குறியாக்கவியல் (Cryptology)

குறியாக்கவியல் (Cryptology)

இன்றைய உலகில், தகவல் பாதுகாப்பு என்பது இராணுவம், அரசியல் போன்ற துறைகளுக்கு மட்டுமல்லாமல் தனியார் தகவல் தொடர்புக்கும் ஓர் அடிப்படைத் தேவையாக உள்ளது. மேலும், நிதிசார் தகவல் பரிமாற்றம், படச்செயலாக்கம், தொடு உணர்வு கருவி (Biometrics) மற்றும் மின் வணிகப் பரிவர்த்தனை போன்ற செயல்பாடுகளில் தகவல் தொடர்பின் பயன்பாடு இப்போது அதிகரித்துள்ளதால், தகவல் பாதுகாப்பு என்பது முக்கியமான பங்கினை வகிக்கிறது. குறியாக்கவியல் என்பது பாதுகாப்பான வடிவில் தகவல் தொடர்பினை மேற்கொள்ள செய்யும் அறிவியல் என வரையறுக்கலாம். 

1. குறியாக்கவியல் சில தொழில்நுட்ப விளக்கங்கள்:

சாதாரண உரை (Plain Text) : நடைமுறை வடிவில் உள்ள உண்மைச் செய்தியே சாதாரண உரை என்று அழைக்கப்படுகிறது. 

மறைகுறியீடு உரை (Cipher Text) அல்லது மறைகுறியீடு எண் (Cipher Number): மறைகுறியீடாக மாற்றப்பட்ட இரகசிய செய்தியானது மறைகுறியீடு உரை அல்லது மறைகுறியீடு எண் என அழைக்கப்படுகிறது. மறைகுறியீடு உரையானது ஆங்கில பெரிய எழுத்துகளாலும், சாதாரண உரையானது ஆங்கிலச் சிறிய எழுத்துகளாலும் எழுதப்படுவது வழக்கமாகும். இரகசியக்குறிப்பு (Secret Key) என்பது, சாதாரண உரையிலிருந்து மறைக்குறியீடாக மாற்றுவதற்கு பயன்படும் கருவியாகும். 

மறைகுறியாக்கமும் (Encryption) மறைகுறிவிலக்கமும் (Decryption): மறைகுறியாக்கம் என்பது எளிய சாதாரண உரையை இரகசியக்குறியீடாக மாற்றும் செயல்முறையாகும். அதேபோன்று, மறைகுறிவிலக்கம் என்பது இரகசியக் குறியீட்டை சாதாரண உரையாக மாற்றும் செயல்முறையாகும்.

நமது அன்றாட வாழ்வில் சில நேரங்களில் குறியீடு வடிவத்தில் நாம் பயன்படுத்தும் செய்திகளின் மறைகுறியீடு உரைகளை உருவாக்க முயற்சிப்போம்.

2. மறைகுறியீடுகளுக்கான சில எடுத்துக்காட்டுகள்

1. இடம்பெயர்தல் முறையில் மறைகுறியாக்கம் (Shifting Cipher Text) 

சீசர் மறைகுறியீடு (Ceasar Cipher)

சீசர் மறைகுறியீடு என்பது, ஆரம்பகாலம் முதல் பயன்படுத்தப்பட்டு வரும் எளிமையான மறைகுறியீடு முறை ஆகும். சாதாரண உரையின் ஒவ்வோர் எழுத்தையும் ஒரு குறிப்பிட்ட எண்ணிக்கையில் இடம்பெயர்த்து குறியீடாக மாற்றி எழுதும் முறையாகும். 

ஒருவரிடமிருந்து, மற்றொருவருக்கு இரகசியக் குறியீடை பரிமாற்றம் செய்யும்போது, அதற்கான ”குறிப்பு” (Key) இருவரிடமும் இருத்தல் அவசியம். இருவரிடமும் குறிப்பு இருந்தால்தான் செய்தி அனுப்புபவர் உரையை மறைகுறியாக்கம் செய்யவும், செய்தியினைப் பெறுபவர் சாதாரண உரையாக மாற்றவும் முடியும். சீசர் மறைகுறியீடு முறையில் குறிப்பு (key) என்பது ஒவ்வோர் எழுத்தையும் எத்தனை எழுத்துகள் இடம் பெயர்த்து எழுதவேண்டும் என்ற எண்ணிக்கையினைக் குறிப்பதாகும். எனவே, சீசர் மறைகுறியீடு முறையில் எத்தனை எழுத்துகள் இடம் பெயர்த்து எழுதப்பட்டுள்ளது என்ற குறிப்பை அறிந்திருக்க வேண்டும்.

