ग्रिल (क्रिप्टोग्राफी)

क्रिप्टोग्राफी के इतिहास में, "ग्रिल सिफ़र" को एक तकनीक  कहा जाता है, जिसका उपयोग प्लेनटेक्स्ट को कागज के एक छिद्रित शीट के माध्यम से एन्क्रिप्ट करने के लिए किया जाता था। सबसे प्राचीन ज्ञात विवरण  जिरोलामो कार्डानो के द्वारा 1550 में दिया गया था। उनका प्रस्ताव एक आयताकार स्टैंसिल के लिए था जिससे एकल अक्षर, वर्णमाला या शब्द लिखे जा सकते थे, और पुनः  उसको इसके विभिन्न छिद्रों के माध्यम से पढ़ा जा सकता था। प्लेनटेक्स्ट के लिखे हुए भाग और भी गुप्त बनाए जा सकते थे जिसके लिए उन्हें उन भागों के बीच गैर-संक्षेपण वाले शब्द या अक्षरों से भरा जा सकता था। यह विकल्प भी स्टेग्नोग्राफ़ी का एक उदाहरण है, जिसमें ग्रिल सिफ़र के कई रूप सम्मिलित  होते हैं।

कार्डन ग्रिल और विविधताएं
कार्डन ग्रिल का आविष्कार गुप्त लेखन की एक विधि के रूप में किया गया था। क्रिप्टोग्राफी शब्द 17वीं शताब्दी के मध्य से गुप्त संचार के लिए अधिक परिचित शब्द बन गया। पहले स्टेग्नोग्राफ़ी शब्द सरल था। "साइफर" - जिसे एक समय पर एक ही अर्थ में "साइफर" और "सिफर" भी लिखा जाता था। क्रिप्टोग्राफी और स्टेग्नोग्राफ़ी के बीच आधुनिक अंतर है।

सर फ़्रांसिस बेकन ने साइफर के लिए तीन मौलिक शर्तें दी थीं। संक्षेप में, ये शर्तें निम्नलिखित हैं:


 * 1) साइफर विधि का उपयोग करना कठिन नहीं होना चाहिए।
 * 2) दूसरों के लिए प्लेनटेक्स्ट पुनर्प्राप्त करना संभव नहीं होना चाहिए ।
 * 3) कुछ विषयों में, संदेशों की उपस्थिति पर संदेह नहीं किया जाना चाहिए।

इन तीनों शर्तों को एक साथ पूरा करना कठिन होता है। तीसरी शर्त स्टेगेनोग्राफी के लिए लागू होती है। बेकन का अर्थ था कि एक सिफर संदेश, कुछ विषयों में, बिल्कुल भी सिफर नहीं दिखना चाहिए। मूल कार्डन ग्रिल ने उस उद्देश्य को पूरा किया।

कार्डानो के मूल विधान पर विभिन्न वैशिष्ट्यिकताएँ थीं, यद्यपि, उनका उद्देश्य तीसरी शर्त को पूरा करने के लिए नहीं था और सामान्यतः दूसरी शर्त को पूरा करने में भी विफल रहे। परंतु, बहुत कम सिफरों ने कभी दूसरी शर्त को पूरा करने में सफलता प्राप्त कर पाए हैं, इसलिए जब भी ग्रिल सिफर का उपयोग किया जाता है तो सामान्यतः क्रिप्टोएनालिस्ट के लिए यह खुशी की बात होती है।

ग्रिल साइफर की एक आकर्षण विशेषता उसके उपयोगकर्ताओं के लिए इसकी सरलता पहली शर्त में है। संक्षेप में कहें तो, यह बहुत ही सरल है।

एकल अक्षर वाली ग्रिल्स
सभी साइफर दूसरों के साथ संचार के लिए ही उपयोग नहीं होते हैं: कई बार रेकॉर्ड और स्मरण पुस्तिकाएँ लेखक के लिए एकल उपयोग के लिए साइफर में रखी जा सकती हैं। इस उपयोग में ग्रिल बहुत आसानी से उपयोग किया जा सकता है ताकि संक्षेप्त जानकारी जैसे एक कीवर्ड या कुंजी संख्या की सुरक्षा हो सके।

उदाहरण में, एक ग्रिल में आठ अनियमित रूप से रखे गए छेद होते हैं - एक कुंजी शब्द टैंगियर्स की लंबाई के समान होती है। ग्रिल को एक जालीदार शीट पर रखा गया है और अक्षर शीट ऊपर से नीचे तक लिखे जाते हैं।

