Биграммы

Шифр Плейфера или квадрат Плейфера — ручная симметричная техника шифрования, в которой впервые использована замена биграмм. Изобретена в 1854 году Чарльзом Уитстоном, но названа именем лорда Лайона Плейфера, который внедрил данный шифр в государственные службы Великобритании. Шифр предусматривает шифрование пар символов (биграмм) вместо одиночных символов, как в шифре подстановки и в более сложных системах шифрования Виженера. Таким образом, шифр Плейфера более устойчив к взлому по сравнению с шифром простой замены, так как затрудняется частотный анализ. Он может быть проведен, но не для 26 возможных символов (латинский алфавит), а для 26х26=676 возможных биграмм. Анализ частоты биграмм возможен, но является значительно более трудным и требует намного большего объёма зашифрованного текста.

Итак, начнем считать.

Используем ключ «Радиус» затем в алфавитном порядке записываем буквы, так чтобы они не повторялись. Разбиваем слова на биграммы.

р	а	д	и	у	с
б	в	г	е	ё	ж
з	к	л	м	н	о
п	т	ф	х	ц	ч
ш	щ	ъ	ы	ь	э

Если в биграмме две соседние буквы одинаковы, то биграмму разбиваем пробелами и запятыми. «ВО ВРЕМЯ ПЕРВОЙ МИРОВОЙ ВОЙНЫ ИСПОЛЬЗОВАЛИСЬ БИГРАММНЫЕ ШИФРЫ.

На этапе подготовки текста учитываем, что в исходном сообщении 61 символ (нечетное число) и одна из биграмм (51 и 52 символы) содержит одинаковые буквы «ММ». Чтобы увеличить число символов сообщения до четного числа и разделить повторяющиеся буквы по разным биграммам, добавим один пробел перед словом «ИСПОЛЬЗОВАЛИСЬ». Добавление пробела перед словом «БИГРАММНЫЕ» привело бы к ситуации, когда в одной биграмме находятся два пробела.

Разделив текст на биграммы, получим: «ВО», «_В», «РЕ», «МЯ», «_П», «ЕР», «ВО», «Й_», «МИ», «РО», «ВО», «Й_», «ВО», «ЙН», «Ы_», «_И», «СП», «ОЛ», «ЬЗ», «ОВ», «АЛ», «ИС», «Ь_», «БИ», «ГР», «АМ», «МН», «ЫЕ», «_Ш», «ИФ», «РЫ».

Но тогда, и таблица меняет вид.

В результате шифрования исходного сообщения методом Плейфейра получим следующие биграммы шифртекста: «ЖЛ», «ЮД», «ЕФ», «ШФ», «ЬК», «ФЕ», «ЖЛ», «НЭ», «НЙ», «ТЙ», «ЖЛ», «НЭ», «ЖЛ», «ЛО», «Щ_», «ЬН», «ИУ», «СМ», «,А», «ЛЖ», «ВИ», «ИЙ», «Э.», «АЙ», «БФ», «ГИ», «НО», «ЧУ», «ЯЩ», «МП», «УЦ».

В нашем примере будет более простой вариант. Вернемся к нему.

р	а	д	и	у	с
б	в	г	е	ё	ж
з	к	л	м	н	о
п	т	ф	х	ц	ч
ш	щ	ъ	ы	ь	э

Ключ: радиус

Исходный текст: ща’ве’ль

Кодированный текст: ав’гё’нъ

Расшифрованный текст: ав’гё’нъ → ща’ве’ль

Правила шифрования

1. Если обе буквы биграммы исходного текста не лежат в одной строке или в одном столбце, тогда находят буквы в углах прямоугольника, определяемого данной парой букв. Первой буквой биграммы шифртекста становится буква, расположенная в той же строке, что и первая буква исходной биграммы, и в том же столбце, что и вторая буква открытого текста. Вторая буква биграммы шифртекста находится на пересечении

строки, содержащей вторую букву, и столбца, содержащего первую букву открытого текста.

Z * * O *

* * * * *

* * * * *

R * * X *

* * * * *

OR заменяется на ZX

2. Если обе буквы биграммы открытого текста принадлежат одной строке таблицы, то первой и второй буквами биграммы шифртекста считаются буквы, лежащие справа, соответственно, от первой и второй букв биграммы открытого текста. При этом считается, что таблица циклически замкнута по строкам, то есть конец любой строки связан с ее началом. Поэтому если буквы биграммы расположены в одной строке и одна из них находится в последнем столбце таблицы, то для шифртекста берется буква из первого столбца этой строки.

* * * * *

* O Y R Z

* * * * *

* * * * *

* * * * *

OR заменяется на YZ

3. Если обе буквы биграммы открытого текста принадлежат одному столбцу таблицы, то первой и второй буквами биграммы шифртекста считаются буквы, лежащие, соответственно, под первой и под второй буквами биграммы открытого текста. При этом считается, что таблица циклически замкнута по столбцам, то есть конец любого столбца замыкается на его начале. Поэтому если буквы биграммы расположены в одном столбце и одна из них находится в последней строке таблицы, то для шифртекста берется буква из первой строки этого столбца.

* * O * *

* * B * *

* * * * *

* * R * *

* * Y * *

OR заменяется на BY

Если символ является последним в строке, то он заменяется на первый символ этой же строки.

Если символ является последним в столбце, то он заменяется на первый символ этого же столбца.

р	а	д	и	у	с
б	в	г	е	ё	ж
з	к	л	м	н	о
п	т	ф	х	ц	ч
ш	щ	ъ	ы	ь	э

Ключ: радиус

Исходный текст: ща’ве’ль

Кодированный текст: ав’гё’нъ

Расшифрованный текст: ав’гё’нъ → ща’ве’ль