கீழ்க்காணும் எடுத்துக்காட்டுகள் மற்றும் சூழ்நிலைகள் மூலம் இதனைப் பற்றி மேலும் அறிந்து கொள்ளலாம்.

எடுத்துக்காட்டு 7.8

சீசர் மறைகுறியீடு +4 அட்டவணை தொகுப்பைப் பயன்படுத்தி மறைந்துள்ள இரகசிய வாக்கியத்தைக் காண்க.

fvieo mr gshiw ger fi xvmgoc 

தீர்வு:

முதலில் சீசர் மறைகுறியீடு +4 அட்டவணைத் தொகுப்பை உருவாக்குவோம். அதற்காக, ஆங்கில எழுத்துகளில் முதல் 4 எழுத்துகள் இடம் பெயர்த்து ‘e' ஐ 'A' ஆகவும், ‘f’ ஐ ‘B’ ஆகவும் எழுதி வர, இறுதியில் ‘d’ ஐ 'Z' என மாற்றி எழுதி அட்டவணைப்படுத்த வேண்டும்.

இப்போது, சீசர் மறைகுறியீடு +4 அட்டவணை பின்வருமாறு அமைந்திருக்கும். 

கொடுக்கப்பட்ட சாதாரண உரை fvieo mr gshiw ger fi xvmgoc ஐ இரகசியக் குறியீடாக மாற்றியமைக்க கீழ்காணும் படிகளைப் பின்பற்றவும். 

படி 1: முதலில் சீசர் மறைகுறியீடு +4 அட்டவணையைப் பயன்படுத்தி மீண்டும் மீண்டும் வரும் எழுத்துக்களுக்குரிய குறியீடுகளுடன் பொருத்தவும். இது, உரையை விரைவாக மாற்ற நமக்கு உதவும்.

fvieo mr gshiw ger fi xvmgoc 

படி 2: பின்னர் மீதமுள்ள எழுத்துகளுக்குரிய குறியீடுகளைக் கண்டறிந்து நிரப்பவும். 

எனவே, நமக்குத் தேவையான இரகசிய வாக்கியமானது BREAK IN CODES CAN BE TRICKY என்பதாகும்.

2. பிரதியிடுதல் முறையில் மறைகுறியாக்கம் (Substituting Cipher Text)

இந்த முறையில் தகவலைக் குறியாக்கம் அல்லது குறிவிலக்கம் செய்வதற்கு, உரையின் ஒவ்வோர் எழுத்தும் படங்களாகவோ, குறியீடுகளாகவோ, குறிப்புச் செய்தியாகவோ, குறிப்பிட்ட எழுத்துக்களின் தொகுப்பாகவோ, எழுத்துக்களாகவோ அல்லது அவற்றின் கலவையாகவோ மாற்றியமைக்கப்படுகிறது. இதைப் பற்றிப் பின்வரும் சூழ்நிலையிலிருந்து மேலும் அறிந்துகொள்ளலாம். 

சூழ்நிலை:

ஆசிரியர், வகுப்பில் உள்ள மாணவர்களை இரு அணிகளாகப் பிரித்து விளையாட்டு முறையில் கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ள பயிற்சித்தாளை முடிக்குமாறு கூறுகிறார். இரு அணியில் உள்ளவர்களும் ஒவ்வோர் எழுத்திற்கும் பொருத்தமான குறிப்பு எண்களைக் கூற வேண்டும். ஒருவர் மட்டும் மற்றவர்கள் கூறும் குறிப்பு எண்களை அட்டவணையில் நிரப்ப வேண்டும். அதிகபடியாகவும், சரியாகவும் குறிப்பு எண்களைக் கூறுவதற்கேற்ப அணியினர் வெற்றிப்புள்ளிகளைப் பெறுவர்.

