Классификация шифров
Шифры замены. Смысл шифра в замене букв и знаков на другие по какому-либо правилу или какой-либо зависимости. Заменяемые элементы и их замена не всегда являются «равнозначимыми» (например, буквы могут заменяться не буквами, а какими–либо значками или символами). Такими шифрами являются, например, Шифр Цезаря и шифр по «Квадрату Полибия».
Многоалфавитные шифры. Основной особенностью данных шифров является использование нескольких алфавитов для шифрования исходных текстов. Используют при шифровке пароль, по которому этот шифр потом можно будет расшифровать. Так, в Шифре Тритемия, для каждой буквы при шифровании используется новый алфавит. Также к данной категории относится Шифр Виженера.
Блочные шифры. При использовании данных шифров, шифруется не каждый конкретный символ или буква, а блоки букв (или символов). При этом эти блоки независимы друг от друга. Примером механической реализации данной концепции может служить дисковый шифратор Томаса Джефферсона.
Шифры гаммирования. Концепция данных шифров заключается в «наложении» (сложении) некоего числа-пароля на исходный текст. Дешифровка производилась «снятием гаммы» (вычитанием) с зашифрованного текста. К данный шифрам можно отнести Шифр Вернама (линейная реализация шифра гаммирования).
Шифры, полученные колёсными (дисковыми) шифраторами. Суть данных шифров состоит в реализации шифров замены на практике, с применением шифрующих дисков (шайб, колёс и т.д.). Диск состоял из диэлектрической основы и металлических контактах, на нём установленных. Диск устанавливался между неподвижными пластинами (розетками). «Розетки» также были изготовлены из диэлектрика и содержали контакты. Контакты пластин соединялись с клавиатурой. Самой знаменитой машиной с подобным методом шифрования была немецкая «Энигма».
Исследование шифра простой замены модель шифра простой замены
Шифр простой замены — один из древнейших. Прежде всего алфавит т.е. набор символов, которые будут использоваться для составления сообщений. В качестве алфавита может применяться, например, русский алфавит. Выбранный алфавит состоит из 33 символов.
Затем выбирается алфавит шифрования (шифр-алфавит), который может состоять из произвольных символов (цифр, букв, графических знаков), в том числе и из букв нашего алфавита. Между нашим алфавитом и алфавитом шифрования устанавливается взаимно-однозначное соответствие. Такое соответствие определяет секретный ключ шифра простой замены.
В шифре простой замены каждый символ исходного текста заменяется символами шифр-алфавита одинаково на всем протяжении текста.
В общем виде шифр простой замены может быть задан таблицей, которая представляет собой любую возможную перестановку алфавита исходного текста.
Пример шифра простой замены с помощью таблицы: Квадрат Полибия. Шифр изобретен как простая система кодирования в III в. до н.э. Данный вид кодирования изначально предназначался для греческого алфавита, но затем был распространен на другие языки. Суть в том, что каждой букве предназначена своя пара цифр одна по горизонтальной линии, а другая по вертикальной.
Например, слово “йогурт” будет зашифровано, как 3223414363, пользуясь следующей таблицей:
Рис. 1 – Квадрат Полибия