lunes, julio 12, 2010

Criptografía clásica. Sustituciones Monoalfabéticas. Cifrado de César con palabra clave

Cifrado de César con palabra clave

    Seguimos con las Sustituciones Monoalfabéticas. Ahora le toca el turno a una variante del Cifrado de César: Cifrado de César con palabra clave.

Descripción

Es otra modificación del cifrado de César. En este caso se escoge un entero k entre 0 y 26 (ambos extremos incluidos) y una palabra o una frase corta a la que llamaremos palabra llave (clave). Si en la palabra llave hay letras repetidas, sólo se tendrá en cuenta la primera ocurrencia de cada una. La palabra llave será escrita debajo del alfabeto, empezando en la posición que indique k y saltando las letras repetidas. Por ejemplo, si escogemos k = 7 y la palabra llave EXTREMADURA tenemos:

0             7                                     26
A B C D E F G H I J K L M N Ñ O P Q R S T U V W X Y Z
              E X T R M A D U
 
El resto de las letras se emparejan con las que quedan en orden alfabético, empezando justo después de la palabra llave:

A B C D E F G H I J K L M N Ñ O P Q R S T U V W X Y Z
P Q S V W Y Z E X T R M A D U B C F G H I J K L N Ñ O

Una vez que se ha completado la sustitución, ya se puede cifrar cualquier texto, por ejemplo, la frase "Hoy no me puedo levantar" queda como "EBÑ DB AW CJWVB MWKPDIPG".

El número de llaves (claves) de este cifrado es grande, aunque no podamos encontrar llaves para las 27! sustituciones posibles como en una sustitución monoalfabética general. Es un método más fuerte que el cifrado de César normal.


Criptoanálisis

El criptoanálisis de textos cifrados con este cifrado no es demasiado complejo. El análisis a fuerza bruta consistiría en probar con todas las permutaciones posibles hasta que el texto cifrado cobre sentido. No vamos a entrar en él, ya que hay 27! permutaciones.

Es menos costoso hacer un análisis estadístico del texto cifrado ya que todos los cifrados monoalfabéticos mantienen las frecuencias de aparición de las letras del alfabeto. En este caso las frecuencias estarán cambiadas de sitio según la permutación que se haya escogido para cifrar el texto, pero se corresponderán con las del lenguaje.

Supongamos que nos encontramos con el siguiente texto cifrado:

Q YB TGLYO VBJKTBKY MVUHD, WDB OT XYOVWTXYST Q XLHYST JDOD FDJVUOYJ YB YO WHVJKTO. LBT MVUHTWVDB KYBLY WDAD YO YWD, D YO HYWLYHXD; XLHT Q fHTIVO T LB KVYAFD, WTFTS XY XYHHVUTH LB ALHD D XYJFYHKTH LB WDHTSDB. Q YJT MVUHTWVDB TAYBTSD, FDH LB VBJKTBKY, YJKTOOTH YB AVO FYXTSDJ OT LHBT GLY TFHYJTUT YO WDHTSDB XYO HYQ. FYHD YO JDHKVYIVD YHT ALQ FDXYHDJD, D OT BTKLHTOYST XY HYQ FDWD FHDFVWVT T KTOYJ WDJTJ. XY JLYHKY GLY, XY VBAYXVTKD, OT MVUHTWVDB WYJD, Q XY BLYMD YO WDHTSDB XYO HYQ FYHATBYWVD T JTOMD.

Si hacemos un análisis estadístico del texto tenemos que las letras mas usadas ordenadas por mayor uso son Y, T, D, H, B y O.

Las tres letras más frecuentes en castellano son e, a y o. Vamos a sustituirlas por las tres letras más frecuentes del texto cifrado para ver lo que obtenemos:

Q eB aGLeO VBJKaBKe MVUHo, WoB Oa XeOVWaXeSa Q XLHeSa JoOo FoJVUOeJ eB eO WHVJKaO. LBa MVUHaWVoB KeBLe WoAo eO eWo, o eO HeWLeHXo; XLHa Q fHaIVO a LB KVeAFo, WaFaS Xe XeHHVUaH LB ALHo o XeJFeHKaH LB WoHaSoB. Q eJa MVUHaWVoB aAeBaSo, FoH LB VBJKaBKe, eJKaOOaH eB AVO FeXaSoJ Oa LHBa GLe aFHeJaUa eO WoHaSoB XeO HeQ. FeHo eO JoHKVeIVo eHa ALQ FoXeHoJo, o Oa BaKLHaOeSa Xe HeQ FoWo FHoFVWVa a KaOeJ WoJaJ. Xe JLeHKe GLe, Xe VBAeXVaKo, Oa MVUHaWVoB WeJo, Q Xe BLeMo eO WoHaSoB XeO HeQ FeHAaBeWVo a JaOMo.

