工房画房 一点物工芸師 甕邨（ようそん）です。ご来訪ありがとうございます。
AIの進化は素晴らしく、勧誘以外に鳴らない電話の持ち主である私の話し相手になるのではないかというのが本企画です。Open AI社の新しいAI o-1はとても優秀とのことですので、今回は趣向を変えてPythonのプログラムを書かせてみました。ソースは未検証なので非公開です。
⚫︎甕邨「ドイツの暗号エニグマをソフト上で再現可能でしょうか？」
⚫︎ o-1preview「はい、ドイツの暗号機「エニグマ」をソフトウェア上で再現することは可能です。エニグマの仕組みは詳細に解明されており、その動作原理をプログラムで模倣することができます。実際、教育目的や暗号学の研究・興味から、エニグマのシミュレーターやエミュレーターが多数開発されています。
これらのソフトウェアは、エニグマのローター、リフレクター、プラグボードなどの機能を忠実に再現しており、暗号化と復号化のプロセスを体験できます。ウェブ上で動作するものや、デスクトップアプリケーション、モバイルアプリなど、さまざまな形態で提供されています。
もし自分でエニグマをプログラミングしてみたい場合、ローターの配線や暗号化アルゴリズムなど、エニグマの技術的な詳細情報が公開されていますので、それらを参考に開発することができます。
既存のソフトウェアを試してみたい場合は、「エニグマ シミュレーター」や「エニグマ エミュレーター」で検索すると、多くの選択肢が見つかるでしょう。
ご不明な点やさらに詳しい情報が必要であれば、お知らせください」
⚫︎甕邨「エニグマを再現するプログラムをPythonで作成して下さい。日本語を使えるようにして下さい」
⚫︎ o-1preview「エニグマ暗号機をPythonで再現し、日本語（ひらがな）を扱えるようにしたプログラムを作成しました。以下にコードとその説明を示します。
import random
# ひらがな文字セット
hiragana = [
‘あ‘, ‘い‘, ‘う‘, ‘え‘, ‘お‘,
‘か‘, ‘き‘, ‘く‘, ‘け‘, ‘こ‘,
‘さ‘, ‘し‘, ‘す‘, ‘せ‘, ‘そ‘,
‘た‘, ‘ち‘, ‘つ‘, ‘て‘, ‘と‘,
‘な‘, ‘に‘, ‘ぬ‘, ‘ね‘, ‘の‘,
‘は‘, ‘ひ‘, ‘ふ‘, ‘へ‘, ‘ほ‘,
‘ま‘, ‘み‘, ‘む‘, ‘め‘, ‘も‘,
‘や‘, ‘ゆ‘, ‘よ‘,
‘ら‘, ‘り‘, ‘る‘, ‘れ‘, ‘ろ‘,
‘わ‘, ‘を‘, ‘ん‘, ‘ー‘, ‘ ‘
]
# 文字セットのサイズ
alphabet_size = len(hiragana)
省略
# 復号化（暗号化と同じプロセス）
decrypted_text = enigma_encrypt(cipher_text)
print(f’復号化されたテキスト: {decrypted_text}’)
説明：
• ひらがな文字セット：プログラムで扱う日本語の文字セットをひらがなとスペース、一部の記号で定義しています。
• Rotorクラス：エニグマのローターを再現しています。各ローターは配線（文字の置換リスト）、ノッチ位置、現在の位置を持ちます。forwardとbackwardメソッドで文字の変換を行い、rotateメソッドでローターの回転を管理します。
• Reflectorクラス：リフレクター（反射板）の機能を持ち、入力文字を対応する出力文字に置換します。
• Plugboardクラス：プラグボードの機能を再現し、指定された文字のペアを交換します。
• generate_random_wiring関数：ローターやリフレクターの配線をランダムに生成します。
• ローターとリフレクターの設定：3つのローターと1つのリフレクターをランダムな配線で生成し、ノッチ位置もランダムに設定します。
• プラグボードの設定：例として5組の文字ペアを交換する設定を行っています。
• enigma_encrypt関数：エニグマ暗号機の動作を再現する関数です。入力テキストを暗号化または復号化します。
使用方法：
1. 暗号化：plain_textに暗号化したいテキストを入力し、enigma_encrypt関数を呼び出します。
2. 復号化：cipher_textを同じenigma_encrypt関数に入力します。ローターやプラグボードの設定が同じであることが必要です。
注意点：
• ローターの設定：暗号化と復号化で同じローターの配線とノッチ位置を使用する必要があります。プログラムを再起動すると設定が変わるため、同じセッション内で実行してください。
• 文字セット：定義したひらがなの文字セットに含まれない文字（漢字やカタカナなど）はそのまま出力されます。