ग्रिल को हटाने के बाद, ग्रिड को यादृच्छिक अक्षर और संख्याओं से भर दिया जाता है। उसके बाद, उम्मीद होती है कि केवल ग्रिल या उसके प्रतिलिपि के धारक ही छिपे हुए अक्षरों या संख्याओं को पढ़ सकते हैं - जो उदाहरण के लिए, उसी समय जब गिआम्बतिस्ता डेला पोर्टा द्वारा प्रस्तावित पॉलीफ़ैलेटिक साइफर के लिए कुंजी हो सकती है।

ग्रिल और ग्रिड को अलग-अलग रखा जाता है। यदि केवल एक ही प्रतिलिपि ग्रिल की और एक ग्रिड की होती है, तो ग्रिल या ग्रिड के खोने से दोनों की हानि होती है।

स्पष्ट रूप से, ग्रिल सिफर द्वारा संवाद के विषयों में, प्रेषक और प्राप्तकर्ता दोनों के पास ग्रिल की एक समान प्रति होनी चाहिए। ग्रिल की हानि से उस ग्रिल के साथ एन्क्रिप्ट की गई सभी गोपनीय संवाद की संभावित हानि होती है, जिससे संदेशों को पढ़ा नहीं जा सकता है।

इस तरह के ग्रिल का एक और उपयोग प्रस्तावित किया गया है: यह पूर्व मौजूदा पाठ से प्सेडो-रैंडम अनुक्रम उत्पन्न करने का एक विधि है।  इस दृष्टिकोण को वॉयनिच पांडुलिपि से संबंध प्रस्तावित किया गया है। यह एक क्रिप्टोग्राफी के क्षेत्र है जिसे डेविड काह्न ने इसे एनिग्मैटोलॉजी  के रूप में कहा है और जिसमें डॉक्टर जॉन डी और शेक्सपियर के रचनाओं में संशयास्पद साइफर्स और फ्रांसिस बेकन के लिखे हुए कामों के बीच का संबंध बनाया गया है, जिन्हें विलियम एफ. फ्राइडमैन ने जांच कर अस्वीकार किया।

ट्रेलिस सिफर
बताया जाता है कि अलिज़बेटन जासूस मास्टर सर फ्रांसिस वालसिंघम (1530-1590) ने अपने एजेंटों के साथ संचार में सादे पाठ के अक्षरों को छुपाने के लिए एक जाली का उपयोग किया था। हालाँकि, उन्होंने आम तौर पर संयुक्त कोड-सिफर विधि को प्राथमिकता दी जिसे नामकरणकर्ता के रूप में जाना जाता है, जो उनके समय में व्यावहारिक अत्याधुनिक थी। ट्रेलिस को रिक्त स्थान वाले एक उपकरण के रूप में वर्णित किया गया था जो प्रतिवर्ती था। ऐसा प्रतीत होता है कि यह एक ट्रांसपोज़िशन टूल है जो रेल बाड़ सिफर जैसा कुछ उत्पन्न करता है और एक शतरंज बोर्ड जैसा दिखता है।

यह ज्ञात नहीं है कि कार्डानो ने इस बदलाव का प्रस्ताव रखा था, लेकिन वह एक शतरंज खिलाड़ी था जिसने गेमिंग पर एक किताब लिखी थी, इसलिए यह पैटर्न उससे परिचित रहा होगा। जबकि साधारण कार्डन ग्रिल में मनमाने ढंग से छिद्र होते हैं, यदि छेद काटने की उसकी विधि शतरंज बोर्ड के सफेद वर्गों पर लागू होती है तो एक नियमित पैटर्न परिणाम मिलता है।

शतरंज के लिए गूढ़लेखक की शुरुआत बोर्ड के गलत स्थिति में होने से होती है। संदेश का प्रत्येक क्रमिक अक्षर एक ही वर्ग में लिखा गया है। यदि संदेश लंबवत रूप से लिखा गया है, तो इसे क्षैतिज रूप से हटा दिया जाता है और इसके विपरीत।

