I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   9 ,   No .   6 Dec em b er   201 9 ,   p p .   5 4 0 0 ~5 4 1 1   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v9 i 6 . p p 5 4 0 0 - 5411          5400       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   M o difying   p la y fair  c ipher  alg o rith m   using  KAJ   s pir a m e thod  to fit  any  lang ua g e re g a rdless  of  th e nu m ber  of c ha ra cter s       I bra hi m   A bd Al - j a lil  Sh o li 1 ,   M o ha m a d A.   M o ha m ed 2   1 De p a rt m e n o f   M a n a g e m e n In f o rm a ti o n   S y ste m ,   A L - I stiq lal  Un iv e rsit y ,   P a les ti n e   2 F a c u lt y   o f   In f o r m a ti c s a n d   Co m p u ti n g ,   Un iv e rsiti   S u lt a n   Zain a A b id i n ,   T e re n g g a n u ,   M a lay sia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Dec   26 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   A p r   2 5 ,   2 0 1 9   A cc ep ted   J u n   1 0 ,   2 0 1 9       In   th is  p a p e w e   p ro p o se d   KA S p iral  m e th o d   f o su p p o r ti n g   P lay F a ir  c ip h e r   a lg o rit h m   to   u se   lan g u a g e o th e th a n   En g li s h   a n d   u ti li z e   b l o c k   w it h   m o re   th a n   tw o   c h a ra c ters   a o n c e .   Orig in a m e th o d   d o e n o su p p o r b lo c k   o c h a ra c ters   a n d   o th e lan g u a g e s.  T h e   m e th o d   u se s a   sp iral  sh a p e   w it h   tw o   a x e s   (X ,   Y)  a n d   th e   letters   a re   sp re a d   o n   th e   a x is  w it h in   c ircle d e p e n d in g   o n   th e   lan g u a g e .   W e   u se   F ried m a n   m e th o d   a n a ly sis  (in d e x   o f   c o in c i d e n c e a a   to o l   to   tes a n d   p r o v e   th e   e f f i c ien c y   o f   K A S p iral  m e th o d ,   a n d   w e   f o u n d   th a t   it   is  a lea st  e q u a ll y   se c u re   to   th e   o rig in a P lay F a ir  c ip h e r .   T h e   a ims   o f   th is  is  m a k in g   c r y p to g ra p h y   ju st  li k e   m a th e m a ti c a   u n iv e rsa lan g u a g e   su c h   th a p e o p le  w it h   d if fe re n lan g u a g e c a n   u se   th is  a lg o rit h m   fo se c u re   c o m m u n ica ti o n ,   a n d   a t h e   sa m e   ti m e   m a k e   th e   a lg o rit h m   stro n g e a n d   e a sy   to   u se ,   w it h   t h e   a b il i ty   to   f it   a n y   l a n g u a g e .   K ey w o r d s :   C h ar ac ter s   i n   t h lan g u ag   I n d ex   o f   c o in cid ec   KA J   s p ir al  a lg o r it h m   P lay f air   c ip h er   a l g o r ith m     P o ly alp h ab etic   Co p y rig h ©   2 0 1 9   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A ut ho r :   I b r ah i m   A b d A l - j alil  S h o li,    Dep ar t m en t o f   Ma n a g e m en t I n f o r m atio n   S y s te m ,   Al - I s t iq lal  Un i v er s i t y ,   C r o s s   His h a m   P alac e,   J er ich o ,   P B o x   1 0 ,   P alestin e.   E m ail: I b r ah i m . s h o li@ g m ail. c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   I n f o r m a tio n   is   co n s id er ed   as  th m o s v alu ab le  s o u r ce   in   th o r g an izatio n ,   an d   th i s   v al u a b le  s o u r ce   s h o u ld   b p r o tecte d   as  an y   o th er   s o u r ce s   s u c h   as  m o n e y ,   tr ad s ec r et  an d   m il itar y   as s ets.  P eo p le  h av b ec o m e   r elian o n   g r o w i n g   tec h n o lo g y   to   ac ce s s   i n f o r m atio n ,   d o in g   b u s in e s s ,   an d   p er f o r m i n g   s o cial  ac ti v it y ,   w h ic h   d is tin g u is h   th e   k n o w le d g s o ciet y   [ 1 ,   2 ] .     T h er ar m a n y   tec h n iq u es   a n d   m e th o d s   u s ed   to   p r o tect   th in f o r m at io n   f r o m   a n y   u n au t h o r ized   ac ce s s   s u c h   as  f ir e w all s ,   ac ce s s   co n tr o l,  b io m e tr ics,  an ti v ir u s ,   an tis p y w ar e,   an d   en cr y p tio n .   C r y p to g r ap h y   is   u s ed   to   en f o r ce   n et w o r k   s ec u r it y   an d   it s   th d esig n   o f   ce r tain   tech n iq u es   f o r   e n s u r in g   t h s e cr ec y   an d   a u t h en t icit y   o f   in f o r m atio n   [ 3 ] .   T h s tr o n g est   an d   th m o s v al u ab le  tech n iq u u s ed   f r o m   th b eg in n in g   o f   h u m an it y   a n d   s till   d e v elo p ed   an d   u s ed   u n t il  th e s d ay s   i s   c r y p to g r ap h y   w it h   it s   all  t y p es  s u ch   a s   s y m m etr ic  ( class ic  a n d   m o d er n ) ,   as y m m etr ic,   an d   h y b r id .   Data   au th e n tica tio n   h e lp s   in   p r iv ac y   p r eser v atio n   an d   is   b ased   o n   e n cr y p tio n   s y s te m s   [ 4 ] .   W h en   r esear c h er s   d e v elo p   n e w   alg o r it h m   an d   r an k   it  a s   s tr o n g   o r   w ea k   i w i ll  b s u b j ec to   s tu d y   a n d   an al y s i s ,   m a y   b th is   al g o r it h m   w il b u s ed   o r   b s u b j ec f o r   im p r o v e m e n t.  I f   th alg o r ith m   i s   ap p r o v ed   to   b u s ed   th cr ac k er s   w il tr y   to   b r ea k   th co d u s in g   d if f er e n m e th o d s   li k co in ci d en ce   an d   Kasis k An al y s is   ( d u p li ca ted   f o r m )   m et h o d s   [ 5 ] .   T h ese  co m m o n   m et h o d s   ar u s ed   a g ai n s t   cl ass ic  co d es   i n   ad d itio n   to   b r u te  f o r ce   attac k .   I t   co u ld   al s o   b th e   ca s e   th a t   th alg o r it h m   i s   h ar d   to   ap p l y   a n d   p er f o r m   d u to   th lar g a m o u n o f   c o m p licated   r eq u ir e m e n ts   n ee d ed .   