OTP-menetelmän periaate on yksinkertainen. Kirjaimet ja numerot vastaavat toisiaan oheisen taulukon mukaan.
| Merkki : | A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Arvo : | 01 | 02 | 03 | 04 | 05 | 06 | 07 | 08 | 09 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 |
Jos avain on annettu pelikortein, niin se voidaan tulkita joko numeroiksi tai kirjaimiksi.
| Risti / Hertta | Pata / Ruutu | ||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ♣A | ♣2 | ♣3 | ♣4 | ♣5 | ♣6 | ♣7 | ♣8 | ♣9 | ♣10 | ♣J | ♣Q | ♣K | ♠A | ♠2 | ♠3 | ♠4 | ♠5 | ♠6 | ♠7 | ♠8 | ♠9 | ♠10 | ♠J | ♠Q | ♠K |
| ♥A | ♥2 | ♥3 | ♥4 | ♥5 | ♥6 | ♥7 | ♥8 | ♥9 | ♥10 | ♥J | ♥Q | ♥K | ♦A | ♦2 | ♦3 | ♦4 | ♦5 | ♦6 | ♦7 | ♦8 | ♦9 | ♦10 | ♦J | ♦Q | ♦K |
| 01 | 02 | 03 | 04 | 05 | 06 | 07 | 08 | 09 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 |
| A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z |
Päässälaskuna aritmetiikka on helpointa suorittaa numeroilla :
Selväkielisen viestin salakirjoitus: Jokaisella selväkielisen sanoman merkillä on arvo 01 ... 26. Myös jokaiseen korttipakan korttiin liittyy arvo 01 .. 26. Kun merkin ja kortin arvot lasketaan yhteen saadaan summa joka tarvittaessa palautetaan välille 01 ... 26. Tämä summa voidaan esittää alkuperäisen merkistön merkillä arvon mukaan.
Salakirjoitetun viestin avaus: Kutakin viestin merkkiä vastaa arvo 01 ... 26. Korttipakasta saadaan sitä vastaavan kortin arvo 01 .. 26. Kun merkin arvosta vähennetään kortin arvo saadaan erotus joka tarvittaessa palautetaan välille 01 ... 26. Tämän erotuksen arvo esittää selväkielisen viestin merkkiä.
| 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 |
| 01 | 02 | 03 | 04 | 05 | 06 | 07 | 08 | 09 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 |
| -25 | -24 | -23 | -22 | -21 | -20 | -19 | -18 | -17 | -16 | -15 | -14 | -13 | -12 | -11 | -10 | -09 | -08 | -07 | -06 | -05 | -04 | -03 | -02 | -01 | 00 |
Vain luvut 01 ... 26 ovat käyttökelpoisia, koska merkistö koostuu 26 merkistä, mutta laskennan välituloksena voi esiintyä muita lukuja, jotka halutaan muuttaa luvuksi välillä 01 ... 26.
Esimerkki 1: Olkoon merkin arvo 10 ja kortin arvo on 20. Näiden summa 30 ei ole välillä 01 ... 26, mutta taulukosta näemme että lukua 30 vastaa luku 04. Samaan lopputulokseen päätyisimme ilman taulukkoa vähentämällä välituloksesta 30 luvun 26.
Esimerkki 2: Käytetään edellä saatua arvoa 04 ja samaa kortin arvoa 20. Tehdään vähennyslasku 04 - 20 = -16 ja taulukosta nähdään että lukua -16 vastaa välillä 01 ... 26 luku 10. Näin olemme päätyneet alkuperäiseen lukuun. Samaan lopputulokseen päätyisimme ilman taulukkoa lisäämällä välitulokseen -16 luvun 26.
Voisimme myös välttää erotuksen negatiivisen välituloksen. Kun huomaamme että vähentäjä 20 on suurempi kuin vähennettävä 4, niin voimme ensin lisätä vähennettävään luvun 26 ja suorittaa vähennyslaskun vasta sitten : ( 4 + 26 ) - 20 = 30 - 20 = 10.
Oikeastaan kaikkein helpointa OTP-aritmetiikassa on käyttää apuna taulukkoa joka sisältää kaikki mahdolliset yhdistelmät. Tässä kaksi vaihtoehtoa jotka on väritetty hiukan eri tavalla. Taulukoiden sisältö on muuten sama.
