Cuadrado de Polibio - Polybius square
El cuadrado de Polibio , también conocido como tablero de ajedrez de Polibio , es un dispositivo inventado por los antiguos griegos Cleoxeno y Demócleito, y hecho famoso por el historiador y erudito Polibio . El dispositivo se utiliza para fraccionar caracteres de texto sin formato para que puedan ser representados por un conjunto más pequeño de símbolos, lo cual es útil para telegrafía , esteganografía y criptografía . El dispositivo se usó originalmente para la señalización de incendios, lo que permite la transmisión codificada de cualquier mensaje, no solo una cantidad finita de opciones predeterminadas como era la convención anterior.
Forma básica
Según las Historias de Polibio , el dispositivo fue inventado por Cleoxeno y Demócleito , y desarrollado por el propio Polibio. El dispositivo dividió el alfabeto en cinco tabletas con cinco letras cada una (excepto la última con solo cuatro). No hay tabletas sobrevivientes de la antigüedad. Las letras están representadas por dos números del uno al cinco, lo que permite la representación de 25 caracteres utilizando solo 5 símbolos numéricos.
El cuadrado original usaba el alfabeto griego presentado de la siguiente manera:
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Α | Β | Γ | Δ | Ε |
| 2 | Ζ | Η | Θ | Ι | Κ |
| 3 | Λ | Μ | Ν | Ξ | Ο |
| 4 | Π | Ρ | Σ | Τ | Υ |
| 5 | Φ | Χ | Ψ | Ω |
Con el alfabeto latino moderno , esta es la forma típica:
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | A | B | C | D | mi |
| 2 | F | GRAMO | H | I / J | K |
| 3 | L | METRO | norte | O | PAG |
| 4 | Q | R | S | T | U |
| 5 | V | W | X | Y | Z |
Luego, cada letra se representa mediante sus coordenadas en la cuadrícula. Por ejemplo, "BAT" se convierte en "12 11 44". Las 26 letras del alfabeto latino / inglés no caben en un cuadrado de 5 × 5, se deben combinar dos letras (generalmente I y J como arriba, aunque C y K es una alternativa). Alternativamente, se puede usar una cuadrícula de 6 × 6 para permitir que se incluyan números o caracteres especiales, así como letras.
Una cuadrícula de 6 × 6 también se usa generalmente para el alfabeto cirílico (la variante más común tiene 33 letras, pero algunas tienen hasta 37) o hiragana japonés (ver criptografía en Japón ).
Se podría usar una clave para reordenar el alfabeto en el cuadrado, con las letras (sin duplicados) de la clave colocadas al principio y las letras restantes a continuación en orden alfabético. Por ejemplo, la frase clave " cifrado polibius" conduciría al cuadrado reordenado a continuación.
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | PAG | O | L | Y | B |
| 2 | I / J | U | S | C | H |
| 3 | mi | R | A | D | F |
| 4 | GRAMO | K | METRO | norte | Q |
| 5 | T | V | W | X | Z |
Aplicaciones
Telegrafía
En sus Historias, Polibio describe la necesidad de una señalización eficaz en la guerra, lo que lleva al desarrollo de la plaza. Anteriormente, la señalización de incendios era útil solo para mensajes predeterminados esperados, sin forma de transmitir mensajes novedosos sobre eventos inesperados. Según Polibio, en el siglo IV a. C., Aeneas Tacticus ideó un sistema de semáforo hidráulico que consistía en hacer coincidir buques con varillas seccionadas etiquetadas con diferentes mensajes como "Infantería pesada", "Barcos" y "Maíz". Este sistema era un poco mejor que la señalización de incendios básica, pero aún carecía de la capacidad de transmitir cualquier mensaje necesario. La plaza de Polibio se utilizó para ayudar en la telegrafía, específicamente en la señalización de incendios. Para enviar un mensaje, el remitente inicialmente sostendría dos antorchas y esperaría a que el destinatario hiciera lo mismo para indicar que estaba listo para recibir el mensaje. El remitente entonces sostendría el primer juego de antorchas en su lado izquierdo para indicar al destinatario qué tablilla (o fila del cuadrado) debía ser consultada. El remitente luego levantaría un juego de antorchas en su lado derecho para indicar qué letra de la tableta estaba destinada al mensaje. Ambas partes necesitarían las mismas tabletas, un telescopio (un tubo para estrechar la vista, sin aumento real) y linternas.