B u if   t h e   alg o r ith m   i s   to   b ac ce p ted   b y   th p u b lic,   it  s h o u ld   co m p l y   w it h   th i n ter n atio n al   s tan d ar d s ,   s u c h   as   th o s s ta n d ar d s   th at  ar s u g g e s ted   b y   C la u d Sh a n n o n   in   1 9 4 9   [ 6 ] .   I n   th at  th p r o ce s s   s h o u ld   b as  s i m p le  as   p o s s ib le.   T h s et  o f   k e y s   an d   cr y p to g r ap h ic  al g o r ith m s   m u s b f r ee   o f   co m p lex it y .   T h er ef o r e,   w p r o p o s ed   th ese  ea s y   m o d if icatio n s   to   m ak t h is   al g o r ith m   u s ea b le  in   d if f er e n lan g u a g es  to   o v er co m lan g u ag e   d if f er e n ce s ,   an d   at  t h s a m ti m b s ec u r eq u all y   o r   ev e n   s tr o n g er   th a n   t h o r ig i n al  o n e.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Mo d ifyin g   p la yfa ir   cip h er a l g o r ith u s in g   K A s p ir a l m eth o d   to   fit a n la n g u a g . ..   ( I b r a h im  A .   S h o li)   5401   La n g u a g an d   co m m u n icat io n   b et w ee n   p eo p le  ar o u n d   th wo r ld   ar v ar io u s   an d   co m p lica ted   d u to   th lar g n u m b er   o f   lan g u ag e s   an d   d if f er e n r ac es.  P eo p le  n ee d   u n i v er s al  la n g u a g w h ich   ca n   h elp   t h e m   co m m u n icate   ea s il y   a n d   u s to o ls   s i m p l y .   R ec e n r esear c h   in   cr y p to g r ap h y   p r o v id ed   s o m n o v el   w a y s   to   en h a n ce   t h s ec u r it y   o f   th P la y f a ir   cip h er   [ 7 ] .   E n cr y p tio n   ca n   b d ef in ed   as  ch an g i n g   t h o r ig i n al  m e s s a g in to   o th er   f o r m   [ 8 ] .   C r y p to g r ap h y   ca n   b u s ed   a n d   d ev elo p ed   u s i n g   d if f er e n m et h o d s   a n d   alg o r it h m s   b u s o m e   al g o r it h m s   n ee d   m o d if icat io n   to   f it   an y   la n g u a g e s ,   b ec au s t h o r ig i n al  f o r m at  o f   al g o r ith m   s u c h   as  P la y Fair   w as  d ev elo p ed ,   u s ed ,   an d   d esi g n e d   f o r   E n g li s h   lan g u ag e,   an d   as  w k n o w   E n g li s h   lan g u a g h a s   o n l y   2 6   alp h ab ets  an d   t h o r ig i n al  P la y Fair   h a s   5   x   5   tab le  th at  ca n   s u p p o r t o n l y   2 6   alp h ab ets  w it h   t w o   le tter s   J   an d   I   s h ar th s a m ce ll.   B u t h is   is   s till   n o u s e f u w h e n   it   co m es   to   t h o th er   lan g u a g es  a n d   ad d in g   n e w   c h ar ac ter s ,   s y m b o ls ,   an d   n u m b er s .   So   w n ee d   to   d ev elo p   s o m et h i n g   w h ic h   ca n   ac ce p an y   n u m b er   o f   c h ar ac ter s   o r   s ig n s   f o r   ex a m p le  I tal ian   la n g u a g h as   o n l y   2 1   letter s ,   A r ab ic  2 8 ,   R u s s ia n   3 3   letter s   [ 9 - 1 1 ] .   Di f f er en k e y b o ar d s ,   d ev ices,  an d   s o   o n .   T h er ef o r e,   in   th i s   s t u d y   w ai m   to   d esig n   an d   d ev elo p   m o d i f icati o n   th a n   ca n   f it  a n y   lan g u a g es,  a n y   n u m b er   o f   ch ar ac ter s ,   s y m b o l s ,   k e y s ,   etc. ,   an d   w h ic h   ca n   p r o ce s s   b lo ck s   o f   m o r th a n   t wo   ch ar ac ter s   at  o n ce .   T h is   m o d if icatio n   s h o u ld   b ea s y   to   u s a n d   s i m p le   as  p o s s ib le,   av o id   co m p lex it y ,   b f ast  an d   ea s y   in   e x ec u tio n   an d   i m p le m en tatio n ,   b f r ee   o f   c o m p le x it y ,   a v o id   er r o r s ,   an d   b s tr o n g   an d   h ar d   to   b r ea k .   W r ev iew ed   s ev e r a l stu d ies i n d ica tin g   m a n a s p ec ts   o f th e   s u b ject  o f th s tu d y:   S af w at   Ha m ad ,   i n   t h is   m o d i f i ca tio n ,   t h a u t h o r   u s ed   g r id   o f   8 X8   co d o n   m atr ix   u s i n g   i n t er w ea v in g   o n   DN A     e n co d d at a;  th is   b io in f o r m atics  e n cr y p t io n   te ch n iq u d ep en d s   o n   t h s a m r u les  o f   P la y Fair   m et h o d .   T h p u r p o s is   to   en h an ce   a n d   i m p r o v th e   en co d i n g   b y   u s i n g   clas s ic  P la y Fair ,   s o   th e y   ca n   e n cr y p t   an y   t y p o f   d ata  an d   at  th s a m ti m b en ef it  f r o m   t h co n c ep ts   o f   b io lo g ical  in f o r m atic s .   A l s o   th m o d i f icatio n   o p ti m iz es th s ec u r it y   o f   en cr y p tio n   a n d   v id eo   s teg a n o g r ap h y   [ 1 2 ] .     Seth   A ,   B is w as   SS . ,   i n   t h i s   p ap er ,   th class ical   P la y Fair   C ip h er   i s   m o d i f ied   to   1 0   *   9   m atr i x .   T h ap p r o ac h   p r o p o s ed   co m b in es  t h P la y f air   a lg o r it h m   en cr y p tio n   a n d   th e   o p ti m iz ed   ch ao tic  g en eti c   alg o r ith m .   T h s tr in g   en cr y p ted   o n ce   w it h   th P la y f air   cip h er   is   ag ai n   s u b j ec ted   to   en cr y p tio n   u s i n g   th Gen e tic  A l g o r ith m   w it h   P s eu d o - r an d o m   n u m b er   g e n er ated   b y   1 - c h ao tic  m ap   [ 1 3 ] .   Deep th i in   t h i s   pa p er ,   th au th o r   m ak e s   co m p ar is o n   b et w ee n   m an y   m o d i f icatio n s   o n   P lay f ai r   cip h er   an d   s h o w s   t h w ea k n ess es  i n   th e s m o d i f icatio n s   o n   th o r ig i n al  P la y f air   an d   f o u n d   th at  n o   o n e   d is cu s s ed   th e f f e c ts   o f   b r ea k i n g   t h cip h er   te x t ,   an d   n o   o n p r o v ed   th p o w er   o f   h i s   m o d if icatio n   [ 1 4 ] .   