பயிற்சி தாள் 1 :− Additive Cipher (Key = 5] 

கொடுக்கப்பட்ட சாதாரண உரையை கூட்டல் மறை உரை (Additive Cipher) எண் குறியீடாக மாற்றவும்.

 “mathematics is a unique symbolic language in which the whole world works and acts accordingly” 

கூட்டல் மறை குறியீடுகளை மாற்றியமைக்க உதவும் குறிப்புகள்: 

• கூட்டல் மறைகுறியீடுகளை மாற்றியமைப்பதற்கு “குறிப்பு எண்” மட்டும் இருந்தால் போதுமானது. அதனைக் கொண்டு மற்ற எண்களுக்கான குறியீடுகளை வரிசையாக எழுதி அட்டவணயை நிரப்பிவிடலாம். 

• உங்களால் ஆங்கில எழுத்துக்களுக்கு நிகழ்வெண் அட்டவணையினை (frequency table) உருவாக்க முடிந்தால், அது குறியீடாக மாற்றி எழுதத் தொடங்குவதற்கு உதவியாக இருக்கும். 

• முதலில், அதிகமான எண்ணிக்கையில் மீண்டும் மீண்டும் வரும் எழுத்துக்களுக்குரிய மறை குறீயீடு எண்களை நிரப்பிக்கொள்ளலாம். 

• நன்கறிந்த ஓரெழுத்து (a அல்லது i) ஈரெழுத்து மற்றும் மூன்றெழுத்து வார்த்தைகள் (of, to, in, it, at, the, and, for, you ... இன்னும் பல) போன்றவைகளை நிரப்பிக்கொள்ளலாம். 

•  மறைகுறியீடு உரையில் உள்ள அடுத்தடுத்த எண்களைக் கண்டறிந்து அவற்றை சாதாரண உரையில் உள்ள அடுத்தடுத்த எழுத்துகளுக்காக நிரப்பிக்கொள்ளலாம்.

இப்போது, கொடுக்கப்பட்ட சாதாரண உரையை மறைகுறியீடு எண்ணாக மாற்றத் தொடங்கும் முன்பு கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ள மறைகுறியீடு அட்டவணையை உருவாக்கவும். இங்கு குறிப்பு எண் (Key) = 5 என்பதால் முறையே a = 05, b = 06 எனத் தொடங்கி z = 04 வரை மறைகுறியீடு அட்டவணையினை உருவாக்குவோம். 

மறைகுறியாக்கத்தை தொடங்குவதற்கு முன் ஆங்கில எழுத்துக்களின் நிகழ்வெண்களை (frequency of alphabets) அறிந்து கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ள நிகழ்வெண் அட்டவணையினை உருவாக்குவோம்.

மறை குறியீடு அட்டவணை மற்றும் நிகழ்வெண் அட்டவணை ஆகியவற்றின் உதவியுடன் மறைகுறியீடு எண்களை நிரப்புவோம். முதலில் 5 அல்லது அதற்குமேற்பட்ட எண்ணிக்கையில் திரும்பத் திரும்ப வந்த எழுத்துக்களுக்கான மறைகுறியீடு எண்கள் ஆகும். அடுத்ததாக 2 முதல் 4 வரையிலான எண்ணிக்கையில் திரும்பத் திரும்ப வந்த எழுத்துக்களுக்கான மறைகுறியீடு எண்கள், மீதமுள்ள எழுத்துகளுக்கான மறைகுறியீடு எண்கள் எனக் கீழே தரப்பட்டுள்ளவாறு ஒவ்வோர் படிகளாக மறைகுறியீடு எண்களைப் பொருத்துவோம்.

படி 1: 5 அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட எண்ணிக்கையில் திரும்பத் திரும்ப வந்த எழுத்துக்களுக்கான மறைகுறியீடு எண்கள்

படி 2: 2 முதல் 4 வரையிலான எண்ணிக்கையில் திரும்பத் திரும்ப வந்த எழுத்துக்களுக்கான மறைகுறியீடு எண்கள் 

படி 3: மீதமுள்ள எழுத்துகளுக்கான மறைகுறியீடு எண்கள்

எனவே, சாதாரண உரையின் கூட்டல் மறைகுறியீடு உரை (Additive Cipher text) பின்வருமாறு இருக்கும்.