Toinen aputaulukko on ehkä vähennyslaskussa eli kryptatun viestin avauksessa helpompi koska siinä viistorivit ovat saman värisiä.
Koska tehtävät ovat lähinnä salakirjoitettujen viestien avaamista ja se on hiukan pulmallisempaa, keskitymme esimerkeissä siihen. Apuna kannattaa käyttää taulukkoa aputaulukko 2 .
Salakirjoitettu viesti avataan siis merkki kerrallaan vastaavan avaimen merkin (tai luvun tai kortin) avulla.
Tärkeintä on muistaa että salakirjoitettu merkki on näissä taulukoissa aina taulukon tavallisen solun arvona, ei rivin eikä sarakkeen otsikossa. Rivin otsikko kannattaa varata avaimen arvoille ja sarakkeen otsikko selväkielisen tekstin merkeille (vaikka voisihan se olla toisinkin päin).
On avattava seuraava salakirjoitettu viesti
YLKKB VTXCY WSIDJ JMLLR NJVRT KOMFU
Viestin on kryptattu salaisella OTP-avaimella joka on meidän käytettävissämme
HRPWN AADTQ VWZJI YLCAG ETUBO SFSFU
Tässä on annettu sekä viesti että avain kirjaimina, mutta nehän voisivat yhtä hyvin kumpikin olla numeroina. Tai ehkä avain olisikin annettu pelikortein. Allaolevien avainten alku olisi siis kumpikin vastaava kuin yo. kirjaimin esitetyssä avaimessa, kuten voit todeta tämän sivun yläosan taulukosta. Tilaa nämä vain veisivät enemmän.
08 18 16 23 14 01 01 04 20 17 22 23 26 10 09 25 12 03 01 07 ... ♣8 ♦5 ♠3 ♦10 ♠A ♥A ♣A ♥4 ♠7 ♦4 ♠9 ♦10 ♠K ♥10 ♣9 ♦Q ♣Q ♥3 ♣A ♥7 ...
Ratkaisu etenee em. aputaulukon avulla siten että salaviestin kirjaimet etsitään väritetyiltä viistoriveiltä siten että vaakarivin alussa on viestin kirjainta järjestyksessä vastaava avaimen osa. Tällöin vastaavan sarakkeen otsikossa, taulukon ylä- tai alalaidassa, on vastaava selväkielinen merkki. Tämä on tavallaan vähennyslasku modulo 26.
Toinen vaihtoehtoinen tapa on katsoa ensin avaimen merkkiä vastaava kirjain vaakarivin otsikosta ja edetä riviä pitkin kunnes solun arvona on salaviestin kirjain. Vastaavan sarakkeen (eli pystyrivin) otsikossa on silloin vastaava selväkielinen merkki.
YLKKB VTXCY WSIDJ JMLLR NJVRT KOMFU (viesti vähennettävänä) - HRPWN AADTQ VWZJI YLCAG ETUBO SFSFU (avain vähentäjänä) ----------------------------------- QTUNN USTIH AVITA KAIKK IPAPE RITZZ (ratkaisu erotuksena)
Vaihtoehtoisesti tämä voitaisiin ratkaista numeerisesti (lähes?) päässälaskuna ilman em. taulukkoa. Vähennettävään lisätään 26 niille sarakkeille jossa vähentäjä on suurempi (tai yhtäsuuri) kuin vähennettävä, siksi että osatulokset pysyvät välillä 01 ... 26 ja vältytään negatiivisten lukujen käsittelystä. Lopuksi erotuksen osat muutetaan kirjaimiksi.
+26+26+26+26 +26 +26+26+26 +26 +26 +26 +26+26+26
25 12 11 11 02 22 20 24 03 25 23 19 09 04 10 10 13 12 12 18 14 10 22 18 20 11 15 13 06 21
- 08 18 16 23 14 01 01 04 20 17 22 23 26 10 09 25 12 03 01 07 05 20 21 02 15 19 06 19 06 21
----------------------------------------------------------------------------------------------
17 20 21 14 14 21 19 20 09 08 01 22 09 20 01 11 01 09 11 11 09 16 01 16 05 18 09 20 26 26
Q T U N N U S T I H A V I T A K A I K K I P A P E R I T Z Z
Mutta nyt onkin jo kiire Etelä-Amerikan koneeseen.