف وإلى تقسيم أدلة كل مجموعة على أربعة. ولذلك يأخذ الأسلوبان هنا أقصر طول يقارب أفضل نتيجة، والعتبة التي تقرّر ذلك اختيرت بالقياس: هي القيمة التي تجعل أسوأ الحالات عبر أطوال المفاتيح في أفضل صورة.

ما لن تخبرك به هذه الأداة

هي تفترض أن الرسالة إنجليزية. فتكرارات الحروف وهدف 0.067 أرقام إنجليزية، ولذا سيحتاج النص المشفّر بالعربية أو الألمانية مادةً أكثر وقد لا ينكسر أصلًا. وقد قاست صفحة قيصر عندنا هذا الجدول الإنجليزي نفسه وهو يكسر نصوصًا إسبانية وبرتغالية وفرنسية بضعفين إلى أربعة أضعاف من الحروف، والأرجح أن يقع هنا شيء مشابه، لكننا لم نقس فيجينير عبر اللغات ولن ندّعي ذلك.

وهي لا تعالج إلا الحروف الستة والعشرين من A إلى Z. والحروف المشكولة تمرّ دون تغيير بدل ردّها إلى أصولها، لأن تحويل é إلى e يغيّر الرسالة في صمت بدل أن يشفّرها. وهذا هو التعريف الكلاسيكي للشفرة، وهو يعني فعلًا أن النص الصريح المشكول يُفشي شيئًا من هيئته.

وهذا ليس تشفيرًا بأي معنى حديث. فالمفتاح المتكرّر شفرةٌ تاريخية وأداةُ تعليم، تكسرها طريقةٌ من القرن التاسع عشر تعمل داخل المتصفح في جزء من الثانية. وإن أردت حماية شيء فعلًا فصفحة تشفير النصوص عندنا تستعمل عبارة سرّية وخوارزمية حقيقية.

لماذا هي مجانية؟

كل شيء يعمل في متصفحك أنت: التشفير والهجوم وجدول التكرارات وأرقام المدوّنة. فلا يُرفع شيء مما تلصقه، ولا يُسجَّل شيء، ولا حساب عليك إنشاؤه.

بلا تسجيل، وبلا حدود، وبلا علامة مائية على أي شيء تنسخه.