XOR и еднократният шаблон

Има ли наистина значение дали използвахме AND, OR или XOR с шифъра с еднократен код? Отговорът е да и е изключително важно да разбереш защо е така. Спомни си от предишната статия, че AND има вероятност 75% да изведе 0 и 25% за 1. Докато OR има 25 % вероятност да изведе 0 и 75 % – 1. А операцията XOR има 50 % вероятност да генерира 0 или 1.

Нека да представим нагледно един пример, за да видиш различни ефекти на разбъркване чрез AND, OR и XOR при криптирането на изображение. Тук имаме дигитално изображение на Чарлз Бабидж:

То съдържа хиляди малки цветни квадратчета, наречени пиксели. Всеки пиксел може да се представи като последователност от 24 бита, както показахме в предишната статия. Да наречем това plaintext изображение (или съобщение).

Първо да видим какво се случва, когато приложим оператора AND на всеки бит от файла на изображението и поток от случайни битове.

Забележи, че голяма част от първоначалното съобщение прозира. Това се случва винаги, когато приложим случайно отместване с 1, или когато обикновеният текст е 0:

След това да видим какво се случва, когато изпълняваме OR за всеки бит от файла на изображението с поток от случайни битове.

Забележи, че голяма част от първоначалното съобщение прозира. Това се случва всеки път, когато се прилага случайно отместване с 0, или когато обикновеният текст е 1 :

Накрая да видим какво се случва, когато приложим оператора XOR върху всеки бит от файла с изображението и поток от случайни битове.

(барабани моля...)

Къде отиде Чарлз?
Забележи, че обикновеният текст прозира само в 50 % от случаите, което води до шум, защото за всеки пиксел е еднакво вероятно да бъде 0 или 1.
Това изображение не съдържа информация за оригиналното изображение. Ако ние не бяхме разкрили последователността на отместванията, за теб би било невъзможно да го превърнеш обратно в оригиналното изображение. Можеш да опиташ всяка възможна поредица, но това би довело до всяко възможно изображение! Откъде да знаеш, че е бил Бабидж? Също толкова вероятно би било да е твоя снимка или на всяко друго нещо, което можеш да измислиш.

Не е ли интересно? Всеки път ме кара да се усмихвам!

А сега да се упражним с операторите XOR, OR и AND и така да открием още интересни свойства....