ПРАКТИЧНЕ ЗАСТОСУВАННЯ ТА ВРАЗЛИВОСТІ HILL CIPHER У СУЧАСНОМУ КОНТЕКСТІ

Анотація

У статті досліджується шифр Хілла (Hill cipher) як класичний приклад застосування лінійної алгебри та модульної арифметики в криптографії. Розкрито математичні основи алгоритму: формування ключової матриці над скінченими полями, умови його оберненості та реалізація шифрування у вигляді множення векторів відкритого тексту на ключову матрицю. Показано, що цей підхід є своєрідним «з’єднанням між теорією і практикою», оскільки поєднує саме математичні конструкції з реальними механізмами захисту даних. Особливу увагу приділено вразливостям Hill cipher. Встановлено, що алгоритм є нестійким у сучасних умовах через лінійність перетворень та відсутність нелінійних компонентів. Наведено приклади криптоаналітичних атак, які дозволяють «розколоти шифр» навіть при мінімальній кількості пар «відкритий текст – шифротекст». Це робить очевидним, що в системах кібербезпеки XXI століття Hill cipher є лише «тінню своєї епохи» та не може слугувати повноцінним інструментом захисту. Разом із тим, підкреслено освітню та методологічну цінність шифру. Він дозволяє «побачити механізм зсередини», наочно продемонструвавши перехід від моноалфавітних шифрів до блокових перетворень. Зроблено акцент на тому, що Hill cipher відіграв роль «першої сходинки» у розвитку структур, які згодом втілилися в DES та AES, де використання блокових структур і матричних операцій стало основою сучасної криптографії.