En el texto encontramos eO y Oa; eO podría ser en, es o el, con lo que Oa podría ser na, sa o la respectivamente. Parece lógico que cambiemos la O por una l, que es lo único que parece tener sentido:

Q eB aGLel VBJKaBKe MVUHo, WoB la XelVWaXeSa Q XLHeSa Jolo FoJVUleJ eB el WHVJKal. LBa MVUHaWVoB KeBLe WoAo el eWo, o el HeWLeHXo; XLHa Q fHaIVl a LB KVeAFo, WaFaS Xe XeHHVUaH LB ALHo o XeJFeHKaH LB WoHaSoB. Q eJa MVUHaWVoB aAeBaSo, FoH LB VBJKaBKe, eJKallaH eB AVl FeXaSoJ la LHBa GLe aFHeJaUa el WoHaSoB Xel HeQ. FeHo el JoHKVeIVo eHa ALQ FoXeHoJo, o la BaKLHaleSa Xe HeQ FoWo FHoFVWVa a KaleJ WoJaJ. Xe JLeHKe GLe, Xe VBAeXVaKo, la MVUHaWVoB WeJo, Q Xe BLeMo el WoHaSoB Xel HeQ FeHAaBeWVo a JalMo.

Tenemos las palabras Xel y Xe, con lo que parece razonable sustituir la X por una d:

Q eB aGLel VBJKaBKe MVUHo, WoB la delVWadeSa Q dLHeSa Jolo FoJVUleJ eB el WHVJKal. LBa MVUHaWVoB KeBLe WoAo el eWo, o el HeWLeHdo; dLHa Q fHaIVl a LB KVeAFo, WaFaS de deHHVUaH LB ALHo o deJFeHKaH LB WoHaSoB. Q eJa MVUHaWVoB aAeBaSo, FoH LB VBJKaBKe, eJKallaH eB AVl FedaSoJ la LHBa GLe aFHeJaUa el WoHaSoB del HeQ. FeHo el JoHKVeIVo eHa ALQ FodeHoJo, o la BaKLHaleSa de HeQ FoWo FHoFVWVa a KaleJ WoJaJ. de JLeHKe GLe, de VBAedVaKo, la MVUHaWVoB WeJo, Q de BLeMo el WoHaSoB del HeQ FeHAaBeWVo a JalMo.

Tenemos la palabra de una Q, que podría descifrarse por y o a, pero la a ya la hemos sustituido, así que sustituimos la Q por una y:

y eB aGLel VBJKaBKe MVUHo, WoB la delVWadeSa y dLHeSa Jolo FoJVUleJ eB el WHVJKal. LBa MVUHaWVoB KeBLe WoAo el eWo, o el HeWLeHdo; dLHa y fHaIVl a LB KVeAFo, WaFaS de deHHVUaH LB ALHo o deJFeHKaH LB WoHaSoB. y eJa MVUHaWVoB aAeBaSo, FoH LB VBJKaBKe, eJKallaH eB AVl FedaSoJ la LHBa GLe aFHeJaUa el WoHaSoB del Hey. FeHo el JoHKVeIVo eHa ALy FodeHoJo, o la BaKLHaleSa de Hey FoWo FHoFVWVa a KaleJ WoJaJ. de JLeHKe GLe, de VBAedVaKo, la MVUHaWVoB WeJo, y de BLeMo el WoHaSoB del Hey FeHAaBeWVo a JalMo.

