Tabula recta

في علم التشفير ، تُعرف "التابولا ريكتا" (من اللاتينية tabula rēcta ) بأنها جدول مربع للأبجديات، حيث يُنشأ كل صف فيه بإزاحة الصف السابق إلى اليسار. وقد ابتكر هذا المصطلح الكاتب والراهب الألماني يوهانس تريثيميوس ^{[ 1 ]} عام 1508، واستُخدم في شيفرة تريثيميوس .

تم نشر شيفرة تريثيميوس بواسطة يوهانس تريثيميوس في كتابه Polygraphia ، والذي يُنسب إليه الفضل في كونه أول عمل مطبوع منشور في علم التشفير . ^{[ 2 ]}

استخدم تريثيميوس لوحة التشفير (tabula recta) لتعريف شيفرة متعددة الأبجديات ، والتي كانت مكافئة لقرص التشفير الخاص بليون باتيستا ألبيرتي ، باستثناء أن ترتيب الأحرف في الأبجدية المستهدفة لم يكن مختلطًا. غالبًا ما يُشار إلى لوحة التشفير عند مناقشة الشفرات التي سبقت عصر الحاسوب، بما في ذلك شيفرة فيجنير وشيفرة المفتاح التلقائي الأقل شهرة لبليز دي فيجنير . يمكن وصف جميع الشفرات متعددة الأبجديات القائمة على شيفرة قيصر باستخدام لوحة التشفير .

تستخدم لوحة الأحرف مربعًا يحتوي على الأحرف الستة والعشرين من الأبجدية، متبوعًا بستة وعشرين صفًا من الأحرف الإضافية، كل صف منها مُزاح بمقدار واحد إلى اليسار عن الصف الذي يسبقه. وهذا، في جوهره، يُنشئ ستة وعشرين شيفرة قيصرية مختلفة . ^{[ 1 ]}

يظهر النص المشفر الناتج كسلسلة عشوائية أو كتلة بيانات. وبسبب إزاحة المتغيرات، تُخفى ترددات الأحرف الطبيعية . مع ذلك، إذا كان محلل الشفرات على دراية باستخدام هذه الطريقة، يصبح فك التشفير سهلاً. تكون الشفرة عرضة للهجوم لافتقارها إلى مفتاح ، مما يُخالف مبدأ كيركوفس في علم التشفير. ^{[ 1 ]}

في متن اللوحة المستقيمة، يُزاح كل حرف أبجدي حرفًا واحدًا إلى اليسار عن الحرف الذي يسبقه. يُشكّل هذا 26 صفًا من الحروف الأبجدية المُزاحة، تنتهي بحروف تبدأ بالحرف Z (كما هو موضح في الصورة). وبصرف النظر عن هذه الحروف الأبجدية الـ 26، يوجد صف عناوين في الأعلى وعمود عناوين على اليسار، يحتوي كل منهما على حروف الأبجدية بالترتيب من AZ إلى AZ.

يمكن استخدام جدول الأحرف (tabula recta) بعدة طرق متكافئة لتشفير وفك تشفير النصوص. في أغلب الأحيان، يُستخدم عمود العنوان الأيسر لأحرف النص الأصلي، سواءً في التشفير أو فك التشفير. سيتم شرح هذا الاستخدام هنا. لفك تشفير شيفرة تريثيميوس، يُحدد أولًا في جدول الأحرف الأحرف المراد فك تشفيرها: الحرف الأول في العمود الداخلي الأول، والحرف الثاني في العمود الثاني، وهكذا؛ الحرف الموجود مباشرةً في أقصى اليسار، في عمود العنوان، هو حرف النص الأصلي المقابل بعد فك التشفير. بافتراض إزاحة قياسية مقدارها 1 بدون استخدام مفتاح، سيتم فك تشفير النص المشفر HFNOS إلى HELLO (H->H، F->E، N->L، O->L، S->O). لذا، على سبيل المثال، لفك تشفير الحرف الثاني من هذا النص، ابحث أولًا عن الحرف F في العمود الداخلي الثاني، ثم انتقل مباشرةً إلى اليسار، وصولًا إلى عمود العنوان الأيسر، للعثور على حرف النص الأصلي المقابل: E.

يتم تشفير البيانات بطريقة معاكسة، وذلك بتحديد موقع كل حرف من حروف الرسالة في عمود العنوان الأيسر من جدول البيانات، ثم ربطه بالحرف المقابل له في الأعمدة الداخلية. على سبيل المثال، يُعثر على الحرف الأول من الرسالة في عمود العنوان الأيسر، ثم يُربط بالحرف المقابل له مباشرةً في العمود الذي يحمل عنوان "أ". بعد ذلك، يُربط الحرف التالي بالحرف المقابل له في العمود الذي يحمل عنوان "ب"، وهكذا حتى يتم تشفير الرسالة بالكامل. ^{[ 4 ]} إذا اعتبرنا أن مفتاح تشفير تريثيميوس هو ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ، فيمكن تصور عملية التشفير أيضًا على أنها إيجاد، لكل حرف، نقطة تقاطع الصف الذي يحتوي على الحرف المراد تشفيره مع العمود المقابل للحرف الحالي من المفتاح. الحرف الذي يتقاطع عنده هذا الصف والعمود هو حرف النص المشفر.

من الناحية البرمجية، يمكن حساب الشفرة، وتعيينها${\displaystyle A=0,B=1...}$ثم تكون عملية التشفير${\displaystyle ciphertext=(plaintext+key)\!\!\!\!{\pmod {26}}}$تتبع عملية فك التشفير نفس العملية، حيث يتم تبادل النص المشفر والنص الأصلي. يمكن تعريف المفتاح بأنه قيمة حرف من نص مشفر مصاحب في تشفير المفتاح الجاري ، أو ثابت لتشفير قيصر ، أو عداد يبدأ من الصفر مع نقطة في استخدام تريثيميوس. ^{[ 5 ]}

• تشفير نص سري باستخدام شيفرة فيجنير وتابولا ريكتا على يوتيوب - فيديو يوضح ويشرح كيفية استخدام تابولا ريكتا لتشفير فيجنير