32 अक्षर भरने के बाद, बोर्ड को 90 डिग्री पर घुमाया जाता है और अन्य 32 अक्षर लिखे जाते हैं (ध्यान दें कि बोर्ड को क्षैतिज या लंबवत रूप से पलटना बराबर है)। छोटे संदेश शून्य अक्षरों (यानी, पैडिंग (क्रिप्टोग्राफी)) से भरे होते हैं। 64 अक्षरों से अधिक लंबे संदेशों के लिए बोर्ड को एक बार और पलटने और कागज की एक और शीट की आवश्यकता होती है। यदि सादा पाठ बहुत छोटा है, तो प्रत्येक वर्ग को पूरी तरह से शून्य से भरा जाना चाहिए।

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यह ट्रांसपोज़िशन विधि एक अपरिवर्तनीय पैटर्न उत्पन्न करती है और सरसरी नोट्स के अलावा किसी भी चीज़ के लिए संतोषजनक रूप से सुरक्षित नहीं है।

33, 5, 41, 13, 49, 21, 57, 29, 1, 37, 9, 45, 17, 53, 25, 61, 34, 6, 42, 14, 50, 22, 58, 30, 2, 38, 10, 46, 18, 54, 26, 62, 35, 7, 43, 15, 51, 23, 59, 31, 3, 39, 11, 47, 19, 55, 27, 63, 36, 8, 44, 16, 52, 24, 60, 32, 4, 40, 12, 48, 20, 56, 28, 6 4

अक्षरों को अस्पष्ट करने के लिए दूसरे स्थानान्तरण की आवश्यकता है। शतरंज की सादृश्यता के बाद, जो रास्ता अपनाया गया वह शूरवीर की चाल हो सकता है। या किसी अन्य पथ पर सहमति व्यक्त की जा सकती है, जैसे कि एक रिवर्स सर्पिल, साथ में एक संदेश की शुरुआत और अंत को पैड करने के लिए विशिष्ट संख्या में नल।

टर्निंग ग्रिल्स
आयताकार कार्डन ग्रिल्स को चार स्थितियों में रखा जा सकता है। सलाखें या शतरंज की बिसात में केवल दो स्थितियाँ होती हैं, लेकिन इसने चार स्थितियों वाली एक अधिक परिष्कृत मोड़ वाली ग्रिल को जन्म दिया, जिसे दो दिशाओं में घुमाया जा सकता है।

ऑस्ट्रियाई घुड़सवार सेना के एक सेवानिवृत्त कर्नल, बैरन एडौर्ड फ़्लिसनर वॉन वोस्ट्रोविट्ज़ ने 1880 में शतरंज बोर्ड सिफर में एक बदलाव का वर्णन किया था और उनकी ग्रिल्स को प्रथम विश्व युद्ध के दौरान जर्मन सेना द्वारा अपनाया गया था। इन ग्रिल्स का नाम अक्सर फ़्लिसनर के नाम पर रखा जाता है, हालांकि उन्होंने अपनी सामग्री को बड़े पैमाने पर लिया था। 1809 में टुबिंगन में प्रकाशित एक जर्मन कार्य से, जो क्लुबर द्वारा लिखा गया था, जिन्होंने ग्रिल के इस रूप का श्रेय कार्डानो को दिया, जैसा कि हेलेन फाउचे गेन्स ने किया था। बाउर ने नोट किया कि ग्रिल्स का उपयोग 18वीं शताब्दी में किया गया था, उदाहरण के लिए 1745 में डच स्टैडथौडर विलियम IV के प्रशासन में। बाद में, गणितज्ञ सी.एफ. हिंडनबर्ग ने 1796 में टर्निंग ग्रिल्स का अधिक व्यवस्थित रूप से अध्ययन किया। '[उन्हें] अक्सर उनके ऐतिहासिक मूल की अज्ञानता के कारण फ़्लिसनर ग्रिल्स कहा जाता है।'

फ़्लिसनर (या फ़्लीसनर) ग्रिल का एक रूप 8x8 ग्रिड में 16 छिद्र बनाता है - प्रत्येक चतुर्थांश में 4 छेद। यदि प्रत्येक चतुर्थांश में वर्गों की संख्या 1 से 16 तक है, तो सभी 16 संख्याओं का उपयोग केवल एक बार ही किया जाना चाहिए। यह एपर्चर को रखने में कई बदलावों की अनुमति देता है।

ग्रिल की चार स्थितियाँ हैं - उत्तर, पूर्व, दक्षिण, पश्चिम। प्रत्येक स्थिति 64 वर्गों में से 16 को उजागर करती है। गूढ़लेखक ग्रिल को एक शीट पर रखता है और संदेश के पहले 16 अक्षर लिखता है। फिर, ग्रिल को 90 डिग्री घुमाकर, दूसरे 16 लिखे जाते हैं, और इसी तरह जब तक ग्रिड भर न जाए।