So n al  Na m d ev ,   Vi m al  G u p ta  ( 2 0 1 6 ) ,   in   th i s   p ap er ,   au t h o r   p r o p o s es  an d   d is cu s s e s   m o d if icatio n   o n   P lay f air   cip h er   b ased   o n   m e r g in g   w it h   DN A   a n d   a m i n o   ac id   i m p le m e n tatio n .   He  p r o v ed   th at  t h w ea k   alg o r ith m   ca n   b ec o m m o r p o w er f u i n   en cr y p tio n   b y   ad d in g   co n f u s io n   an d   d if f u s io n   o n   th p r o ce s s ,   n e w   b io lo g ical  m etr ic  w it h   clas s ic  P lay f air   i m p r o v e s   en cr y p tio n   p r o ce s s   [ 1 5 ] .     Z a k ar i y a u   et  al. n e w   m o d if icatio n   o n   clas s ical  P la y f air   w it h   1 7 X1 7   m atr i x   w as  p r o p o s ed   w h ic h   allo w s   u s i n g   lo n g   k e y   w it h   m o r t h an   6 4   ch ar ac ter   ( lo n g   k e y w o r d )   [ 1 6 ] .   I f   w a n al y ze   th p r ev io u s   s tu d ie s   w f i n d   lo o f   p r o b le m s   s u c h   as  w ea k n es s es  a n d   co m p le x it y ,   u s i n g   d ata  s te g a n o g r ap h y   in   e n cr y p ti n g   v id eo   w il a f f ec t h q u a lit y   o f   v id eo   lik d i s to r tio n   [ 1 7 ] ,   an d   m o d if icatio n   p r o ce s s   g o es  t h r o u g h   m an y   co m p licated   s tep s .   Mo r eo v er   t h s ec u r i t y   o f   t h ese   m o d i f icatio n s   h a s   n o b ee n   p r o v ed ,   an d   u s ed   in   E n g lis h   la n g u a g o n l y Ma y b w d o n n ee d   th i s   a m o u n o f   c h ar ac ter s   i n   ca s o f   lan g u a g e s   w it h   2 1   letter s .   Mo d if icatio n   i s   n o test ed   in   p r o p er   m et h o d ,   an d   b lo ck   s ize  is   s till   t h s a m e.   B u t   i n   o u r   m e th o d   ( K A J )   w p r o v ed   it  is   p o w er f u l   u s i n g   I n d ex   o f   C o in cid e n ce   m et h o d ,   a cc ep tin g   an y   a m o u n o f   ch ar ac ter s ,   u s ed   in   an y   la n g u a g e,   an d   s u p p o r t   an y   b lo ck   s ize.     I n   th i s   s t u d y   w p r o p o s ed   a   m o d if icatio n   f o r   th f ir s ti m t h at  ca n   h elp   p eo p le  w it h   d if f er en t   lan g u a g es   an d   u s i n g   m o r s y m b o l s   to   b ab le  to   en cr y p t   an d   d ec r y p m es s ag e s   w it h o u n ee d i n g   to   alter   tab les.  I is   o n l y   o n d esig n   th at  ca n   b u s ed   u n i v er s all y .   T h im p o r tan ce   o f   t h e   s tu d y   also   lies   i n   th p o s s ib ilit y   o f   g e n er ati n g   u s ef u id ea s   o n   t h d ev e lo p in g   a n d   en h a n cin g   cr y p to g r a p h y   a n d   m a k in g   it   u n i v er s al  f r o m   th p o in o f   v i e w   o f   r esear ch er s   to   i m p r o v th ar o f   cr y p to g r ap h y   a n d   m ak n e w   p r o s p ec ts ,   to   h elp   p eo p le  w it h   o t h er   la n g u a g es   u s t h P la y Fair   al g o r ith m   w it h o u t   n ee d   to   m a k n e w   r ec ta n g les ,   s q u ar es,  o r   co n f u s ed ,   an d   th p o s s ib ilit y   to   m ak t h al g o r ith m   s tr o n g er .       2.   P L AYF AI CIPH E AL G O RIT H M   P lay f air   C ip h er   Alg o r it h m   is   o n o f   th e   f a m o u s   al g o r it h m s   in   h i s to r y   o f   b l o ck   cip h er .   I w a s   in v e n ted   b y   t h E n g li s h   s cie n tis Sir  C h ar les  W h ea ts to n 1 8 5 4   [ 1 8 ] .   A n d   it s   a n   ex a m p le  o f   p o ly g r ap h ed   s u b s t itu t io n   t h at  i s   b ased   o n   r ep lacin g   a   g r o u p   o f   ch ar ac ter s   in   m es s a g w it h   d i f f er e n t   g r o u p   o f   le tter s   o r   ch ar ac ter s .   B lo ck   cip h er   h as  n o   li m its   o n   t h n u m b er   o f   c h ar ac ter s   i n   t h w h o le  m e s s a g e,   b u it   w o r k s   o n   a   b lo ck   o f   t w o   ch ar ac ter s   at  o n ce   w h e n   en cr y p ti n g   an d   d ec r y p ti n g .   T h f o llo w i n g   e x a m p le  ex p lain s   h o w   it   w o r k s   an d   its   r u les.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 9   :   5 4 0 0   -   5 4 1 1   5402   2 . 1 .   P ra ct ica l e x a m ple   E n cr y p th f o llo w i n g   te x u s i n g   P la y f air   C ip h er   A l g o r ith m ?   ( E x a m p le  2 . 1 ) .   I n itiall y   S h o li  ag r ee d   w it h   Mo h a m ed   k e y   w o r d   i s   “L I KE ”.   T h p lain   tex is U n iv er s it y   o f   U n is za   at  T R .   First C r ea te  tab le  o f   5 x 5 ,   an d   ap p ly   2 6   letter s   i n   2 5   s q u ar es  s u ch   t h at  t h ese  t w o   letter s   ( J & I )   in co r p o r ate  in to   o n id en tical  s q u ar e.   Seco n d Ke y w o r d   s h o u ld   b ap p lied   f r o m   le f t - to - r i g h t,  an d   th en   t h e m p t y   s q u ar es  ar f il led   in   w i th   th e   r es t   o f   th alp h ab ets  b y   m a k in g   s u r n o   letter s   ar d u p licated ,   as  s h o w n   i n   T ab le  1 .   T h i r d :   I f   b o th   letter s   ar e   th s a m e   ( o r   o n l y   o n letter   i s   lef t) ,   ad d   an   " X "   af ter   th f ir s t le tter ,   en cr y p t th n e w   p air   an d   co n tin u e.       T ab le  1 .   Or ig in al  P la y f a ir   d esig n   w i th   k e y   e x a m p le    L   I   K   E   A   B   C   D   F   G   H   M   N   O   P   Q   R   S   T   U   V   W   X   Y   Z       2 . 2 .   E ncry ptio n r ule s   a.   I f   b o th   le tter s   ap p ea r   o n   t h s a m r o w ,   r ep lace   t h e m   w it h   t h letter s   to   t h eir   i m m ed iate  r i g h t,   r esp ec tiv e l y   ( if   letter   in   t h o r ig i n al  p air   w a s   o n   th e n d   o f   t h r o w   g o   b ac k   to   th s tar o f   t h r o w   a n d   u s t h f ir s t   letter   to   r ep lace   w i th   t h en d   l etter ) .   