боднар / Prakt Kvadrat Polibia

Квадрат Полибия

Текст для шифрования: Кэтэлин.

Для начала надо создать таблицу, размер таблицы должен быть более или равным размера алфавита языка. Поскольку текст написан на русском языке, то используем для шифрования русский алфавит. Длинна русского алфавита равна 33 буквы, то есть размер таблицы должен быть не менее 33 ячеек. Оптимальный размер таблицы - 6х6 = 36 ячеек, что вписывается в наш размер.

Теперь требуется заполнить таблицу алфавитом языка.

	1	2	3	4	5	6
1	А	Б	В	Г	Д	Е
2	Ё	Ж	З	И	Й	К
3	Л	М	Н	О	П	Р
4	С	Т	У	Ф	Х	Ц
5	Ч	Ш	Щ	Ъ	Ы	Ь
6	Э	Ю	Я	,	.	_

При создании и заполнении таблицы у нас появились 3 лишних клетки, их можно заполнить другими символами (- ! ? , и т.д.).

Шифрование. На этом этапе происходит собственно шифрование текста. Существуют несколько методов шифрования квадратом Полибия.

Метод 1. Для шифрования на квадрате находим букву текста и вставляем в шифровку нижнюю от неё в том же столбце. Если буква находится в нижней строке, то берем верхнюю букву из того же столбца.

Буквы текста: БАНАНА Буквы шифротекста: ЖЁУЁУЁ

Метод 2

Сообщение преобразуется в координаты по квадрату Полибия, координаты записываются вертикально:

Буквы текста: БАНАНА

Координата горизонтальная: 21 31 31

Координата вертикальная: 11 31 31

Затем координаты считывают по строкам: 21 31 31 11 31 31

Далее координаты преобразуются в буквы по этому же квадрату:

Шифротекст: БВВАВВ

Таким образом после шифрования получаем:

До шифрования: БАНАНА

После шифрования: БВВАВВ

Метод 3. Усложненный вариант, который заключается в следующем: полученный первичный шифротекст (*) шифруется вторично. При этом он выписывается без разбиения на пары: 213131113131

Полученная последовательность цифр сдвигается циклически влево на один шаг(нечетное количество шагов): 131311131312

Эта последовательность вновь разбивается в группы по два:

13 13 11 13 13 12

В итоге получаем шифр. Пары цифр соответствуют букве в таблице: ЛЛАЛЛЁ

Метод 4. Шифрование с использованием ключа.

Составим предварительно таблицу шифрования с ключом, записывая символы ключа по порядку в таблицу, после них остальной алфавит:

Для ключа используем слово: ЯНТЯРЬ

	1	2	3	4	5	6
1	Я	Н	Т	А	Р	Ь
2	Б	В	Г	Д	Е	Ё
3	Ж	З	И	Й	К	Л
4	М	О	П	С	У	Ф
5	Х	Ц	Ч	Ш	Щ	Ъ
6	Ы	Э	Ю	,	.	_

Буквы текста: БАНАНА

Ключ: ЯНТЯРЬ

Координата горизонтальная: 34 24 24

Координата вертикальная: 21 11 11

Затем координаты считывают по строкам: 34 24 24 21 11 11

Далее координаты преобразуются в буквы по этому же квадрату:

Шифротекст: ПООНЯЯ

Таким образом после шифрования получаем:

До шифрования: БАНАНА

После шифрования: ПООНЯЯ

Выводы. Одним из методов атак является частотный анализ. Распределение букв в криптотексте сравнивается с распределением букв в алфавите исходного сообщения. Буквы с наибольшей частотой в криптотексте заменяются на букву с наибольшей частотой из алфавита, если он известен. Вероятность успешного вскрытия повышается с увеличением длины криптотекста, поскольку распределения статистические. Существуют множество различных таблиц о распределении букв в том или ином языке, но ни одна из них не содержит окончательной информации - даже порядок букв может отличаться в различных таблицах. Распределение очень сильно зависит от типа теста: проза, разговорный язык, технический язык и т.п. Квадрат Полибия является примером шифра замены, поэтому неустойчив к частотной атаке.