Поліалфавітні шифри (Гронсфельда, Тритеніуса, Віженера). Зламування методу Віженера.
Цей шифр складної заміни, званий шифром Гронсфельда, являє собою модифікацію шифру Цезаря числовим ключем. Для цього під літерами вихідного повідомлення записують цифри числового ключа. Якщо ключ коротше повідомлення, то його запис циклічно повторюють. Шифртекст отримують приблизно, як у шифрі Цезаря, але відраховують за алфавітом не третю букву (як це робиться в шифрі Цезаря), а вибирають ту букву, яка зміщена за алфавітом на відповідну цифру ключа. Наприклад, застосовуючи як ключа групу з чотирьох початкових цифр числа e (підстави натуральних логарифмів), а саме 2718, отримуємо для вихідного повідомлення ВОСТОЧНЫЙ ЭКСПРЕСС наступний шифртекст:
Повідомлення |
|
В |
О |
С |
Т |
О |
Ч |
Н |
Ы |
Й |
|
Э |
К |
С |
П |
Р |
Е |
С |
С |
Ключ |
|
2 |
7 |
1 |
8 |
2 |
7 |
1 |
8 |
2 |
|
7 |
1 |
8 |
2 |
7 |
1 |
8 |
2 |
Шифротекст |
|
Д |
Х |
Т |
Ь |
Р |
Ю |
О |
Г |
Л |
|
Д |
Л |
Щ |
С |
Ч |
Ж |
Щ |
У |
Щоб зашифрувати першу літеру повідомлення В, використовуючи першу цифру ключа 2, потрібно відрахувати другу за порядком букву від В в алфавіті
В |
Г |
Д |
|
1 |
2 |
виходить перша буква шифртекста Д.
Слід зазначити, що шифр Гронсфельда розкривається відносно легко, якщо врахувати, що в числовому ключі кожна цифра має тільки десять значень, а отже, є лише десять варіантів прочитання кожної букви шифртекста. З іншого боку, шифр Гронсфельда допускає подальші модифікації, що покращують його стійкість, зокрема подвійне шифрування різними числовими ключами.
Шифр Гронсфельда являє собою по суті окремий випадок системи шифрування Вижинера.
Прикладом багатоалфавітного шифру підстановки є система Віженера. Шифрування здійснюється за таблицею, що представляє собою квадратную матрицю розмірністю N x N, де N - число симолів використовуваного алфавіту.
Вибирається ключ або ключова фраза. Після чого під кожною буквою вихідного повідомлення послідовно записуються символи ключа. Якщо ключ виявився коротшим повідомлення, його використовують кілька разів. Кожна літера шифротекста знаходиться на перетині стовпця таблиці, визначається буквою відкритого тексту і рядка, обумовленою буквою ключа.
Для розшифровки під буквами шифротекста послідовно записуються літери ключа. У рядку таблиці, відповідної черговий букві ключа, відбувається пошук відповідної букви шифртекста. Що знаходиться над нею в першому рядку таблиці буква є відповідною буквою вихідного тексту
.