b.   I f   b o th   letter s   ap p ea r   o n   th s a m co lu m n   o f   y o u r   tab le,   r ep lace   th e m   w it h   t h letter s   i m m ed iatel y   b elo w,   r esp ec tiv el y   ( i f   letter   in   th e   o r ig in al  p air   w a s   o n   t h b o tto m   s id o f   t h e   co l u m n   g o   b ac k   to   t h s tar o f   th co lu m n   a n d   u s th f ir s t le tter   to   r ep lace   w it h   t h en d   lett er ).   c.   I f   t h letter s   ar n o o n   th e   s a m r o w   o r   co lu m n ,   i m a g i n cr ea tin g   s q u ar o r   r ec tan g le   w it h   t h to w   letter s   o n   th o p p o s ite  s id [ 1 9 ] .   Un i v er s it y   o f   U n is za   at  T R            Un iv er s i t y o f Un is za atT R                    Un iv er s it y o f Un i s za Xat Xtr   W u s T ab le  1   to   ap p ly   e n cr y p tio n   r u les o n   t h p lain   te x t to   g et  th cip h er   tex t b y   u s in g   T ab le  2 .       T a b le  2 .   Ma k in g   b lo ck s ,   s h o m eth o d ,   an d   g e n er ate  r es u lt   P l a i n   t e x t   M e t h o d   En c r y p t e d   UN   3   SP   IV   3   LW   ER   3   IT   SI   3   RK   TY   2   YE   OF   2   TO   UN   3   SP   IS   3   KR   ZA   2   AG   XA   3   ZK   TX   3   SY   TR   1   US       w h e n   w e   ap p lied   en cr y p tio n   r u les   o n   th e   p lain   te x u s in g   T ab le  1   w g o t h f o llo w i n g   r esu lt   f r o m   T ab le  2 .     C : SP L W I T R KYE T OSP KR AGZ K SYUS     2 . 3 .   Dec ry ptio n r ules   a.   I f   th letter s   ap p ea r   o n   th s a m r o w   o f   y o u r   tab le,   r ep lace   th e m   w i th   t h lette r s   to   th eir   i m m ed iate  lef t,   r esp ec tiv el y   ( i f   t h letter   is   at  t h s tar t o f   r o w   g o   to   th e n d   o f   th r o w ) .   b.   I f   th letter s   ap p ea r   o n   th s am co lu m n   o f   y o u r   tab le,   r ep l ac th e m   w it h   th letter s   i m m ed iatel y   ab o v e,   r esp ec tiv el y   ( i f   t h letter   at  th e   s tar t o f   c o lu m n   s tar ts   a g ain   f r o m   t h e n d   o f   th co l u m n   ( s a m e) .   c.   I f   th letter s   ar n o o n   t h e   s a m r o w   o r   co lu m n ,   r ep la ce   th e m   w it h   t h letter s   o n   th s a m r o w ,   r esp ec tiv el y   b u at  th o t h er   p air   o f   co r n er s   o f   th r ec tan g le   d ef in ed   b y   th o r ig i n al  p air .   No te:  T h o r d er   is   i m p o r tan   t h f ir s t   letter   o f   t h e n cr y p ted   p air   is   th e   o n e   th at   lies   o n   t h s a m e   r o w   as  t h f ir s letter   o f   th p lain te x t p air   [ 1 9 ] .             Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Mo d ifyin g   p la yfa ir   cip h er a l g o r ith u s in g   K A s p ir a l m eth o d   to   fit a n la n g u a g . ..   ( I b r a h im  A .   S h o li)   5403   W u s T ab le  1   to   ap p ly   d ec r y p tio n   r u les o n   cip h er   tex t to   g e t th p lain   te x f r o m   T ab le  3 .       T ab le  3 .   Ma k in g   b lo ck s ,   s h o m eth o d ,   an d   g e n er ate  r es u lt   En c r y p t e d   M e t h o d   P l a i n   t e x t   SP   3   UN   LW   3   IV   IT   3   ER   RK   3   SI   YE   2   TY   TO   2   OF   SP   3   UN   KR   3   IS   AG   2   ZA   ZK   3   XA   SY   3   TX   US   1   TR       w h e n   w ap p lied   th d ec r y p ti o n   r u les   o n   t h cip h er   te x u s i n g   T ab le  1 ,   w g o t t h f o llo w i n g   r e s u l t f r o m   T ab le  3 .   C : SP L W I T R KYE T OSP K R A G Z KS YUS ;   P : U n i v er s i t y   o f   Un i s za   at  T R       3.   K AJ   SPIRAL   A L G O RI T H M   KA J   Sp ir al  a lg o r it h m   is   m et h o d   w e   p r o p o s ed   to   m ak e   th e   P lay Fair   al g o r ith m   ea s y   to   u s e   b y   p eo p le  w it h   la n g u a g es  m o r th a n   2 6   letter s   a lp h ab et  o r   if   t h e y   n ee d   to   ad d   an y   s y m b o ls   o r   ch ar ac t er s   w i th o u n ee d   to   d esig n   n e w   tab les.  I n   ad d iti o n ,   p eo p le  w ith   la n g u a g es   w r i tten   f r o m   r i g h t - to - le f t,  u p - to - d o w n ,   d o w n - to - u p ,   an d   lef t - to - r ig h ar also   w el co m e.   C h ar ac ter s   i n   t h lan g u ag e   v ar y   b ec au s e   w li v i n   u n iv er s w it h   th o u s an d s   ev e n   m illi o n s   o f   ac ce n ts ,   lan g u ag e s ,   a n d   s y m b o l s .   Ho w e v er ,   i n   o u r   r esear ch   w e   w ill   f o c u s   o n   s o m e   lan g u a g es  o th er   th a n   E n g li s h   ( w h ic h   is   co n s id er ed   th lan g u a g o f   th i n v e n to r   o f   Pla y f air   alg o r ith m ) ,   w w i ll  ch o o s s o m la n g u a g es  s u c h   as  I talia n   ( 2 1   letter s ) ,   an d   A r ab ic  ( 2 8   letter s ) .   B y   t h is ,   w ca n   p er f o r m   o u r   an al y s i s   an d   p r o v th w o r k ab ilit y   o f   o u r   m eth o d .   T h m et h o d   u s es  s p ir al  s h ap w ith   t w o   a x es ( X,   Y)   an d   th letter s   ar s p r ea d   o n   th a ax is   w i th i n   cir cle s   d ep en d in g   o n   th la n g u a g u s ed .   Fo r   ex a m p le,   E n g lis h   s tar f r o m   le f t - to - r i g h t,  b u in   A r ab ic  it  s tar t s   f r o m   r ig h t - to - lef t   a n d   s o   o n .   Mo r eo v er ,   E n g lis h   s tar ts   at  t h le f s id o f   t h x   a x is   a n d   th e   A r ab ic  s t ar ts   at  t h e   r ig h s id o f   t h x   a x is .   