“17 05 24 12 09 17 05 24 13 07 23 13 23 05 25 18 13 21 25 09 23 03 17 06 19 16 13 07 

16 05 18 11 25 05 11 09 13 08 01 12 13 07 12 24 12 09 01 12 19 16 09 01 19 22 16 08

01 19 22 15 23 05 18 08 05 07 24 23 05 07 07 19 22 08 13 18 11 16 03”

செயல்பாடு 

புதையல் வேட்டை

கணித மன்ற அறையில் உள்ள புதையல் 

ஆசிரியர், வகுப்பிலுள்ள மாணவர்களை நான்கு குழுக்களாகப் பிரித்து ஒவ்வொரு குழுவிற்கும் ஒரு இரகசியக் குறியீட்டினையும், அதைக் கண்டறிய உதவும் விடைக்குறிப்பையும் வழங்குகிறார். விடைக் குறிப்புகளைக் கொண்டு மறைகுறிவிலக்கம் செய்து பின்வருவனவற்றைக் கண்டறியக் கூறுகிறார். 

(i) புதையலின் அடையாளம்  (ii) புதையல் இருக்கும் இடம்  (iii) புதையல் இருக்கும் அறை எண் மேலும், தேடலின் போது இக்குறிப்புகளை ஒரு தாளில் பதிவுச் செய்துக் கொண்டு பயன்படுத்திக் கொள்ளவும் அனுமதிக்கிறார்.

குறியீடு 1−பிக்பென் (Pigpen) 

தகவல் – இக்குறியீட்டினைக் குறிவிலக்கம் செய்தால் மறைந்துள்ள நான்கு புதையல்களின் பெயர்களை நீங்கள் பெறுவீர்கள். 

I. குறிவிலக்கம் செய்து கட்டத்தை நிரப்பவும்

பிக்பென் (Pigpen) குறியீடு பார்ப்பதற்குப் பொருளற்று எழுதுவது போல் இருப்பினும் மிகவும் எளிதாகப் புரிந்துக்கொள்ளக் கூடியதாகும். ஒவ்வோர் எழுத்தும் அதைச் சுற்றியுள்ள பிக்பென் (Pigpen) பகுதிகளால் குறிக்கப்பட்டிருக்கும் 

உங்களுக்காக முதல் குறியீடு மாற்றிக் காட்டப்பட்டுள்ளது. மீதமுள்ளவற்றைக் அதே போன்று குறிவிலக்கம் செய்து கண்டறிக.

குறியீடு 2 − பாலிபியாஸ் சதுர மறைகுறியீடு (Polybius Square Cipher) 

தகவல் – இக்குறியீட்டினை குறிவிலக்கம் செய்தால் புதையலின் அடையாளத்தை நீங்கள் அறிந்துகொள்ளலாம்

II. கோடிட்ட இடத்தை நிரப்புக 

பாலிபியாஸ் சதுர மறைகுறியீடு என்பது கொடுக்கப்பட்ட எண்களை எழுத்துகளாக மாற்றியமைக்க உதவும் ஓர் அட்டவணையாகும். கொடுக்கப்பட்ட பாலிபியாஸ் சதுர மறைகுறியீடு அட்டவணையிலிருந்து தரப்பட்டுள்ள நிரை, நிரல் மதிப்பிற்குரிய எழுத்துகளாகக் கண்டறியலாம்.

