בואו לגלות את עמוד הכתבה החדש שלנו
 

אתם מחוברים לאתר דרך IP ארגוני, להתחברות דרך המינוי האישי

רשימת קריאה

רשימת הקריאה מאפשרת לך לשמור כתבות ולקרוא אותן במועד מאוחר יותר באתר,במובייל או באפליקציה.

לחיצה על כפתור "שמור", בתחילת הכתבה תוסיף את הכתבה לרשימת הקריאה שלך.
לחיצה על "הסר" תסיר את הכתבה מרשימת הקריאה.

היונה שלקחה סודותיה לקבר: הצפנה בשירות הוד מלכותה

כשדיוויד מרטין טיפס לעליית הגג שלו כדי לשפץ את הארובה הישנה הוא לא שיער שיגלה שם תעלומה ישנה שתוגיע את מוחם של מיטב המומחים של שירות הביון במדינה - ואפילו מחשבי על לא יכולים לפתור

15תגובות
REUTERS

לפני 30 שנה החליט דיוויד מרטין לשפץ את הארובה הישנה שבביתו בדרום אנגליה. הוא מצא שם שרידים של יונה שמתה שנים רבות קודם לכן, והבחין כי לאחת מרגליה חובר מיכל אדום קטן. משפתח את התיבה, גילה בה פיסת דף מגולגלת, ועליה נכתב ״שירות היונים״. מתחת לכותרת זו הופיעו 27 מקבצים של אותיות הכתובות בכתב יד. כל מקבץ הכיל 5 אותיות אקראיות.

מה פשר הקוד המסתורי הזה, ואיך ניתן לפענח אותו?

מומחי המודיעין הבריטים שקיבלו לידיהם את דואר היונים הזה הגיעו למסקנה שמדובר בהודעה מוצפנת שנשלחה בזמן מלחמת העולם השניה מטעם כוחות בריטים. הם הניחו שהכוחות לא יכלו לעצור ולהקים תחנת שידור אלחוטית ועל כן נאלצו להשתמש בדרך מסורתית יותר: שליחת יונה להעברת המסר המוצפן. ייתכן אף כי ההודעה נשלחה ממש בסמוך ליום הפלישה לנורמנדי.

ההנחה היא שההודעה הוצפנה בשיטה המכונה "פנקס חד־פעמי" (One Time Pad). שיטת הצפנה זו הומצאה בשנת 1917, ומה שמייחד אותה משיטות הצפנה מוכרות אחרות היא העובדה כי המפתח שלה אקראי, באורך ההודעה עצמה, ומתבסס על הוכחה מתמטית באורח שהופך את השימוש בו לחד פעמי. שימוש בשיטה זו הופך את הצופן לבלתי ניתן לשבירה, אפילו ליריב החמוש בכוח חישוב בלתי מוגבל.

מה? על אף פיתוח מחשבי העל? וגם עם המחשוב הקוונטי? בינה מלאכותית? אפילו אם ננסה להשתמש ב-Deep Learning?

הדוגמה הבולטת והפשוטה ביותר של שיטת הצפנה מושלמת
GCHQ

אכן. אם לא תהיה שום פשלה בדרך, לעולם לא ניתן יהיה לפענח הודעוות מהסוג שהוצמדו לרגל היונה. אז איך בעצם זה עובד, ומדוע אין שום דרך לשבור את ההצפנה?

איך זה עובד?

נניח שסוכנות ביון מסוימת רוצה לשלוח למרגל שלה בארץ היעד את ההודעה Trust No One. נניח שלשני הצדדים, ורק להם, יש פנקס המכיל את אותו רצף אקראי של אותיות. לשם הדוגמה, אפשר לדמיין שלכל יום בשנה מוקדש דף משלו בפנקס. כיצד תתבצע ההצפנה?

1. שולח ההודעה פותח את הפנקס בדף המתאים לאותו תאריך, ובוחר ממנו את האותיות הראשונות בדף, כמספר האותיות שבהודעה אותה הוא רוצה להצפין. במקרה שלנו יש 10 אותיות בהודעה שביקשנו להעביר, ולכן נבחר את 10 האותיות הראשונות בדף. הן למעשה ישמשו כמפתח החד פעמי בעזרתו נצפין את ההודעה.

2. נניח שהאותיות האקראיות הן ENQPE NKNXU. כעת נחליף כל אות בהודעה ובמפתח במספר הסידורי שלה באלפבית. כלומר, a=1, b=2, c=3, וכן הלאה.

