Способы шифрования
Шифрование заменой (подстановка)
1) Шифр простой подстановки (замены)
Каждая из 33 букв русского алфавита заменяется на другую букву того же алфавита (моноалфавитная подстановка). По левой табличке кодируем, по правой раскодируем . Правая табличка сделана для удобства, можно обойтись и без нее. (Приложение №6)
Можно наоборот: по правой –кодировать, по левой- раскодировать. Это будет уже другая комбинация, новый набор, другой вариант (ключ).
Такой шифр имеет низкую стойкость, т.к. зашифрованный текст имеет те же статические характеристики, что и исходный (открытый)- каждая буква имеет свою частоту появления. Поэтому использовать этот метод целесообразно только для шифрования короткого текста.
Полиалфавитная замена.
Для повышения стойкости шифра используют полиалфавитные подстановки, в которых для замены символов исходного текст используются шифры других алфавитов.
При полиалфавитной контурной обыкновенной подстановке смена алфавитов осуществляется последовательно и циклически, т.е. первый символ заменяется соответствующим символом первого алфавита, а второй – символом второго алфавита и т.д. до тех пор пока не будут использованы все выбранные алфавиты. После этого использование алфавитов повторяется. При использовании такого метода статические характеристики исходного текста в зашифрованном сообщении практически не повторяются. Надежность шифрования тем выше, чем больше букв в ключе. Не целесообразно выбирать ключ с повторяющимися буквами.
Полиалфавитная многоконтурная замена заключается в том, что для шифрования используется несколько наборов (контуров) алфавитов используемых циклически, причем каждый контур имеет свой индивидуальный период применения. Этот период исчисляется количеством знаков, после зашифровки которого меняется контур алфавитов. Частным случаем многоконтурной алфавитной подстановки является замена по таблице Виженера, если для шифрования используется несколько ключей, каждый из которых имеет свой период применения.
Монофоническя замена (см. приложение № 5)
Частным случаем многоалфавитной замены является монофоническая замена. Особенность этого метода состоит в том, что количество и состав алфавитов выбираются таким образом, чтобы частоты появления всех символов в зашифрованном тексте были одинаковыми. При таком положении затрудняется криптоанализ зашифрованного текста с помощью его статической обработки. Выравнивание частот появления символов достигается за счет того, что для часто встречающихся символов исходного текста предусматривается использование большого числа заменяющих элементов, чем для редко встречающихся.
После шифрования каждой буквы соответствующий ей столбец циклически сдвигается вверх на одну позицию. Таким образом столбцы алфавита как бы образуют независимые друг от друга кольца, поворачиваемые вверх на один знак каждый раз после шифрования соответствующей буквы.
В качестве примера зашифруем монофоническим шифром текст:
Ч Е Р Е З Э Т И Ш ТУ К О В И Н Ы В С Е, Ч Т О П Е Ч А Т А Л О С Ь Z Ь Б Ю Я I Г h И Л S Ъ Х + Ы Щ П Й L : K F d Ж R Z ? Г G З ! B Q [1]