A s   in   t h P la y Fair   t h k e y   s h o u ld   b p lace d   f ir s a n d   th en   t h r est  o f   letter s   o f   alp h ab ets  ar co n tin u o u s l y   s p r ea d   o n   ax is   w i th i n   cir cle s   u n til  n o n i s   lef t   ( w ca n   ad d   an y   n u m b er s ,   lett er s   o r   s y m b o ls   b y   ex ten d i n g   t h cir cle  a n d   t h u s   ad d   m o r c ir cles) .   E ac h   cir cle   h as  4   le tter s   o f   alp h ab et s ,   an d   if   th la s cir cle  is   n o f u ll y   u s ed ,   it  d o es  n o m a tter   b ec au s th r u le  3   w ill  b also   m o d if ied .   T h f o llo w in g   i m ag e s   s h o w   h o w   t h letter s   o f   alp h ab ets  w a s   d is tr ib u te d   o n   th ax is   f o r   lan g u a g es ( E n g li s h - Fig u r 1 ,   A r ab ic - Fi g u r 2 ,   an d   I talian - F ig u r 3 ) .           Fig u r e   1 .     E n g li s h   la n g u a g -   l etter s   o f   alp h ab ets     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 9   :   5 4 0 0   -   5 4 1 1   5404   Fig u r e   1   s h o w s   t h letter s   f i t h s e v en   cir cles.  W d id n ad d   o r   d elete   cir cles.  T h em p t y   p o s itio n s   d o   n o m atter   an d   w d o n n ee d   to   ad d   an y t h i n g .   Fig u r 2   s h o w s   t h let te r s   f it  t h s e v e n   cir cles.  W d id n ad d   o r   d elete   cir cles,  th er ar n o   e m p t y   p o s itio n s .   Fig u r 3   s h o w s   t h letter s   f i to   t h f iv cir cles,  o n l y   o n e   letter   is   in   cir cle  s ix t h   an d   w d elete d   cir cle  s ev en .   T h ese  ex a m p le s   s h o w   th f le x ib ilit y   o f   th n e w   m o d i f icat io n   w h ich   f it s   S h an n o n   r u les o f   s i m p licit y   in   al g o r i th m   d e s ig n .           Fig u r 2 .     A r ab ic  lan g u a g -   le tter s   o f   alp h ab et       Fig u r 3 .   I talia n   lan g u ag -   let ter   o f   alp h ab et       3 . 1 .   T he  rule s   f o K AJ   m et ho d   a.   T h er is   n o   n ee d   to   cr ea te  tab l es,  an d   th letter s   I   &   J   d o   n o n ee d   to   s h ar s a m p o s itio n .   b.   T h k e y w o r d   s h o u ld   b p lace d   lef t - to - r i g h f ir s o n   X - a x i s   f o r   lan g u ag e s   w r itte n   le f t - to - r ig h t,  a n d   t h en   th e m p t y   p o s i tio n s   o n   b o th   ax es  ar f illed   i n   w ith   t h r est  o f       letter s   o f   th alp h ab et  an d   m ak i n g   s u r n o   let ter s   ar d u p licated .   c.   T h k e y w o r d   s h o u ld   b p lace d   r ig h t to -   le f f ir s t   o n   X   Ax i s   f o r   la n g u a g es   w r itte n   r ig h t to -   le f t,  an d   th e n   th e m p t y   p o s itio n s   o n   b o th   a x es   ar f illed   i n   w it h   t h r es l etter s   o f           th e   alp h ab et   w it h   m ak in g   s u r n o   letter s   ar d u p lica ted .   d.   I f   b o th   let ter s   ar t h s a m e   ( o r   o n l y   o n le tter   is   lef t) ,   ad d   an   " X "   af ter   th e   f ir s t le t ter .   E n cr y p t   t h n e w   p air   an d       co n tin u e.   B u w it h   lan g u ag e s   w it h   n o   x   letter s ,   w r ec o m m e n d   u s in g   v o w el  f r o m   t h at  lan g u ag s o   th r ec eiv er   ca n   ea s il y   f i g u r th at .   e.   I f   t h la n g u a g is   w r itte n   le f t - to - r ig h t,  s tar s p r ea d in g   c h ar ac ter   o n   Ax es   le f s id a n d   t h en   g o   d o w n   to   Ax es  a n d   co n tin u s p r ea d in g   letter s   o n   Ax es  w it h i n   cir cle s .   B u if   t h lan g u ag i s   w r i tt en   r ig h t - to - le f t,   s tar s p r ea d in g   ch ar ac ter   o n   X   Ax es  r i g h s id a n d   th e n   g o   u p   to   Ax es  a n d   co n ti n u s p r e ad in g   le tter s   o n   Ax es  w i th i n   cir cles.     3 . 2 .   E ncry ptio n r ule s   a.   I f   b o th   letter s   ap p ea r   o n   th s a m r o w   ( X - a x es),   r ep lace   th e m   w it h   th letter s   to   th eir   i m m ed iate  r ig h t,   r esp ec tiv el y   ( if   le tter   in   t h o r ig in al  p a ir   w as  o n   th e n d   o f   t h r o w   (X - ax e s ) ,   g o   b ac k   to   th s tar t   o f   th r o w   ( X - a x es),   an d   u s t h f ir s t le tter   to   r ep lace   w it h   t h en d   letter ) .   b.   I f   b o th   letter s   ap p ea r   o n   th s a m co l u m n   ( Y - ax e s )   o f   y o u r   tab le,   r ep lace   th e m   w it h   t h letter s   i m m ed iatel y   b elo w ,   r e s p ec ti v el y   ( i f   a   letter   in   th e   o r ig i n al   p air   w as  o n   t h b o tto m   s id o f   t h e   co lu m n   (Y - ax e s )   g o   b ac k   to   th s tar t o f   th co l u m n ( Y - a x es)  an d   u s th f ir s t le tter   to   r ep lace   w it h   t h en d   letter ) .   c.   I f   th letter s   ar n o o n   t h s a m r o w   o r   co lu m n ,   g o   d ir ec tl y   to   th letter   o n   th s a m cir cle  o n   th o th er   Ax es ( le f t - to - r i g h t f o r   lan g u ag es u s le f to -   r i g h t a n d   r ig h t to -   lef f o r   lan g u a g es  u s r i g h t to -   le f t) .     3 . 3 .   Dec ry ptio n   rules   a.   I f   b o th   letter s   ap p ea r   o n   th s a m r o w   ( X - ax e s ) ,   r ep lace   t h e m   w i th   t h letter s   to   th ei r   i m m ed iate  lef t ,   r esp ec tiv el y   ( i f   letter   i n   th o r ig in al  p air   w a s   o n   t h s t ar o f   th r o w ( X - a x es),   g o   b ac k   to   th en d   o f   th r o w   ( X - a x es),   an d   u s t h last   let ter   to   r ep lace   w i th   t h f ir s t le tter ) .