A véletlen átkulcsolás (one-time pad)

Több, mint 400 évig a probléma megoldatlan maradt. Hogyan tudna Alíz olyan kódot kidolgozni, ami elrejti az ujjlenyomatát, és megszünteti az információ kiszivárgását? A megoldás a véletlenszerűségben rejlik. Tegyük fel, hogy Alíz egy 26 oldalú kockával generál egy hosszú eltolási listát, és a titkosító szó helyett ezt a listát osztja meg Bobbal. Most az üzenete titkosításához Alíz a véletleszerű eltolási listát használja. Fontos, hogy az eltolási lista ugyanolyan hosszú legyen, mint az üzenet, hogy így elkerüljük az ismétlést. Ezután az üzenetet elküldi Bobnak, aki azt visszafejti ugyanazzal a véletlen eltolási listával. Most Éva gondban lesz, mert a titkosított üzenetnek két erőssége lesz. Az egyik az, hogy az eltolások nem rendeződnek ismétlődő mintázatba. A másik, hogy a titkosított üzenetnek egyforma lesz a gyakorisági eloszlása. Mivel nincs gyakorisági különbség, ezért nincs információszivárgás, így Éva nem képes az üzenetet feltörni. Ez a lehető legerősebb rejtjelezés, ami először a 19. század végén jelent meg. Ez ma a véletlen átkulcsolás néven ismert. A módszer erősségének illusztrálásához a robbanásszerű kombinatorikai növekedést kell megértenünk. Például a Ceasar-rejtjel minden betűt ugyanannyival tolt el, ami egy 1 és 26 közötti számot jelent. Ha Alíz titkosítani szeretné a nevét, az a 26 lehetséges titkosítás egyike lenne. Ez kis számú variáció, könnyű mindegyiket ellenőrizni, amit nyers erőt alkalmazó keresésként ismerünk. Összehasonlítva a véletlen átkulcsolással, ott minden betű 1 és 26 között más-más eltolással szerepel. Képzeld el a lehetséges titkosítások számát! Ez 26 · 26 · 26 · 26 · 26 lesz, ami majdnem 12 millió. Ezt nehéz elképzelni, de tegyük fel, hogy leírja a nevét egy papírlapra, és egymásra helyezi az összes lehetséges titkosítást. Mit gondolsz, milyen magas lenne ez? A közel 12 millió lehetséges ötbetűs kombinációval ez a papíroszlop hatalmas lesz, több, mint egy kilométer magas. Amikor Alíz véletlen átkulcsolással titkosítja a nevét, az ugyanaz, mintha ebből a stószból véletlenszerűen választana egy lapot. A kódtörő Éva szemszögéből minden ötbetűs titkosított szó azonos valószínűséggel bármelyik lehet a stószban. Ilyen a tökéletes biztonság.