குறியீடு 3 – அட்பாஷ் மறைகுறியீடு (Atbash Cipher) 

தகவல் − இக்குறியீட்டினை குறிவிலக்கம் செய்தால் புதையல் இருக்கும் அறைஎண்ணை நீங்கள் அறிந்துகொள்ளலாம். (அறை எண்ணான 24 இலிருந்து 30 வரை உள்ள ஏதேனும் ஓர் எண்ணாக இருக்கலாம்)

III. அட்டவணையில் கொடுக்கப்பட்ட குறியீட்டைப் பயன்படுத்தித் தேவையான குறிப்பைப் பெறுக: 

அட்பாஷ் மறை குறியீடு (Atbash Cipher) என்பது அனைத்து ஆங்கில எழுத்துகளையும் முழுவதுமாக வரிசைமாற்றி எழுதுவதாகும். அதாவது A விலிருந்து Z வரை உள்ள வரிசையை Z இலிருந்து A வரை மாற்றி எழுதுவதே ஆகும்.

GSV  ILLN  MFNYVI  RH  Z  NFOGRKOV  LU  ULFI  ZMW  HVEVM

குறியீடு 4− பிரதிபலிப்பு குறியீடு அட்டவணை (Using a Key Reflection Table)

 தகவல் − இக்குறியீட்டினை குறிவிலக்கம் செய்தால் புதையல் இருக்கும் இடத்தை நீங்கள் அறிந்துகொள்ளலாம். (இது உட்காருவதற்குப் பயன்படும்) 

கொடுக்கப்பட்ட பிரதிபலிப்பு அட்டவணையைப் பயன்படுத்தி எழுத்துகளுக்குரிய சரியான பிரதிபலிப்பு எழுத்துகளைக் கண்டறிந்து தேவையான குறிப்பைப் பெறுக.

J V A Q B J  − ………………

P B Z C H G R E G  N O Y R  − ………………….

P U N V E − …………………..

P H O O B N E Q  − ………………

மாணவர்கள், அனைத்து குறிப்புகளையும் கண்டுப்பிடித்தவுடன் அக்குறிப்புகளை முறைப்படி வரிசைப்படுத்திப் புதையலைப் பெறுவதற்கான தீர்வைக் கண்டுபிடிக்குமாறு ஆசிரியர் சொல்கிறார்.

குறிப்புகள்

(i) …………………………………

(ii) …………………………………

(iii) …………………………………

(iv) …………………………………

தீர்வு 

(i) புதையல் இருக்கும் அறை எண் …………………….

(ii) புதையல் இருக்கும் இடம் ………………………

(iii) புதையலின் அடையாளம் …………………………

(குறிப்பு − பயிற்சி 7.3 இல் உள்ள 5 ஆவது வினாவிற்கு விடையளித்து இருந்தால் நீங்கள் கண்டுபிடித்த புதையலுக்கான தீர்வைச் சரிபார்த்துக் கொள்ளலாம்)

(பரிசுக்கான பற்றுச்சீட்டில் (Gift Voucher) உங்களுக்கு 20 முழு மதிப்பெண்கள் வழங்கப்படுகிறது எனக் குறிப்பிடப்பட்டிருக்கும்)

இவற்றை முயல்க

1. பிக்பென் (Pigpen) குறியீட்டினைப் பயன்படுத்தி உங்களது பெயரையும் பின்வரும் பாடத்தலைப்புகளின் பெயரையும் மறைகுறியாக்கம் செய்க. 

(i) LIFE MATHEMATICS 

(ii) ALGEBRA 

(iii) GEOMETRY

(iv) INFORMATION PROCESSING 

2. கொடுக்கப்பட்டுள்ள இரகசிய குறியீடுகளை இடம்பெயர்தல் மற்றும் பிரதிபலிப்பு முறைகளைப் பயன்படுத்திக் குறிவிலக்கம் செய்க. இவற்றில் எந்த முறை உங்களுக்கு எளிதாக உள்ளது?

(i) இடம் பெயர்தல் முறை: M N S G H M F   H R   H LO N R R H A K D

(ii) பிரதியிடுதல் முறை:

3. உனது நண்பனுக்கு ஒரு குறுஞ்செய்தி அனுப்பி மறைகுறிவிலக்கம் செய்து அச்செய்தியை அறிந்துக் கொள்ளச் சொல்லவும். (இடம் பெயர்தல் மற்றும் பிரதியிடுதல் ஆகிய இரண்டு முறைகளில் ஏதேனும் ஒரு முறையினைப் பயன்படுத்திச் செய்தி அனுப்பவும்)