Vernam-Vigenère şifresi , veri şifreleme için kullanılan ikame şifresi türü. Vernam-Vigenère şifresi, 1918'de, 16. yüzyılda Fransızlar tarafından icat edilen Vigenère şifreleme sistemine en önemli anahtar çeşidi getiren Amerikan Telefon ve Telgraf Şirketi (AT&T) mühendisi Gilbert S. Vernam tarafından tasarlandı. kriptograf Blaise de Vigenère.
Vernam'ın çalışması sırasında, AT & T'nin teleprinter sistemi üzerinden iletilen tüm mesajlar, işaretlerin ve boşlukların kombinasyonunun bir harf, sayı veya başka bir sembolü temsil ettiği ikili bir kod olan Baudot Kodunda kodlanmıştı. Vernam, mesajın sembolleri arasındaki fazlalığın azaltıldığı aynı hızda bir anlam ifade etme yolunu önerdi, böylece iletişimi kriptanalitik saldırıya karşı korudu. Farklı Vigenere sistemlerinin daha önceki şifre çözme yöntemlerinin dayandığı periyodikliğin (aynı zamanda frekans bilgisi ve semboller arası korelasyon), mesaj sırasında rastgele bir dizi işaret ve boşluk (çalışan bir anahtar) karıştırılırsa ortadan kaldırılabileceğini gördü. Akış veya akış şifresi olarak bilinen şeyi üretmek için şifreleme.
Ancak Vernam'ın sisteminde ciddi bir zayıflık vardı. Her bir mesaj sembolü için bir anahtar sembolü gerekliydi, bu da iletişimcilerin pratik olmayan büyük bir anahtarı önceden değiştirmeleri gerektiği anlamına geliyordu - yani, sonunda gönderecekleri mesaj kadar büyük bir anahtarı güvenli bir şekilde değiş tokuş etmek zorunda kalacaklardı. Anahtarın kendisi, semboller teletypewriter klavyesine yazılırken ve iletim için şifrelenirken otomatik olarak okunabilen delikli bir kağıt banttan oluşuyordu. Bu işlem, şifrenin şifresini çözmek için alıcı teletip yazıcısındaki kağıt bandın bir kopyası kullanılarak tersine gerçekleştirildi. Vernam başlangıçta kısa bir rastgele anahtarın birçok kez güvenli bir şekilde yeniden kullanılabileceğine inanıyordu, bu da böylesine büyük bir anahtarı teslim etme çabasını haklı çıkarıyordu, ancak anahtarın yeniden kullanımının Friedrich W.Vigenère sistemi kullanılarak üretilen şifreli metinleri başarılı bir şekilde çözen bir 19. yüzyıl Alman ordusu subayı ve kriptanalisti. Vernam alternatif bir çözüm sundu: daha kısa iki tuş bandının birleştirilmesiyle oluşturulan bir anahtarm ve n ikili rakamlar veya bitler, burada m ve n 1'den başka ortak faktör paylaşmaz (bunlar nispeten asaldır). Bu şekilde hesaplanan bir bit akışı m n'ye kadar tekrar etmezanahtar bitleri üretildi. Vernam şifreleme sisteminin bu versiyonu, ABD Ordusu tarafından kabul edildi ve Ordu Sinyal Birliği'nden Binbaşı Joseph O. çalışan anahtar şifrelerini kriptanalize etmek için kullanılan türden yöntemlerle. Mauborgne'un çalışması, ne yinelenen tek anahtarın ne de iki bantlı Vernam-Vigenère şifreleme sisteminin kripto güvenli olmadığının farkına varılmasına yol açtı. Mauborgne ve William F. Friedman'ın (1935-36'da Japonya'nın şifre sistemini kıran ABD Ordusu kriptanalisti), modern kriptoloji için çok daha büyük bir sonucu olan, tek tip şifreleme sistemi olduğu sonucuna varmıştır. kayıtsız şartsız güvenli olan bir rastgele tek seferlik anahtar kullanır.Bununla birlikte, bunun kanıtı, neredeyse 30 yıl sonra, modern bilgi teorisinin babası olan başka bir AT&T araştırmacısı Claude Shannon tarafından sağlandı.
Bir akış şifresinde anahtar tutarsızdır - yani, kriptanalistin ardışık her anahtar sembolüne sahip olduğu belirsizlik, bir mesaj sembolünün ortalama bilgi içeriğinden daha az olmamalıdır. Şekildeki noktalı eğri, bu makalenin taslak metni rastgele bir tek seferlik anahtarla şifrelendiğinde, ham oluşum sıklığının kaybolduğunu gösterir. Yeterince uzun bir şifreli metin için digraph veya trigraph frekansları çizilirse aynısı geçerli olur. Başka bir deyişle, sistem kayıtsız şartsız güvenlidir, kriptanalistin doğru kriptanalitik tekniği bulmadaki herhangi bir başarısızlığı nedeniyle değil, anahtar veya düz metin mesajı için çözülemeyecek sayıda seçenekle karşı karşıya kalması nedeniyle.
