Deklassificeret koldkrigs-kodebrydende manual har lektioner til at løse umulige gåder

Det amerikanske nationale sikkerhedsagentur – landets førende signalefterretningsorganisation – afklassificerede for nylig et dokument fra den kolde krigsæra om kodebrud.

Bogen fra 1977, skrevet af kryptolog Lambros Callimahos , er den sidste i en trilogi kaldet Militær kryptoanalytik . Det er vigtigt i kryptografiens historie, da den forklarer, hvordan man bryder alle typer koder, herunder militære koder, eller puslespil – som udelukkende er lavet med henblik på en udfordring.

De første to dele af trilogien blev udgivet offentligt i 1980'erne og dækkede løsning af velkendte typer af klassisk cipher.

Men i 1992 det amerikanske justitsministerium hævdede, at udgivelsen af ​​den tredje bog kunne skade den nationale sikkerhed ved at afsløre NSA's "kodeknusende dygtighed". Den blev endelig udgivet i december sidste år.

Lektioner for kodebrydere

En vigtig del af Callimahos' bog er et kapitel med titlen Principles of Cryptodiagnosis, som beskriver en systematisk tre-trins tilgang til at løse en besked krypteret ved hjælp af en ukendt metode.

Et efterretningsagentur kan opsnappe tusindvis af meddelelser lavet i et mållands koder, i så fald kender de allerede metoden. Men hvis de møder noget nyt, de skal først og fremmest finde ud af krypteringsmetoden, eller risikerer at spilde tid.

Som Callimahos beskriver i sit kapitel, kodebryderen skal begynde med alle de nødvendige data. Dette inkluderer chifferteksten (den krypterede tekst, der skjuler det rigtige budskab), enhver kendt underliggende klartekst (tekst fra før krypteringen blev anvendt), samt vigtige kontekstuelle oplysninger.

Til gåder, en del af klarteksten kan gives for at hjælpe løseren. Med fortrolige militærmeddelelser, løseren kan have mistanke om, at visse ord er blevet kodet ind i chifferteksten, baseret på tidligere viden. For eksempel, der kan være nøgleord som "besked begynder, " "besked slutter" eller "hemmelighed, " eller specifikke navne, steder eller adresser.

Kodebryderen arrangerer og omarrangerer derefter dataene for at finde ikke-tilfældige karakteristika. Efter dette, de kan genkende og forklare disse egenskaber. Med andre ord, de har fundet chiffermetoden.

Anvendelse af disse trin er et eksempel på "bayesiansk inferens". Kodebryderen overvejer vægten af ​​beviser og gætter den sandsynlige årsag til en observeret effekt.

Zodiac- og Kryptos-cifrene

Sidste år, den berømte stjernetegnsmorder fra 1969, kendt som Z340, blev løst af et internationalt hold af kodebrydere efter 51 år. Holdet udviklede omhyggeligt og systematisk en liste over observationer gennem mange år.

Ved at bruge en proces kaldet Monte Carlo prøveudtagning, de testede, om de mønstre, der blev observeret i chifferteksten, var tilfældige eller ej. Sammen med en detaljeret viden om chifferens kontekst og en løsning på en tidligere chiffer fra Zodiac-morderen, de gættede korrekt den anvendte krypteringsmetode.

En af stjernetegnskoderne, David Oranchak, sagde efter hans mening, at det var "omkring en syv eller otte ud af ti i vanskeligheder at tyde."

Tilsvarende Den amerikanske kunstner Jim Sanborns berømte Kryptos-skulptur, placeret hos Central Intelligence Agency, har længe forvirret forsøg på at låse sin kode op. Den indeholder fire krypterede passager for at udfordre bureauets medarbejdere. Den sidste passage, kendt som K4, forbliver uløst efter 30 år.

Da Kryptos' kodedesigner Ed Scheidt blev bedt om at vurdere cifferens sværhedsgrad, han vurderede, at det var omkring ni ud af ti på samme skala. Han sagde, at hans hensigt var, at det skulle løses om fem, syv eller måske ti år.

Så hvad har gjort K4 så svært? For en, med kun 97 bogstaver er passagen meget kort, betyder færre data og færre spor. Den krypteringsmetode, der blev brugt til at oprette den, er ukendt, og der er lidt sammenhæng med hensyn til, hvordan det kan være blevet krypteret.

En klassisk bog om matematisk problemløsning, How to Solve It af George Pólya, foreslår, at et generelt princip for løsning af ethvert problem er at henvise til et lignende problem, der allerede er løst. Dette princip gælder i den historiske puslespilverden, også.

Imidlertid, Scheidt bemærkede også, at der var en "ændring i metoden", efterhånden som Kryptos-meddelelsen skred frem - gjort med vilje for at gøre det stadig vanskeligere.

Det kan også være, at Sanborn ved et uheld introducerede en fejl i K4 under konstruktionen af ​​Kryptos-skulpturen, hvilket ville betyde, at løserne spilder deres tid. At lave en fejl under kryptering kan gøre et puslespil umuligt at løse. I sådanne tilfælde, skaberen bør indrømme dette over for potentielle kodebrydere.

Lektioner for kodemagere

Det er vigtigt at se på et puslespil fra kodemagerens perspektiv. En dygtig kodemager bør efterlade mindst nogle ikke-tilfældige mønstre i chifferen, for ikke at gøre deres puslespil umuligt.

Forestil dig, at du har lavet et puslespil, men efter mange år har dit tiltænkte publikum ikke formået at løse det. Hvis du stadig vil have det løst, du skal begynde at frigive spor. Nogle gåder, såsom bogen Masquerade and the Decipher Puzzles fra 1979, blev først løst efter spor blev frigivet.

Imidlertid, hvis ingen har løst dit puslespil, selv efter du har frigivet mange ledetråde, så er koden simpelthen for svær at knække.

Kryptograf Helen Fouché Gaines skrev om dette i sin bog fra 1939. Skaberen af ​​et sådant puslespil, hun sagde, "undlader at indsende materiale i forhold til mængden af ​​komplikationer, han har indført."

Det betyder, at du måske til sidst skal afsløre den metode, du brugte. Et eksempel er en kompleks algoritme kendt som Chaocipher. Mens Chaocipher-beskeder var designet til at være meget vanskelige, de er praktisk talt umulige at tyde uden at kende metoden.

En NSA-præsentation fra 2007 om Kryptos nævner, hvordan "snesevis" af agenturpersonale har undladt at løse K4. Men efterhånden som flere historiske tekster bliver deklassificerede og vores beregningsmæssige, lager- og netværkskapacitet vokser, måske en dag vil en amatørkodeknuser knække den uhåndgribelige passage – og ikke en agent for NSA.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.