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Mo d ifyin g   p la yfa ir   cip h er a l g o r ith u s in g   K A s p ir a l m eth o d   to   fit a n la n g u a g . ..   ( I b r a h im  A .   S h o li)   5405   b.   I f   b o th   letter s   ap p ea r   o n   th e   s a m co l u m n   ( Y - ax e s ) ,   r ep lace   th e m   w it h   t h letter s   i m m ed iatel y   u p ,   r esp ec tiv el y   ( i f   let ter   in   t h o r ig in al   p air   w as  o n   t h s tar s id o f   t h co lu m n ( Y - ax e s )   g o   b ac k   to   t h en d   o f   th co lu m n   (Y - a x es)  a n d   u s th en d   letter   to   r ep lace   w it h   th f ir s t le tter ) .   c.   I f   th let ter s   ar n o t   o n   t h s a m r o w   o r   co lu m n ,   g o   d ir ec tly   to   th letter   o n   t h s a m cir cle  o n   th o th er   ax es  ( r ig h t to -   le f ( r et u r n s )   f o r   lan g u ag e s   u s le f to -   r ig h an d   lef to -   r i g h f o r   la n g u a g es  u s r i g h t to -   lef t) .   No te:  f o r   lan g u ag e s   w it h   an   u p - d o w n   w r iti n g   w co u ld   s tar f r o m   y -   a x es a n d   ap p l y   th s a m r u le s .     3 . 4 .   Appl ie d e x a m p les   T h f o llo w in g   t h r ee   e x a m p les   f o r   3   d if f er e n la n g u a g es   p r o v t h ab ilit y   a n d   v alid it y   ( v a lid   to   u s e)   o f   o u r   m et h o d   to   h an d le  an d   f i t a n y   la n g u a g w it h o u t d es ig n i n g   n e w   tab les.     3 . 4 . 1 .   E x a m p le  in  E n g lis h la ng ua g e   T h f o llo w in g   e x a m p le  i n   E n g l is h   la n g u a g is   u s ed   to   m ak it   m o r u n d er s tan d ab le  a n d   ea s y   t o   an al y ze .   W j u s u s t h s a m e   d ata  w u s ed   in   t h o r ig i n al  m et h o d   in   ex a m p le  2 . 1 .   E n cr y p th f o llo w i n g   te x t   u s i n g   P la y Fa ir   cip h er   b y   ap p ly in g   th at   o n   K A J   m e th o d .   I n i t iall y ,   Sh o li   ag r ee d   w i th   Mo h a m ed   k e y   w o r d   is   “L I KE ”,   a n d   t h p lai n   te x t i s   “Un i v er s it y   o f   U n is za   at  T R ”.   W ap p lied   KA J   e n cr y p tio n   r u les   o n   th e   p lain te x t   u s i n g   Fi g u r 4   an d   T ab le  4   t o   g en er ate  cip h er tex t.   Un i v er s it y   o f   U n is za   at  T R   U n i v er s it y o f U n i s za atT R   Un iv er s it y o f Un i s za XatXtr           Fig u r 4 .   E n g li s h   la n g u a g   l etter s   o f   alp h ab et  w it h   Ke y w o r d   ex a m p le  u s in g   K A J   Me th o d   en cr y p tio n       T ab le  4 .   Ma k in g   b lo ck s ,   s h o m eth o d ,   an d   g e n er ate  r es u lt   P l a i n   t e x t   M e t h o d   En c r y p t e d   UN   3   VO   IV   2   BZ   ER   2   IV   SI   3   TK   TY   3   QZ   OF   1   SA   UN   3   VO   IS   3   KT   ZA   3   YB   XA   3   UB   TX   2   PT   TR   2   PV       T h en cr y p ted   te x t is  VOB Z I VT KQZ S A VOKT YB UB PT PV”   T h en   w ap p lied   K A J   d ec r y p ti o n   r u les o n   t h cip h er te x u s i n g   Fi g u r 4   an d   T ab le  5   t o   g en e r ate  th p lain te x t.             Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 9   :   5 4 0 0   -   5 4 1 1   5406     T a b le  5 .   Ma k in g   b lo ck s ,   s h o w   m et h o d ,   an d   g en er ate  r es u lt   En c r y p t e d     M e t h o d   P l a i n   t e x t   VO   3   UN   BZ   2   IV   IV   2   ER   TK   3   SI   QZ   3   TY   SA   1   OF   VO   3   UN   KT   3   IS   YB   3   ZA   UB   3   XA   PT   2   TX   PV   2   TR       T h d ec r y p ted   tex t is  U n i v er s it y   o f   U n i s za   at  T R     3 . 4 . 2 .   E x a m p le  in Ar a bic la ng ua g e   I n itiall y   S h o li a g r ee d   w it h   Mo h a m ed   k e y   w o r d   is   L I KE     ب حن   T h p lain   tex t is U n i v er s it y   o f   Un is za   at  T R = ر ت   يف از ي ن وي ةع م اج   W ap p ly   t h e n cr y p tio n   r u le s   o f   t h K A J   s p ir al  m et h o d   o n   p lain tex t   u s in g   Fig u r 5   a n d   T a b le  6   to   g en er ate  cip h er tex t.           Fig u r 5 .   A r ab ic  lan g u a g   le tter s   o f   alp h ab et  w it h   K e y w o r d   ex a m p le  u s i n g   K A J   Me t h o d   ر ت   يف از ي ن وي ةع م اج      ر ت ي فا ز ي ن ويةعم اج       T ab le  6 .   Ma k in g   b lo ck s ,   s h o m eth o d ,   an d   g e n er ate  r es u lt   P l a i n   t e x t   M e t h o d   En c r y p t e d   اج   3   نخ   عم   1   كف   يه   2   هق   نو   1   بم   زي   2   ضه   فا   3   قن   تي   3   ثم   ار   3   نز       ر ت   يف از ي ن وي ةع م اج =p -   م قن ضهبمه قك فنخ نزث c=   T h en   w ap p l y   th e   d ec r y p tio n   r u les  o f   K A J   s p ir al  m eth o d   o n   cip h er tex t   u s i n g   Fi g u r 5   to   g e n er ate   p lain tex t in v er s t h p r o ce es).   ت ي ف  ازين وي ةع م اج  ز ث م قنض ه ب م ه قك فنخ ر     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Mo d ifyin g   p la yfa ir   cip h er a l g o r ith u s in g   K A s p ir a l m eth o d   to   fit a n la n g u a g . ..   ( I b r a h im  A .   S h o li)   5407   3 . 4 . 3 .   E x a m p le  in t he  I t a lia n la ng u a g e.   I n itiall y ,   S h o li a g r ee d   w ith   M o h a m ed   k e y w o r d   is   L I KE = p ia ce .   T h m e s s a g is   U n i v er s it y   o f   Un is za   at  T R   Un ivers i   d i U n is z a   p r ess o   TR.   Un iv ers ità   d i U n is z a   p r es s o   T R .   Un ivers ità d iUn is z a p r es s o T R .   Un ivers ità d iUn is z a p r esA s o TR .   No te  th at  b ec a u s th er ar n o   ( X,   Y)   letter s   i n   I talia n   la n g u a g w e   s ep ar ated   th e   d u p li ca tes  letter s   ( v o w el  A ,   a n d   f o r   y ,   w j u s u s th letter   a) .           