Шифр Гронсфельда

Можно усложнить шифр Цезаря путем введения шифра сложной замены. Шифры сложной замены еще называют многоалфавитными, так как для шифрования каждого символа исходного сообщения применяется свой шифр простой замены.

Рассмотрим многоалфавитный шифр Гронсфельда. Для этого составим таблицу, в которой каждая строка в этой таблице соответствует одному шифру замены вроде шифра Цезаря для алфавита, дополненного пробелом. При шифровании сообщения его выписывают в строку, а под ним ключ. Если ключ оказался короче сообщения, то его циклически повторяют. Шифровку получают, находя символ в колонке таблицы по букве текста и строке, соответствующей букве ключа. Этот очень распространенный вид шифра сохранился до наших дней.

А АБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬЫЪЭЮЯ_

Б _АБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬЫЪЭЮЯ

В Я_АБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬЫЪЭЮ

Г ЮЯ_АБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬЫЪЭ

.......

Я ВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬЫЪЭЮЯ_АБ

_ БВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЬЫЪЭЮЯ_А

Например, используя ключ АВАГ, из сообщения ПРИЕЗЖАЮ получаем следующую шифровку:

Сообщение	П	Р	И	Е	З	Ж	А	Ю
Ключ	А	В	А	Г	А	В	А	Г
Шифровка	П	О	И	В	З	Г	А	Ы

В компьютере такая операция соответствует сложению кодов ASCII символов сообщения и ключа по некоторому модулю.

Методы шифрования монограммами

Eсли таблица, описанная в шифре Гросфельда, будет более сложной, чем циклическое смещение строк, то шифр станет надежнее. Зададим некоторую структуру таблицы алфавита. К примеру имеем алфавит состоящий из 30 букв.

1. Зададим размер таблицы (например 5 на 6).

2. Заполним таблицу определенным образом: сначала впишем символы ключа (состоящего из символов алфавита), при этом вписанный символ как-бы изымается из оставшегося множества символов алфавита и более не повторяется, а затем заполним таблицу оставшимися символами алфавита.

3. Зададим правило шифрования. В нашем случае очередной символ шифровки будем получать из ячейки таблицы в котором находится символ сообщения со смещеним на одну клетку таблицы вниз.

Для ключа РЕСПУБЛИКА таблица будет иметь следующий вид:

Р	Е	С	П	У	Б
Л	И	К	А	В	Г
Д	Ж	З	М	Н	О
Т	Ф	Х	Ц	Ч	Ш
Щ	Ь	Ы	Э	Ю	Я

Для описанного выше шифра с данной таблицей сообщение ОТПЛЫВАЕМ даст шифровку ШЩАДСНМИЦ. Такие табличные шифры называются монограммными, так как шифрование ведется по одной букве. Очевидно одно неудобство ключа: чтобы избежать неопределенности мы должны использовать ключ состояший из неповторяющихся символов, что ослабляет криптостойкость метода.