विभिन्न आयामों की ग्रिल्स का निर्माण संभव है; हालाँकि, यदि एक चतुर्थांश में वर्गों की संख्या विषम है, भले ही कुल एक सम संख्या हो, तो एक चतुर्थांश या अनुभाग में एक अतिरिक्त छिद्र होना चाहिए। फ़्लिसनर ग्रिल के चित्रण में जगह की आसानी के लिए अक्सर 6x6 का उदाहरण लिया जाता है; एक चतुर्थांश में एपर्चर की संख्या 9 है, इसलिए तीन चतुर्थांश में 2 एपर्चर होते हैं और एक चतुर्थांश में 3 होना चाहिए। एपर्चर का कोई मानक पैटर्न नहीं है: वे उपरोक्त विवरण के अनुसार, उपयोगकर्ता द्वारा उत्पादन के इरादे से बनाए जाते हैं एक अच्छा मिश्रण.

इस पद्धति को तब व्यापक मान्यता मिली जब जूल्स वर्ने ने 1885 में प्रकाशित अपने उपन्यास मैथियास सैंडोर्फ में एक कथानक उपकरण के रूप में टर्निंग ग्रिल का उपयोग किया। वर्ने को यह विचार फ़्लिसनर के ग्रंथ हैंडबच डेर क्रिप्टोग्राफ़ी में मिला था जो 1881 में प्रकाशित हुआ था।

प्रथम विश्व युद्ध के दौरान फ़्लिसनर ग्रिल्स का निर्माण विभिन्न आकारों में किया गया था और 1916 के अंत में जर्मन सेना द्वारा इसका उपयोग किया गया था। प्रत्येक ग्रिल का एक अलग कोड नाम था:- 5x5 ANNA; 6X6 बर्टा; 7X7 क्लारा; 8X8 डोरा; 9X9 ईएमआईएल; 10X10 फ़्रांज़। उनकी सुरक्षा कमज़ोर थी, और उन्हें चार महीने बाद वापस ले लिया गया।

उपयोग में आने वाले ग्रिल के आकार को इंगित करने का एक अन्य तरीका सिफर टेक्स्ट की शुरुआत में एक कुंजी कोड डालना था: ई = 5; एफ = 6 इत्यादि। ग्रिल को किसी भी दिशा में घुमाया जा सकता है और प्रारंभिक स्थिति का उत्तर होना आवश्यक नहीं है। स्पष्ट रूप से कार्य पद्धति प्रेषक और प्राप्तकर्ता के बीच व्यवस्था द्वारा होती है और एक कार्यक्रम के अनुसार संचालित की जा सकती है।

निम्नलिखित उदाहरणों में, दो सिफर टेक्स्ट में एक ही संदेश है। इनका निर्माण उदाहरण ग्रिल से किया गया है, जो उत्तर की स्थिति से शुरू होता है, लेकिन एक ग्रिल को दक्षिणावर्त और दूसरे को वामावर्त घुमाकर बनाया जाता है। फिर सिफरटेक्स्ट को ग्रिड से क्षैतिज रेखाओं में हटा दिया जाता है - लेकिन इसे समान रूप से लंबवत रूप से भी हटाया जा सकता है।

दक्षिणावर्त

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1925 में इतालवी सिग्नल कोर के लुई सैको  ने सिफर पर एक किताब लिखना शुरू किया जिसमें महान युद्ध, नोजियोनी डि क्रिटोग्राफिया के कोड पर प्रतिबिंब शामिल थे। उन्होंने देखा कि सुरक्षा में काफी वृद्धि के साथ फ़्लिसनर की विधि को फ्रैक्शनेटिंग सिफर, जैसे डेलास्टेल  द्विभाजित सिफर  या चार-वर्ग सिफर|फोर-स्क्वायर पर लागू किया जा सकता है।

ग्रिल सिफर चीनी अक्षरों को स्थानांतरित करने के लिए भी उपयोगी उपकरण हैं; वे शब्दों को वर्णमाला या शब्दांश वर्णों में लिखने से बचते हैं, जिन पर अन्य सिफर (उदाहरण के लिए, प्रतिस्थापन सिफर) लागू किए जा सकते हैं।