Fig u r 6 .   I talian   lan g u ag -   let ter   alp h ab et  w it h   K e y w o r d   ex a m p le  u s in g   K A J   Me th o d       W ap p ly   th e n cr y p tio n   r u le s   o f   K A J   s p ir al  m eth o d   o n   p lain te x u s i n g   F ig u r 6   an d   T ab le   7   to   g en er ate  cip h er tex t.       T ab le  7 .     Ma k in g   b lo ck s ,   s h o w   m et h o d ,   an d   g en er ate  r es u lt   P l a i n   t e x t   M e t h o d   En c r y p t e d   UN   1   ZG   IV   1   BR   ER   3   BQ   SI   3   TA   TA   3   UC   DI   3   FA   UN   1   ZG   IS   3   AT   ZA   1   SD   PR   3   IN   ES   1   PN   AS   1   DN   OT   2   TV   RA   3   NC       T h en cr y p ted   te x f o r   Un ive r s ità   d Un is z a   p r es s o   is   ZG B R B QTAU C F A ZGA TS DI N P N DN TV N C .   T h en   w e   ap p ly   th e   d ec r y p tio n   r u le s   o f   K A J   m eth o d   o n   t h cip h er te x u s in g   Fig u r 6   to   g e n er ate   p lain te x ( i n v er s e   th p r o ce s s ) . T h r esu lt ( p lain   t ex t)   Un ivers ità   d i U n is z a   p r ess o   TR.       4.   RE SU L T S AN AN AL Y SI S   I f   w co m p ar th t w o   m et h o d s   ( P lay f air   an d   KA J )   r esu lt  ( ex .   2 . 1   an d   3 . 4 . 1 )   w f i n d   n o   b ig   d if f er e n ce s .   I n d ee d ,   th i s   h as  p r o v ed   th v alid it y   ( u s ea b le,   s t r o n g ,   a n d   w o r k   w e ll)  o f   n e w   m et h o d ,   an d   as   w s aid ,   it is   s u b j ec ted   f o r   m o d if y in g   b ec a u s t h is   i s   o n l y   f ir s t i m ag in at io n   f o r   th K A J   m et h o d .   Or ig i n al  P la y Fair - P : U n i v er s it y   o f   U n is za   at  T R             C : SP L W I T R KYE T OSP KR A G Z K SYUS   KA J   -   R es u lt: U n i v er s it y   o f   U n is za   at  T R                                   C :VOB Z I VT KQZ S A V OKT YB UB PT P V   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 9   :   5 4 0 0   -   5 4 1 1   5408   T h co m p ar is o n   i n   T ab le  8   s h o w s   t h f r eq u en c y   o f   cip h er te x letter   as  r es u lt  o f   b o th   m e th o d s   an d   w f i n d   n o   d if f er en ce s   in   b o th ,   an d   th u s   p r o v ed   th a th e y   ar eq u all y   s ec u r e.   T h d if f er e n ce s   ar n o t   s ig n i f ica n t,  s o   th is   h as  p r o v en   th v a lid it y   o f   K A J   Sp ir al  Me th o d .   W w il s h o w   t h r esu l t s   u s in g   n u m b er s   an d   eq u atio n   o n   t h f o llo w i n g   d is c u s s io n ,   w i th   o th er   t w o   ap p lied   ex a m p les  ( A r ab ic  a n d   I talian ) .   K A J   ca n   h elp   u s   i n   th f u t u r to   m a k s tep   in   m ak i n g   cr y p to g r ap h y   u n i v er s al  la n g u a g w it h o u an y   s o p h is t icate d   an d   d if f ic u lt ies  f o r   all.         T ab le  8 .   KA J   Sp ir al  Desig n   an d   Or ig in al  P la y f air   cip h er   te x f o r   th E n g li s h   e x a m p le   Or ig i n al  P la y f a ir   KA J   m e th o d   SP L W I T R KYE T OSP KR A G Z KSYUS   VOB Z I VT KQZ S AVOK T YB UB PTP V       4 . 1 .   T he  a dv a nta g es o f   K AJ   Sp ir a M et ho d o v er   o rig ina l P la y F a ir  a nd   benef it s   a.   Fit   an y   la n g u a g r eg ar d less   o f   th n u m b er   o f   c h ar ac ter s   o r   s y m b o ls .   W p r o v ed   th at  b y   ap p l y in g   ex a m p le s   o n   E n g li s h ,   A r ab ic,   an d   I talian   la n g u a g es.   b.   Ser v i n g   t h ed u ca tio n a p u r p o s ( Kn o w led g is   p o w er ) .   As  w k n o w ,   t h clas s ic  cr y p to g r ap h y   w a s   th b asi s   an d   o r ig in   o f   t h m o d er n   cr y p to g r ap h y ,   K A J   Sp i r al  m et h o d   is   co m p letel y   n e an d   h a s   n e v er   b ee n   u s ed   b e f o r an d   it  is   s u b j ec ted   to   d ev elo p m e n w it h   m o r t h a n   o n l y   2   ax e s ,   s o   w h a v m o r e   f le x ib ilit y   an d   t h ese  ex a m p les  co u ld   b ap p lied   an d   p o p u lar ized   o n   th m o d er n   al g o r ith m s .   c.   Us er   ac ce p tan ce   a n d   ea s e   o f   u s e,   p eo p le  w it h   d i f f er en t   lan g u ag e   d o n h a v to   lear n   E n g l is h   b u t h e y   ca n   u s a n   ea s y   m e th o d   to   p er f o r m   cr y p to g r ap h y ,   a n d   th e y   ca n   d is co v er   w h at  t h co in c id en c in d ex   i n   t h eir   lan g u a g e,   w h at  d u p licatio n   ca n   m a k t h eir   lan g u ag e s   w ea k ,   an d   w h at  m ak t h eir   la n g u a g s tr o n g .   d.   Or ig i n al  P la y Fair   C ip h er   u s o n l y   b lo c k s   w it h   2   c h ar ac ter s   at  o n ce   b u i n   K A J   Sp ir al  m e t h o d   w ca n   u s e   th r ee   ch ar ac ter s   o r   m o r o r   less   n o   m atter   t h s ize  o f   t h b lo ck ,   th f o llo w in g   ex a m p le  s h o w   to   u s   h o w   w e   can   u s t h th r ee   c h ar ac ter s   at   o n ce   ( p r o v th at  w ca n   u s an y   b lo ck   s ize) .   T ab le  9   s h o w s   th ab ilit y   o f   KA J   Sp ir al  Desi g n   o n   m a k i n g   b lo ck s   m o r th a n   t w o   an d   in   t h is   ca s i is   t h r ee .   No te  th at  w u s t h s a m e   d ata  as  f o u n d   i n   ex a m p le  3 . 4 . 1   u s in g   E n g lis h   la n g u a g e)   b u w c h an g t h b lo ck   s ize  an d   w ap p lied   th p lain   te x o n . K A J   Sp ir al  m e th o d   u s in g   Fi g u r 4   to   g en e r ate  cip h er   tex w it h   3   b lo ck s .     