1. Примеры полиалфавитных шифров Шифр Виженера

Шифр Виженера состоит из последовательности нескольких шифров Цезаря с различными значениями сдвига. Для зашифровывания может использоваться таблица алфавитов, называемая tabula recta или квадрат (таблица) Виженера. Применительно к латинскому алфавиту таблица Виженера составляется из строк по 26 символов, причём каждая следующая строка сдвигается на несколько позиций. Таким образом, в таблице получается 26 различных шифров Цезаря. На разных этапах кодировки шифр Виженера использует различные алфавиты из этой таблицы. На каждом этапе шифрования используются различные алфавиты, выбираемые в зависимости от символа ключевого слова. Например, если ключевое слово “CAT”, то первая буква открытого текста шифруется с использованием алфавита “C’, вторая “A”, третья “T”, четвертая снова “C” и так далее.

Одноразовый блокнот

Этот тип шифра подстановки довольно специфический. Он был изобретен в конце первой мировой войны Гилбертом Вернамом. Клод Шеннон математически доказал его абсолютную криптографическую стойкость в своей работе 1945 года. Для создания шифротекста открытый текст объединяется операцией «исключающее ИЛИ» с ключом(называемым одноразовым блокнотом или шифроблокнотом). При этом использование одноразового блокнота, в большинстве случаев, нецелесообразно, так как требуется, чтобы ключ был такого же размера, что и открытый текст. Также требуется, чтобы ключ был абсолютно случайным, применялся только один раз и хранился в секрете от всех, кроме получателя и отправителя. В связи с этим коммерческое применение шифра Вернама не так распространено в отличие от схем с открытым ключом и он используется, в основном, для передачи сообщений особой важности государственными структурами.

2. Шифр перестановки

Шифр перестановки — шифр, переставляющий символы сообщения между собой для получения шифротекста, так что символы, оставаясь сами собой, меняют свою позицию в сообщении.

Широкое распространение получили шифры перестановки, использующие некоторую геометрическую фигуру. Преобразования из этого шифра состоят в том, что в фигуру исходный текст вписывается по ходу одного «маршрута», а затем по ходу другого выписывается с нее. Такой шифр называют маршрутной перестановкой. Например, можно вписывать исходное сообщение в прямоугольную таблицу, выбрав такой маршрут: по горизонтали, начиная с левого верхнего угла поочередно слева направо и справа налево. Выписывать же сообщение будем по другому маршруту: по вертикали, начиная с верхнего правого угла и двигаясь поочередно сверху вниз и снизу вверх.

Один самых простых способов такого шифрования является шифр «Штакетник». Для этого шифра это перестановка букв идёт через один символ, что напоминает забор, отсюда и его название. Рассмотрим пример его применения.

В начале для удобства шифрования текст записывают без пробелов и знаков препинания. Например:  яоченьлюблюмороженое. Затем текст разбивается на две части одинаковой длины. Если число букв нечетное, то добавляется случайная буква. Записывают получившиеся последовательности символов в две строчки – одну выше, а вторую ниже:

я

ч

н

л

б

ю

о

о

е

о

о

е

ь

ю

л

м

р

ж

н

е

Выписывается верхний ряд, а затем нижний, так, чтобы нижний был продолжением верхнего. Надпись должна быть записана в одну строчку.

ЯЧНЛБЮООЕООЕЬЮЛМРЖНЕ

Чтобы расшифровать получившееся сообщение, нужно повторить все операции в обратном порядке. В начале следует разбить текст на две группы букв.

ЯЧНЛБЮООЕО ОЕЬЮЛМРЖНЕ

Потом записать первую половину текста в верхнюю строку, а вторую половину под первой, и после этого можно прочитать текст, беря поочередно из каждой строки буквы.

я

ч

н

л

б

ю

о

о

е

о

о

е

ь

ю

л

м

р

ж

н

е