3. המסר Trust No One הופך ל- 20 18 21 19 20   14 15 15 14 5, והמפתח האקראי מהפנקס ENQPE NKNXU הופך ל- 5 14 17 16 5   14 11 14 24 21.

4. בשלב הבא נחבר לכל מספר בהודעה את המספר המתאים לו במפתח (לפי הסדר) ונקבל: 25 32 38 35 25   28 26 29 38 26.

5. אם התוצאה גדולה מ-26, נפחית ממנה 26. באופן הזה נבטיח שהתוצאה תמיד תהיה מספר שנע על הטווח שבין 1 ל-26 (כמספר האותיות באלפבית האנגלי). כך תתקבל התוצאה הסופית: 25 6 12 9 25   2 26 3 12 26.

6. לבסוף נחליף כל מספר באות המתאימה לו ונקבל: YFLIY BZCLZ. וזהו. בזאת הסתיימה ההצפנה.

7. את כל החישובים האלה ניתן לבצע בפשטות ובקלות, ללא צורך במחשב - רק פנקס וכלי כתיבה (כאמור - טכנולוגיה של ימי מלחמת העולם השנייה).

ועכשיו, איך מפענחים? בנתיב ההפוך

1. את ההודעה המוצפנת נשלח בדרך כלשהי, למשל - יונה, למרגל והוא יבצע תהליך זהה על ההודעה המוצפנת, אבל בסדר ההפוך: את האותיות במסר המוצפן  YFLIY BZCLZ הוא יחליף בייצוג במספרי שלהן: 25 6 12 9 25 2 26 3 12 26.

2. מהפנקס שלו הוא ישלוף את אותן 10 אותיות של המפתח החד פעמי ENQPE NKNXU ויחליף אותן בייצוג המספרי שלהן: 5 14 17 16 5   14 11 14 24 21.

3. כעת הוא יפחית מכל מספר בהודעה המוצפנת את המספר המתאים לו במפתח (לפי הסדר) ויקבל: 20 -8 -5 -7 20   -12 15 -11 -12 5.

4. אם התוצאה שלילית או שווה לאפס, יוסיף לה 26 ויקבל: 20 18 21 19 20   14 15 15 14 5. 

5. לבסוף יחליף המרגל כל מספר באות המתאימה לו ויקבל: TRUST NOONE. וזה כל הקסם: המרגל שלנו פיענח את ההודעה המוצפנת בהצלחה, וכעת הוא יודע להיזהר.

אז למה בעצם ההצפנה בלתי ניתנת לשבירה?

נניח שההודעה המוצפנת נופלת לידי שירותי הביון הנגדי במדינת היעד, והם מעוניינים לפענחה. מכיוון שהמפתח אקראי, ואין להם שום דרך לנחש אותו, הם צריכים לנסות את כל הצירופים האפשריים באורך 10 של אותיות האלפבית. 

נניח שיש להם כח חישוב וזמן בלתי מוגבל העומד לרשותם: הם יכולים לנסות את כל 141 טריליון הצירופים האלה בתור מפתחות. בשלב כלשהו הם הרי גם יגיעו למפתח הנכון, וכך הם יצליחו לפענח את ההודעה Trust No One, לא?

כן, אבל הבעיה היא שבדרך הם ינסו גם מפתח אחר, שבאמצעותו תתפענח ההודעה Sleep Tight, ומפתח נוסף שיתפענח ל-Night Train וכן הלאה וכן הלאה..

למעשה, אם ינסו את כל המפתחות האפשריים יקבלו את כל הצירופים האפשריים באורך 10 אותיות בתור ההודעה אותה קיוו לפענח. כלומר, אין לתוקף במקרה זה שום דרך לדעת מה המסר הנכון: כל רצף אותיות שהוא יכול היה להיות ההודעה המקורית. שיטה זו היא הדוגמה הבולטת והפשוטה ביותר של שיטת הצפנה מושלמת - Perfect Secrecy.

ומה לגבי המסר המוצפן שמצא דיוויד בארובה? מומחי המודיעין הבריטי הבינו שהיונה לקחה את סודותיה עמה אל הקבר...

גיל דוד מנהל את קבוצת אומנות ההסתרה, סטגנוגרפיה וצפנים בפייסבוק



תגובות

דלג על התגובות

בשליחת תגובה זו הנני מצהיר שאני מסכים/מסכימה עם תנאי השימוש של אתר הארץ

סדר את התגובות

כתבות שאולי פספסתם

*#
בואו לגלות את עמוד הכתבה החדש שלנו