Tenemos la palabra Hey, que puede ser rey o ley, con lo que la H se puede sustituir por r o por l. Para resolver el problema basta que nos fijemos en la palabra eHa, que con las dos sustituciones posibles de H queda como era o ela. Parece más adecuado realizar la sustitución de la letra H por r, con lo que queda:

y eB aGLel VBJKaBKe MVUro, WoB la delVWadeSa y dLreSa Jolo FoJVUleJ eB el WrVJKal. LBa MVUraWVoB KeBLe WoAo el eWo, o el reWLerdo; dLra y fraIVl a LB KVeAFo, WaFaS de derrVUar LB ALro o deJFerKar LB WoraSoB. y eJa MVUraWVoB aAeBaSo, For LB VBJKaBKe, eJKallar eB AVl FedaSoJ la LrBa GLe aFreJaUa el WoraSoB del rey. Fero el JorKVeIVo era ALy FoderoJo, o la BaKLraleSa de rey FoWo FroFVWVa a KaleJ WoJaJ. de JLerKe GLe, de VBAedVaKo, la MVUraWVoB WeJo, y de BLeMo el WoraSoB del rey FerAaBeWVo a JalMo.

En el texto aparece la palabra Fero, que se descifra por pero, lo que nos hace sustituir la F por la p:

y eB aGLel VBJKaBKe MVUro, WoB la delVWadeSa y dLreSa Jolo poJVUleJ eB el WrVJKal. LBa MVUraWVoB KeBLe WoAo el eWo, o el reWLerdo; dLra y fraIVl a LB KVeApo, WapaS de derrVUar LB ALro o deJperKar LB WoraSoB. y eJa MVUraWVoB aAeBaSo, por LB VBJKaBKe, eJKallar eB AVl pedaSoJ la LrBa GLe apreJaUa el WoraSoB del rey. pero el JorKVeIVo era ALy poderoJo, o la BaKLraleSa de rey poWo propVWVa a KaleJ WoJaJ. de JLerKe GLe, de VBAedVaKo, la MVUraWVoB WeJo, y de BLeMo el WoraSoB del rey perAaBeWVo a JalMo.

Con la palabra poderoJo deducimos que la J se sustituye por la s:

y eB aGLel VBsKaBKe MVUro, WoB la delVWadeSa y dLreSa solo posVUles eB el WrVsKal. LBa MVUraWVoB KeBLe WoAo el eWo, o el reWLerdo; dLra y fraIVl a LB KVeApo, WapaS de derrVUar LB ALro o desperKar LB WoraSoB. y esa MVUraWVoB aAeBaSo, por LB VBsKaBKe, esKallar eB AVl pedaSos la LrBa GLe apresaUa el WoraSoB del rey. pero el sorKVeIVo era ALy poderoso, o la BaKLraleSa de rey poWo propVWVa a Kales Wosas. de sLerKe GLe, de VBAedVaKo, la MVUraWVoB Weso, y de BLeMo el WoraSoB del rey perAaBeWVo a salMo.

Ya se ven algunas palabras claramente. Sustituimos la B por la n, la W por la c, la K por la t, la U por la b y la M por la v:

y en aGLel Vnstante vVbro, con la delVcadeSa y dLreSa solo posVbles en el crVstal. Lna vVbracVon tenLe coAo el eco, o el recLerdo; dLra y fraIVl a Ln tVeApo, capaS de derrVbar Ln ALro o despertar Ln coraSon. y esa vVbracVon aAenaSo, por Ln Vnstante, estallar en AVl pedaSos la Lrna GLe apresaba el coraSon del rey. pero el sortVeIVo era ALy poderoso, o la natLraleSa de rey poco propVcVa a tales cosas. de sLerte GLe, de VnAedVato, la vVbracVon ceso, y de nLevo el coraSon del rey perAanecVo a salvo.

Ya parece claro que el texto original es:

Y en aquel instante vibró, con la delicadeza y dureza sólo posibles en el cristal. Una vibración tenue como el eco, o el recuerdo; dura y frágil a un tiempo, capaz de derribar un muro o despertar un corazón. Y esa vibración amenazó, por un instante, estallar en mil pedazos la urna que apresaba el corazón del Rey. Pero el sortilegio era muy poderoso, o la naturaleza de Rey poco propicia a tales cosas. De suerte que, de inmediato, la vibración cesó, y de nuevo el corazón del Rey permaneció a salvo .

Una vez descifrado el texto, sabemos que se ha usado la siguiente sustitución:

0           6
a b c d e f g h i j k l m n ñ o p q r s t u v w x y z
t u w x y z i n v e r o a b c d f g h j k l m ñ p q s

Con lo que podemos asegurar que el texto ha sido cifrado con la llave "invierno" empezando en la posición 6.

El texto del ejemplo ha sido extraído de Olvidado Rey Gudú, de Ana María Matute.

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