• セキュリティ：このプログラムはエニグマの基本的な動作を再現したものであり、現代の基準では安全な暗号化手段ではありません。
カスタマイズ方法：
• ローターの初期位置を設定：Rotorクラスのインスタンス生成時にself.positionを設定することで変更可能です。
• プラグボードの設定を変更：plug_pairsリストの内容を変更することで、交換する文字のペアを増減できます。
• 文字セットの拡張：hiraganaリストにカタカナや漢字を追加することで、対応する文字を増やせますが、ローターやリフレクターの配線もそれに合わせて再生成する必要があります。
例：
# ローターの初期位置を設定
rotor1.position = 5
rotor2.position = 10
rotor3.position = 15
# プラグボードの設定を変更
plug_pairs = [(‘あ‘, ‘ん‘), (‘い‘, ‘の‘), (‘う‘, ‘か‘), (‘え‘, ‘き‘), (‘お‘, ‘く‘)]
plugboard = Plugboard(plug_pairs)
このコードを実行すると、指定した設定で暗号化と復号化が行われます。
ご質問やさらなるカスタマイズのご要望がありましたら、お知らせください」
⚫︎甕邨「要はローターの分だけ文字をずらす置き換え暗号という解釈でよいのでしょうか？」
⚫︎ o-1preview「おいいえ、エニグマ暗号機は単に文字をローターの分だけずらす置換暗号ではありません。エニグマは多表式（ポリアルファベティック）置換暗号の一種であり、その仕組みはより複雑です。
具体的な違いを説明します：
1. 固定された配線による置換：
• 各ローターは内部に固定された配線パターン（配線表）を持ちます。これはアルファベットの各文字を別の文字に対応させるもので、単純なシフトではなくランダムな置換です。
• 例えば、ローターの配線が「A→D、B→F、C→H、…」のように固定されています。
2. ローターの回転機構：
• エニグマの特徴的な部分は、ローターが回転することです。キーを入力するたびに、右端のローターが1ステップ回転し、一定の条件で隣のローターも回転します。
• ローターが回転することで、配線パターンの対応関係が変化し、同じ文字を入力しても異なる文字に置換されます。
3. 多段のローター構成：
• エニグマでは通常、3つ以上のローターを直列に配置します。各ローターが独自の配線と回転位置を持つため、通過するごとに複雑な置換が行われます。
• これにより、暗号化の組み合わせ数が飛躍的に増加します。
4. リフレクター（反射板）の存在：
• リフレクターは信号を逆方向に送り返す役割を持ちます。これにより、暗号化と復号化が対称的になり、同じ機械設定で復号化が可能になります。
• ただし、リフレクターの存在により、文字が自分自身に置換されることはありません。
5. プラグボードの使用：
• プラグボードで特定の文字ペアを交換することで、さらに暗号の複雑性を高めています。これは固定された配線ではなく、オペレーターが任意に設定できます。
要するに：
• エニグマは、固定された配線による置換と、ローターの回転による配線位置の変化を組み合わせた、動的な多表式置換暗号です。
• 単純なシフト暗号（例えば、各文字をアルファベット順に3文字後に置換するなど）とは異なり、エニグマでは各文字の置換が時間（キー入力の進行）とともに変化します。
• この仕組みにより、同じ平文でもローターの初期位置や設定により、全く異なる暗号文になります。
例を挙げると：
• シフト暗号の場合：
• 「あいうえお」を各文字3つ後にシフトすると、「うえおかき」になります。
• これは固定された置換であり、常に同じ結果になります。
• エニグマの場合：
• 「あいうえお」を入力すると、ローターの初期設定や現在の位置に応じて、例えば「しふらも」のように暗号化されます。
• 次に同じ「あいうえお」を入力しても、ローターが回転しているため、「てくよね」のように異なる結果になります。
まとめ：
• エニグマは単純な置換やシフトではなく、ローターの回転と複数の配線パターンを組み合わせた高度な暗号化を行います。
• そのため、エニグマを「ローターの分だけ文字をずらす置換暗号」と解釈するのは正確ではありません。
ご理解いただけましたでしょうか？さらに詳しい説明やご質問があれば、お気軽にお知らせください」
今回、o-1 previewでプログラムを書いて頂きましたが、私の環境ではPythonは動かないので動作は確認できませんでした。
しかし普通に動きそうです。
使い方までご丁寧に解説してくれます。
現在、使用回数に制限があるとのことなので、あまり試すことはできませんが、色々試してみたいです。