प्रथम विश्व युद्ध के बाद, मशीन एन्क्रिप्शन ने सरल सिफर उपकरणों को अप्रचलित बना दिया, और ग्रिल सिफर शौकिया उद्देश्यों को छोड़कर अनुपयोगी हो गए। फिर भी, ग्रिल्स ने ट्रांसपोज़िशन सिफर के लिए बीज विचार प्रदान किए जो आधुनिक क्रिप्टोग्राफी में परिलक्षित होते हैं।

डी'अगापेयेफ़ सिफर
अनसुलझा डी'अगापेयेफ सिफर, जिसे 1939 में एक चुनौती के रूप में स्थापित किया गया था, में 14x14 डायनोम शामिल हैं और यह एक ग्रिल के माध्यम से भिन्नीकृत सिफर पाठ को स्थानांतरित करने के सैको के विचार पर आधारित हो सकता है।

एक तृतीय-पक्ष ग्रिल: क्रॉसवर्ड पहेली
ग्रिल्स का वितरण, कुंजी विनिमय की कठिन समस्या का एक उदाहरण है, जिसे समाचार पत्र क्रॉसवर्ड पहेली के रूप में आसानी से उपलब्ध तृतीय-पक्ष ग्रिड लेकर आसान बनाया जा सकता है। हालाँकि यह पूरी तरह से एक ग्रिल सिफर नहीं है, यह काले वर्गों के साथ शतरंज की बिसात जैसा दिखता है और इसका उपयोग कार्डन तरीके से किया जा सकता है। संदेश पाठ को सफेद वर्गों में क्षैतिज रूप से लिखा जा सकता है और सिफरटेक्स्ट को लंबवत रूप से हटाया जा सकता है, या इसके विपरीत।

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फिर से, सैको के अवलोकन के बाद, यह विधि क्रमबद्ध खेल मेला  जैसे भिन्नात्मक सिफर को बाधित करती है। क्रॉसवर्ड भी कीवर्ड का एक संभावित स्रोत हैं। चित्रित आकार की एक ग्रिड में महीने के प्रत्येक दिन के लिए एक शब्द होता है, वर्गों को क्रमांकित किया जाता है।

क्रिप्टैनालिसिस
मूल कार्डानो ग्रिल सज्जनों के निजी पत्राचार के लिए एक साहित्यिक उपकरण था। इसके उपयोग के किसी भी संदेह से छिपे हुए संदेशों की खोज हो सकती है जहां कोई भी छिपा हुआ संदेश मौजूद नहीं है, इस प्रकार क्रिप्टोएनालिस्ट भ्रमित हो जाता है। यादृच्छिक ग्रिड में अक्षर और संख्याएँ बिना किसी पदार्थ के आकार ले सकते हैं। ग्रिल प्राप्त करना ही हमलावर का मुख्य लक्ष्य है।

लेकिन अगर ग्रिल कॉपी प्राप्त नहीं की जा सकी तो सब कुछ ख़त्म नहीं हो गया है। कार्डानो ग्रिल के बाद के वेरिएंट में समस्याएं मौजूद हैं जो सभी ट्रांसपोज़िशन सिफर के लिए आम हैं। आवृत्ति विश्लेषण अक्षरों का सामान्य वितरण दिखाएगा, और उस भाषा का सुझाव देगा जिसमें सादा पाठ लिखा गया था। समस्या, जिसे आसानी से बताया जा सकता है, हालांकि कम आसानी से पूरा किया जा सकता है, ट्रांसपोज़िशन पैटर्न की पहचान करना और सिफरटेक्स्ट को डिक्रिप्ट करना है। एक ही ग्रिल का उपयोग करके लिखे गए कई संदेशों का कब्ज़ा एक काफी सहायता है।

गेन्स ने हैंड सिफर और उनके क्रिप्टोएनालिसिस पर अपने मानक काम में, ट्रांसपोज़िशन सिफर का एक लंबा विवरण दिया, और टर्निंग ग्रिल के लिए एक अध्याय समर्पित किया।

यह भी देखें

 * क्रिप्टोग्राफी में विषय

अग्रिम पठन

 * Richard Deacon, A History of the British Secret Service, Frederick Mũller, London, 1969
 * Luigi Sacco, Nozzioni di crittografia, privately printed, Rome, 1930; revised and reprinted twice as Manuale di crittografia


 * Friedrich L. Bauer Decrypted Secrets - Methods and Maxims of Cryptology, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 1997, ISBN 3-540-60418-9

बाहरी संबंध