cifrado de valla de ferrocarril

El cifrado de valla (también llamado cifrado en zigzag ) es un tipo clásico de cifrado por transposición . Su nombre deriva de la forma en que se realiza el cifrado, por analogía con una valla construida con rieles horizontales.

En el cifrado de valla, el texto original se escribe en diagonal hacia abajo sobre los sucesivos "rieles" de una valla imaginaria, luego se avanza hacia arriba al llegar al riel inferior, hacia abajo al llegar al riel superior, y así sucesivamente hasta que se escribe todo el texto original. A continuación, el texto cifrado se lee por filas.

Por ejemplo, para cifrar el mensaje 'WE ARE DISCOVERED. RUN AT ONCE.' con 3 "rails", escriba el texto como:

O . . . E . . . C . . . R . . . U . . . O . . . . E . R . D . S . O . E . E . R . N . T . N . E . . A . . . I . . . V . . . D . . . A . . . C .

(Se omiten los espacios y la puntuación). A continuación, lea el texto horizontalmente para obtener el texto cifrado:

WECRUO ERDSOEERNTNE AIVDAC

Dejar${\displaystyle N}$sea ​​el número de rieles utilizados durante el cifrado. Observe que, a medida que se escribe el texto plano, la secuencia de la posición vertical de cada letra en los rieles varía hacia arriba y hacia abajo en un ciclo repetitivo. En el ejemplo anterior (donde${\displaystyle N=3}$) la posición vertical se repite con un período de 4. En general, la secuencia se repite con un período de${\displaystyle 2(N-1)}$.

Dejar${\displaystyle L}$sea ​​la longitud de la cadena a descifrar. Supongamos por un momento que${\displaystyle L}$es un múltiplo de${\displaystyle 2(N-1)}$y dejar${\displaystyle K={L \over {2(N-1)}}}$. Se comienza dividiendo el texto cifrado en cadenas de tal manera que la longitud de la primera y la última cadena sea${\displaystyle K}$y la longitud de cada cadena intermedia es${\displaystyle 2K}$. Para el ejemplo anterior con${\displaystyle L=24}$, tenemos${\displaystyle K=6}$, por lo que dividimos el texto cifrado de la siguiente manera:

WECRUO ERDSOEERNTNE AIVDAC

Escribe cada cadena en una línea separada, con espacios después de cada letra en la primera y última línea:

WECRUO ERDSOEERNTNE AIVDAC

Entonces se puede leer el texto plano de arriba abajo en la primera columna, de arriba abajo en diagonal en la siguiente columna, y así sucesivamente.

Si${\displaystyle L}$no es un múltiplo de${\displaystyle 2(N-1)}$, la determinación de cómo dividir el texto cifrado es un poco más complicada que como se describió anteriormente, pero el enfoque básico es el mismo. Alternativamente, para simplificar el descifrado, se puede rellenar el texto plano con letras adicionales para que su longitud sea un múltiplo de${\displaystyle 2(N-1)}$.

Si el texto cifrado no ha sido rellenado, pero usted conoce o está dispuesto a descifrar por fuerza bruta el número de rieles utilizados, puede descifrarlo siguiendo los siguientes pasos.

Como se indicó anteriormente, deje que${\displaystyle L}$sea ​​la longitud de la cadena a descifrar y deje que${\displaystyle N}$sea ​​el número de rieles utilizados durante el cifrado. Agregaremos dos variables,${\displaystyle x}$y${\displaystyle y}$, dónde${\displaystyle x+1}$= el número de diagonales en la valla de riel descifrada, y${\displaystyle y}$= el número de espacios vacíos en la última diagonal.

${\displaystyle 1={\frac {L+y}{N+((N-1)*x)}}}$

A continuación, resuelve para${\displaystyle x}$y${\displaystyle y}$algebraicamente, donde ambos valores son el número más pequeño posible. Esto se hace fácilmente incrementando${\displaystyle x}$de 1 en 1 hasta que el denominador sea mayor que${\displaystyle L}$y luego simplemente resolver para${\displaystyle y}$. Consideremos el ejemplo de cifrado, modificado para usar 6 rieles en lugar de 3.

W.........V.........O .E.......OE......TN ..A.....C...R.....A...C ...R...S.....E...N.....E ....EI......DU...... .....DR........

El texto cifrado resultante es:

WVO EOETN ACRAC RSENE EIDU DR

Sabemos que${\displaystyle L=24}$y si usamos${\displaystyle N=6}$Podemos resolver la ecuación anterior.

$${\displaystyle {\begin{aligned}1&={\frac {24+y}{6+5x}}&={\frac {18+y}{5x}}\\6+5x>24&\implies x>{\frac {18}{5}}&\implies x=4\\y&=5x-18&=2\end{aligned}}}$$

Ahora tenemos${\displaystyle N=6}$,${\displaystyle x=4}$, y${\displaystyle y=2}$. O bien, 6 rieles, 5 diagonales (4+1) y 2 espacios vacíos al final . Al bloquear los espacios vacíos al final de la última diagonal, podemos simplemente completar Rail Fence línea por línea usando el texto cifrado.

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ X _ _ X

WVO EOETN ACRAC _ _ _ _ _ _ _ _ _ X _ _ X

La clave del cifrado es${\displaystyle N}$, el número de rieles. Si${\displaystyle N}$Se sabe que el texto cifrado se puede descifrar utilizando el algoritmo anterior. Valores de${\displaystyle N}$igual o mayor que${\displaystyle L}$La longitud del texto cifrado no es utilizable, ya que entonces el texto cifrado es idéntico al texto plano. Por lo tanto, el número de claves utilizables es bajo, lo que permite un ataque de fuerza bruta probando todas las claves posibles. En consecuencia, el cifrado rail-fence se considera débil.

El término cifrado en zigzag puede referirse al cifrado de valla de riel descrito anteriormente. Sin embargo, también puede referirse a un tipo diferente de cifrado descrito por Fletcher Pratt en Secret and Urgent . Este se escribe trazando una línea en columnas verticales sobre una hoja de papel, con una letra al inicio de cada columna. Se coloca un punto por cada letra del mensaje en la columna correspondiente, leyendo de arriba abajo. Luego se cortan las letras al inicio de las columnas, se borra la línea y se envía el mensaje de puntos al destinatario, quien, conociendo el ancho de las columnas y la disposición de las letras en la parte superior, reconstruye el diagrama y lee el mensaje. ^{[ 1 ]}

• Escítala

• Helen Fouché Gaines , Criptoanálisis: un estudio de los cifrados y su solución , Dover, 1956, ISBN 0-486-20097-3

• Asociación Americana de Criptogramas
• Página de Black Chamber para cifrar y descifrar el cifrado Rail Fence.