EP 16: Playfair cipher
การเข้ารหัสใน EP นี้ ถ้าหากเปรียบเทียบให้เห็นภาพมากที่สุด คงต้องบอกว่ามันคล้ายกับการเล่นเกมบิงโก แบบที่มีแผ่นกระดาษตัวเลขให้เรากากบาทเลขที่เรามี แต่การเข้ารหัสของเรามีกฎกติกาและเงื่อนไขที่มากกว่าเกมบิงโกที่เราเคยเล่น แต่จะเล่นยังไง? ยากแค่ไหน? ไปเริ่มกันเลย
การเข้ารหัสใน EP นี้มีชื่อว่า “Playfair Cipher” เป็นการเข้ารหัสเเบบ Substitution Ciphers (การเข้ารหัสโดยการแทนที่ตัวอักษร) ถูกพัฒนาโดย Charles Wheatstone ในปี ค.ศ. 1854 แต่ใช้ชื่อตาม Lord Playfair ซึ่งเป็นผู้ส่งเสริมให้ใช้อัลกอริทึมนี้
ทุกคนสามารถ คลิกรูปภาพด้านล่าง เพื่อศึกษาวิธีการเข้ารหัสแบบ Playfair cipher
-
กำหนดคีย์ที่จะใช้ในการเข้ารหัส คือคำว่า “KEYWORD”
-
สร้างตารางแบบ 5 x 5 (5 คอลัมน์ 5 แถว) จากนั้นนำคีย์ไปใส่ไว้ในตาราง ดังรูปที่ 1
-
เมื่อเราใส่คีย์ลงในตารางเรียบร้อยแล้ว ให้ใส่ตัวอักษรภาษาอังกฤษที่เหลือลงไปในตารางตามลำดับเดิม (Alphabetical Order : A-Z) โดยที่ตัดตัวอักษรที่มีอยู่แล้วในคีย์ออก
เนื่องจากตารางมี 25 ช่อง ดังนั้นเราจะสามารถใส่ตัวอักษรภาษาอังกฤษได้เพียง 25 ตัว จากทั้งหมด 26 ตัว ซึ่งเราสามารถทำได้ 2 วิธี คือ 1) ตัดตัว J ออกแล้วใช้ตัว I แทน 2) ตัว Q ออก (ในการเข้ารหัสครั้งนี้ทำตามเงื่อนไขข้อที่ 1) จะได้ตารางดังรูปที่ 2 -
กำหนดข้อความที่ต้องการเข้ารหัสเป็น “INSTRUMENTS”
จากนั้นแยกข้อความออกเป็นคู่ ได้เป็น "IN ST RU ME NT SX " หากเกิดกรณีที่เราแยกแล้วข้อความไม่ครบคู่ ให้ใส่ตัวอักษรพิเศษ เช่น Q, X ลงไปให้ครบคู่ เช่นตัวอย่าง เติม X เข้าไปคู่กับ S และอีกกรณี คือ เมื่อแยกข้อความเป็นคู่แล้ว มีคู่ที่ตัวอักษรซ้ำกัน เช่น คำว่า TREE เมื่อแยกแล้ว จะได้ เป็น TR EE ให้แยก E ออกจากกัน โดยนำตัวอักษรพิเศษมาใส่เป็นคู่แทน จะได้ TR EX E… เป็นต้น -
ทำการเข้ารหัสโดยเลือกเอา ตัวอักษรที่อยู่ในตารางที่สร้างขึ้นมาแทนตัวอักษรของข้อความธรรมดา ให้ดูตัวอักษรภายในตาราง โดยมองเป็นสี่เหลี่ยมจากตัวอักษรที่เป็นคู่กันถึงกัน แล้วเลือกเอา ตัวอักษรที่อยู่มุมสี่เหลี่ยมสองตัวมาเเทนที่ ดังรูปที่ 3
-
เข้ารหัสได้เป็น “GQ MZ DT KN MU QZ”
กรณีเพิ่มเติม
หมายเหตุ : เงื่อนไขในการเข้ารหัสทุกอย่าง จะต้องทำการตกลงกันภายในให้เรียบร้อยก่อนแยกย้ายกันไปทำภารกิจ ทุกครั้ง
-
เราจะต้องทราบคีย์ที่จะใช้ในการเข้ารหัส จากในตัวอย่างการเข้ารหัส คือคำว่า “KEYWORD”
-
นำคีย์ใส่ตารางขนาด 5 x 5 เเล้วใส่ตัวอักษรภาษาอังกฤษที่ไม่ซ้ำกับคีย์จนครบ (ยกเว้น J หากเจอในข้อความธรรมดาให้ใช้ตัว I แทน ตามเงื่อนไขที่กำหนดไว้)
-
นำรหัส “GQ MZ TD KN MU QZ” ไปเทียบกับตาราง เป็นการมองย้อนกลับจากขั้นตอนการเข้ารหัส ดังรูปที่ 4
-
จากรูปที่ 4 สามารถถอดรหัสได้เป็นคำว่า “INSTRUMENTS”
เป็นอย่างไรกันบ้าง สำหรับการเข้ารหัสแบบ Playfair Cipher ที่เรานำมาเล่ากันใน EP นี้
การเข้ารหัสที่คล้ายกับเกมบิงโก ของเราใน EP จะบอกว่าคล้าย ก็อาจจะดูแล้วไม่ได้คล้ายสักเท่าไร เพราะการเข้ารหัสแบบ Playfair Cipher นั้นมีเงื่อนไขค่อนข้างเยอะเลยทีเดียว หากเราไม่ดูเงื่อนไขต่าง ๆ ให้ละเอียด แค่นิดเดียวก็สามารถเลือกตัวอักษรแทนที่ตัวนั้นผิดไปเลย ซึ่งจริง ๆ แล้วหากเราเคยเข้ารหัสแบบ Substitution Ciphers หลาย ๆ ตัวมาแล้ว จะเห็นว่าตารางเข้ารหัสของ Playfair Cipher ก็คือการทำตาราง Cipher Text Alphabet เพียงแต่อยู่ในรูปแบบตารางที่ต่างกัน และการนำไปใช้มีเงื่อนไขที่มากกว่าเท่านั้นเอง
สรุปเนื้อหา
https://drive.google.com/file/d/1hGUHB_OcyyOjyVdajMvSze81xdm3Tq7i/view?usp=sharing
References
http://blog.bru.ac.th/wp-content/uploads/2020/09/flayfair.pdf