The one-time pad | Journey into cryptography | Computer Science | Khan Academy

Για πάνω από τετρακόσια χρόνια παρέμενε το πρόβλημα.

Πώς θα μπορούσε η Αλίκη να σχεδιάσει ένα κωδικό που να κρύβει το αποτύπωμά της,

οπότε και να αποτρέπει τη διαρροή πληροφοριών.

Η απάντηση είναι η τυχαιότητα.

Φανταστείτε οτί η Αλίκη ρίχνει ένα ζάρι με 26 πλευρές

για να φτιάξει μία μεγάλη λίστα από τυχαίες μετατοπίσεις,

και τη μοιράζεται με το Μπομπ, αντί για μία κωδική λέξη.

Τώρα, για να κρυπτογραφήσει το μήνυμα,

η Αλίκη χρησιμοποιεί τη λίστα με τις τυχαίες μετατοπίσεις.

Είναι σημαντικό αυτή η λίστα να είναι όσο μεγάλο είναι και το μήνυμα

για να αποφευχθούν τυχόν επαναλήψεις.

Μετά, στέλνει το κρυπτογραφημένο μήνυμα στον Μπομπ, ο οποίος αποκρυπτογραφεί το μήνυμα,

χρησιμοποιώντας την ίδια λίστα τυχαίων μετατοπίσεων που του είχε δώσει.

Τώρα η Εύα έχει ένα πρόβλημα,

γιατί το τελικό κρυπτογραφημένο μήνυμα

θα έχει δύο σημαντικές ιδιότητες:

Πρώτον, οι μετατοπίσεις δεν έχουν κάποιο επαναληπτικό μοτίβο,

και δεύτερον, το κρυπτογραφημένο μήνυμα θα έχει μία ομοιόμορφη κατανομή συχνοτήτων.

γιατί δεν υπάρχει κάποια διαφορά στις συχνότητες,

οπότε και καμία διαρροή.

Είναι πλέον αδύνατο για την Εύα να σπάσει την κρυπτογράφηση.

Αυτή είναι η πιο ανθεκτική μέθοδος κρυπτογράφησης

και εμφανίζεται προς το τέλος του 19ου αιώνα.

Είναι πλέον γνωστή ώς "μπλοκ μίας χρήσης" (one time pad).

Για να συνειδητοποίησουμε τη δύναμε του "μπλοκ μίας χρήσης",

πρέπει πρώτα να καταλάβουμε τη συνδυαστική έκρηξη που λαμβάνει χώρα.

Για παράδειγμα, ο κωδικός του Καίσαρα μετατόπιζε κάθε γράμμα με τον ίδιο τρόπο,

δηλαδή από 1 εώς 26 θέσεις.

Οπότε αν η Αλίκη κωδικοποιούσε το όνομά της,

θα κατέληγε σε μία από τις 26 πιθανές κρυπτογραφήσεις,

ένας μικρός αριθμός πιθανών αποτελεσμάτων, εύκολος να ελεγχθεί,

με μία διαδικασία που ονομάζεται έρευνα brute force.

Συγκρίνετέ το με το "μπλοκ μίας χρήσης",

όπου το κάθε γράμμα μετατοπίζεται

κατά ένα διαφορετικό αριθμό θέσεων από το 1 εώς το 26.

Τώρα σκεφτείτε τον αριθμό πιθανών κρυπτογραφήσεων,

θα είναι το 26 πολλαπλασιασμένο με το 5,

κάτι που ισούται σχεδόν με 12 εκατομμύρια.

Κάποιες φορές είναι δύσκολο να το φανταστούμε.

Οπότε σκεφτείτε ότι η Αλίκη γράφει το όνομά της σε μία σελίδα,

και από πάνω, γράφει κάθε δυνατή κρυπτογράφησή του.

Ποιό νομίζετε ότι θα είναι το μέγεθος;

Με σχεδόν 1 2 εκατομμύρια δυνατές λέξεις 5 γραμμάτων,

η στοίβα με χαρτιά θα είναι τεράστια,

πάνω από ένα χιλιόμετρο μεγάλη.

Όταν η Αλίκη κρυπτογραφεί το όνομά της με το "μπλοκ μίας χρήσης",

είναι το ίδιο σα να επιλέγει μία από αυτές τις σελίδες στην τύχη.

Από τη μεριά της Εύας, της κρυπταναλύτριας,

Κάθε κρυπτογραφημένη λέξη 5 γραμμάτων που έχει

είναι εξίσου πιθανή με οποιαδήποτε άλλη στη στοίβα.

Αυτή είναι η τέλεια ασφάλεια στην πράξη.