El cuadrado de Polibio también se ha utilizado en forma de " código de llamada " para señalar mensajes entre celdas en las prisiones tocando los números en tuberías o paredes. Se dice que ha sido utilizado por nihilistas prisioneros del ruso zares y también por los Estados Unidos prisioneros de guerra durante la guerra de Vietnam .
Arthur Koestler describe el código utilizado por los presos políticos de Stalin en la década de 1930 en su novela antitotalitaria Darkness at Noon . (Koestler había sido prisionero de guerra durante la Guerra Civil española ). De hecho, se puede señalar de muchas formas sencillas (luces intermitentes, ráfagas de sonido, tambores , señales de humo ) y es mucho más fácil de aprender que los códigos más sofisticados. como el código Morse . Sin embargo, también es algo menos eficiente que los códigos más complejos.
Esteganografía
La representación simple también se presta a la esteganografía . Las cifras del uno al cinco se pueden indicar mediante nudos en una cuerda, puntadas en una colcha, letras contiguas antes de un espacio más amplio o de muchas otras formas.
Criptografía
El cuadrado de Polibio también se usa como un cifrado básico llamado cifrado de Polibio. Este cifrado es bastante inseguro según los estándares modernos, ya que es un cifrado de sustitución en el que los caracteres se sustituyen por pares de dígitos, lo que se rompe fácilmente mediante el análisis de frecuencia .
Adaptaciones
El cuadrado de Polybius y el cifrado de Polybius se pueden combinar con otros métodos criptográficos como el cifrado ADFGVX , el cifrado homofónico y más.
Cifrado híbrido de Polybius Playfair
El cifrado de Playfair es un cifrado de sustitución polialfabético inventado por Charles Wheatstone y promovido por Lyon Playfair basado en un cuadrado de 5 x 5 que aloja el alfabeto de una manera similar al cuadrado de Polibio. Las letras del cuadrado se ordenan insertando primero las letras de una tecla (sin repetición), antes de las letras restantes (que aparecen posteriormente en orden alfabético normal). Un mensaje se divide en pares de letras, con una letra de relleno "x" insertada al final si el mensaje tiene una longitud impar. Si ambas letras de un par son iguales, se inserta una "x" de relleno entre ellas con una "x" adicional insertada al final del mensaje para compensar esto. Luego, cada par de letras se encripta usando la tabla de claves de Playfair a través de "reglas de mapeo".
Las reglas de mapeo son:
1. Si las letras del par aparecen en la misma fila de la tabla, reemplácelas con las letras inmediatamente a la derecha respectivamente (si una letra del par de texto sin formato es la letra más a la derecha de la fila, envuélvala al lado izquierdo de La fila).
2. Si las letras del par aparecen en la misma columna de la tabla, reemplácelas con las letras inmediatamente debajo respectivamente (si una letra del par de texto sin formato está en la parte inferior de la columna, envuélvala hasta la parte superior de la columna) .
3. Si las letras del par no están en la misma fila o columna, reemplácelas con las letras en la misma fila de la letra y en la columna de la otra letra del par. El orden aquí es importante: la primera letra del par cifrado es la que se encuentra en la misma fila que la primera letra y en la columna de la segunda letra del par de texto sin formato.
| PAG | L | A | Y | F |
| I / J | R | B | C | D |
| mi | GRAMO | H | K | METRO |
| norte | O | Q | S | T |
| U | V | W | X | Z |
Mensaje de texto sin formato: HOLA MUNDO
Mensaje de Playfair: HE LX LO WO RL DX
Cifrado de Playfair: KG YV RV VQ GR CZ
Las reglas de descifrado son las mismas que las del cifrado. El mensaje cifrado se asigna con la misma matriz de Playfair para el descifrado y devuelve el mensaje de texto sin formato.
Para un cifrado híbrido Polybius-Playfair, se utiliza una tabla nueva y más grande, con mensajes cifrados y descifrados dos veces. El texto sin formato se cifra primero con el cifrado de Playfair y luego con el cifrado de Polybius.
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| 1 | PAG | L | A | Y | F |
| 2 | I / J | R | B | C | D |
| 3 | mi | GRAMO | H | K | METRO |
| 4 | norte | O | Q | S | T |
| 5 | U | V | W | X | Z |
Mensaje de texto sin formato: HOLA MUNDO
Mensaje de Playfair: HE LX LO WO RL DX
Cifrado de Playfair: KG YV RV VQ GR CZ
Cifrado de Polibio: 3432 1452 2252 5243 3222 2455