Un i v er s it y o f U n i s za XatXtr       T ab le  9 .   Ma k in g   b lo ck s ,   s h o m eth o d ,   an d   g e n er ate  r es u lt   P l a i n   t e x t   M e t h o d   En c r y p t e d   U NI   3   VOK   V ER   2   ZI V   S I T   3   TK A   YOF   1   U S A   U N I   3   VOK   S ZA   3   T Y B   XAT   3   U B Q   X T R   2   T P V       e.   T h m o s i m p o r tan th i n g   we  h a v is   p r o o f   t h at  t h K A J   Sp ir al  m et h o d   is   s tr o n g er   th a n   Or i g i n a l   P lay Fair   C ip h er   b y   u s i n g   m et h o d s   f o r   attac k in g   t h e   cip h er   t ex u s ed   b y   cr y p ta n al y s t.   An d   th at  is   Frie d m a n   m et h o d   an al y s is   ( in d ex   o f   c o in cid en ce ) .   I n d ex   C o in c id en ce   ( I C ) ,   w h ic h   w as  in v e n te d   b y   Am er ica n   cr y p ta n al y s W I L L I A F R E DE R I C F R I E DM A ( 1 8 9 1 - 1 9 6 9 ) ,   [ 2 0 ] .   is   an   i m p o r tan to o in   d ec r y p ti n g   m es s ag e s ,   an d   th at  d ep en d s   o n   f i n d in g   co in cid en ce   i n   en cr y p ted   tex an d   th at  ca n   f i n d   an d   g u es s   t w o   th i n g s ?   -   I f   th m e s s a g is   en cr y p te d   u s in g   p o ly alp h ab etic  s u b s tit u tio n   ( m u ltip le  s u b s tit u tio n )   o r   n o t,   u s ( 1 ) [ 2 1 ,   2 2 ] .   -   An d   th e n   f ig u r o u t t h k e y   le n g t h   u s ed   in   e n cr y p ted   m e s s a g u s i n g   t h r es u lt o f   I C   i n   ( 2 ) ,   [ 2 1 ,   2 2 ] .   T h I C   in   E n g l is h   eq u al s   to   0 . 0 6 5 ,   f o r   m e s s a g es   w i t h   I C   b et w ee n   0 . 0 3 8 5   an d   0 . 0 6 5 ,   th p o l y alp h ab etic  s u b s tit u tio n   is   u s ed ,   a n d   if   th I C   clo s er   to   th 0 . 0 6 5   th en   t h m ess a g tex i s   en cr y p ted   u s i n g   m o n o   alp h ab etic.   T h e   E q u atio n   ( 1 )   is   u s ed   to   d eter m i n if   p o l y alp h ab etic  s u b s tit u ti o n   is   u s ed   o r   n o t.       =    (  1 ) = 1 ( 1 ) Equat i o n   1 : In d ex   of   co i n ciden c e       ( 1 )       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Mo d ifyin g   p la yfa ir   cip h er a l g o r ith u s in g   K A s p ir a l m eth o d   to   fit a n la n g u a g . ..   ( I b r a h im  A .   S h o li)   5409   An d   th e n   w u s th e   ( 2 )   to   f i g u r o u t ( g u es s )   th k e y   le n g th   u s ed   in   t h e n cr y p ted   m e s s a g e .     =   0 . 027 ( 1 ) 0 . 038 + 0 . 065 Equat i o n 2 : N umb o r   of   char act er s   of   key     ( 2 )     B y   ap p l y i n g   Frie d m a n   m et h o d   o n   b o th   o r ig in al  P la y Fa ir   an d   KA J   Sp ir al  m et h o d .   Nex t,  we  n ee d   to   f in d   o u i f   th p o l y alp h ab etic  s u b s t itu tio n   is   u s ed   o r   n o t b ased   o n   d ata  f r o m   T ab le  1 0 .   Or ig in al  P la y Fai r :      =    (  1 ) = 1 ( 1 )           =   26 24 ( 24 1 )       =   0 . 047101449   ( 3 )     I C   b et w ee n   0 . 0 3 8 5   an d   0 . 0 6 5 ,   th p o l y alp h ab etic  s u b s t itu tio n   u s ed .   K A J   Sp ir al  m eth o d :              =    (  1 ) = 1 ( 1 )         =     32 24 ( 24 1 )       =     0 . 057971014   ( 4 )     I C   b et w ee n   0 . 0 3 8 5   an d   0 . 0 6 5 ,   th p o l y alp h ab etic  s u b s t itu tio n   u s ed .   Af ter   w u s ed   d ata  f r o m   T a b le  1 0   an d   ap p lied   r esu lts   o n   ( 1 ) ,   w f in d   th at  t h p o l y alp h ab etic   s u b s t itu t io n   w a s   u s ed   in   b o t h   m eth o d s .   B u t   th r e s u l o f   th K A J   Sp ir a m et h o d   is   clo s er   to   . 0 6 5   th an   th o r ig i n al  P la y Fair   a n d   th at  w il l c o n f u s t h cr y p ta n al y s t a t le ast.          T a b le  1 0 .   Used   to   f in d   an d   g e n er ate  d ata  u s ed   to   f i n d   r e s u l ts   f o r   b o th   eq u atio n   ( 1 )   an d   ( 2 )   O r i g i n a l       P l a y F a i r     K A J Sp i r a l   i   ni   ni - 1   n i ( n i - 1)     i   ni   ni - 1   n i ( n i - 1)   A   1   0   0     A   1   0   0   B   0   - 1   0     B   3   2   6   C   0   - 1   0     C   0   - 1   0   D   0   - 1   0     D   0   - 1   0   E   1   0   0     E   0   - 1   0   F   0   - 1   0     F   0   - 1   0   G   1   0   0     G   0   - 1   0   H   0   - 1   0     H   0   - 1   0   I   1   0   0     I   1   0   0   J   0   - 1   0     J   0   - 1   0   K   3   2   6     K   2   1   2   L   1   0   0     L   0   - 1   0   M   0   - 1   0     M   0   - 1   0   N   0   - 1   0     N   0   - 1   0   O   1   0   0     O   2   1   2   P   2   1   2     P   2   1   2   Q   0   - 1   0     Q   1   0   0   R   2   1   2     R   0   - 1   0   S   4   3   12     S   1   0   0   T   2   1   2     T   3   2   6   U   1   0   0     U   1   0   0   V   0   - 1   0     V   4   3   12   W   1   0   0     W   0   - 1   0   X   0   - 1   0     X   0   - 1   0   Y   2   1   2     Y   1   0   0   Z   1   0   0     Z   2   1   2     24     26       24     32     No w   w w il l a p p l y   r esu l ts   o f   e q u atio n   1   o n   th eq u a tio n   2   to   d eter m in t h len g t h   o f   t h k e y .     =   0 . 027 ( 1 )  0 . 038 + 0 . 065   ( 5 )                               1 -   Or ig i n al  P la y Fair :       =   0 . 027 ( 1 )  0 . 038 + 0 . 065   =     0 . 027 24 ( 24 1 ) 0 . 0 4 7 1 0 1 4 4 9 0 . 038 24 + 0 . 065   =                        =   0 . 648 0 . 2 3 6 3 3 3 3 2 7             =   2 . 741890059     ( 6 )                                                                                                   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.