4. Система Плейфера

Система Плейфейра создает многоалфавитные шифры. Рассмотрим основную идею этой системы.

Шифрование методом Плейфейра производится с помощью квадрата (или прямоугольника), в ко­торый занесены буквы соответствующего национального алфавита. Буквы запи­сываются в квадрат или прямоугольник в произвольном порядке. Этот порядок и конфигурация таблицы являются секретным ключом.

Рассмотрим правила шифрования.

1.  Открытый текст делится на блоки по две буквы. Буквы в одном блоке не должны быть одинаковыми.

2.  Если буквы шифруемого текста находятся в разных строках и столбцах, то в качестве заменяющих букв используются буквы, расположенные в углах прямо­угольника, охватывающего буквы открытого текста.

3.  Если буквы открытого текста попадают в одну строку, то шифрограмма по­лучается путем циклического сдвига вправо на одну клетку.

4.  Если обе буквы открытого текста попадают в один столбец, то для шифрова­ния осуществляют циклический сдвиг на одну клетку вниз.

Для определенности возь­мем прямоугольную таблицу размером 8 х 4, в качестве букв алфавита — кирилли­цу, а буквы расположим в алфавитном порядке. Так как число русских букв 33, а число клеток — 32, исключим из таблицы букву Ё.

 

А	Б	В	Г	Д	Е	Ж	3
И	Й	К	Л	М	Н	0	П
Р	С	Т	У	Ф	X	Ц	Ч
Ш	Щ	Ъ	Ы	Ь	Э	Ю	Я

Предположим, что требуется зашифровать слово КРИПТОГРАФИЯ.

1.  (Произведем разделение исходного слова на блоки по две буквы КР-ИП-ТО-ГР-АФ-ИЯ.)

2.  Блок КР заменяет­ся символами ИТ. При этом в новой паре букв первой ставится буква И, которая располагается в одной строке с буквой К.

3.  Блок ИП будет преобразован в ЙИ. (Еще один пример к этому правилу. Если, предполо­жим, требуется преобразовать блок КН, то получится ЛО.)

4.  Блок ЖЦ будет преобразован в символы ОЮ, а блок ТЪ в символы ЪВ.

В соответствии с описанными правилами слово КРИПТОГРАФИЯ будет пре­образовано в криптограмму ИТЙИЦКАУДРПШ.

Если блоки открытого текста состоят из одинаковых букв, то криптограмма тоже будет содержать одинаковые пары символов. По этой причине рассмотренный шифр относится к одноалфавитным. Однако модификация этого шифра превращает его в многоалфавитную систему. Для этого используют несколько таблиц Плейфейра и производится многократное шифрование.

5. Шифр Вижинера

Рассмотрим еще один шифр многоалфавитной замены, который был описан в 1585 г. французским дипломатом Блезом де Виженером.

Шифрование производит­ся с помощью так называемой таблицы Виженера. (Здесь, как и прежде, показана лишь часть таблицы для того, чтобы изложить лишь идею метода.) Каждая строка в этой таблице соответствует одному шифру простой замены (типа шифра Цезаря). Первая строка таблицы Вижинера – строка букв открытого текста, а первый столбец таблицы – столбец букв ключа.

При шифровании открытое сообщение записывают в строку, а под ним помещают ключ. Если ключ оказывается короче сообщения, то ключ цикличе­ски повторяют. Шифровку получают, находя символ в матрице букв шифрограммы. Символ шифрограммы находится на пересечении столбца с буквой открытого текста и строки с соответствующей буквой ключа.

Т аблица Виженера

	А	Б	В	Г	Д	Е	...
А	А	Б	В	Г	Д	Е
Б	Я	А	Б	В	Г	Д
В	Ю	Я	А	Б	В	Г
Г	Э	Ю	Я	А	Б	В	Матрица букв шифрограмм   ...
Д	Ь	Э	Ю	Я	А	Б
Е	Ы	Ь	Э	Ю	Я	А	...
	…	…	…	…	…	…	…

 

Столбец ключа

Предположим, что нужно зашифровать сообщение «ГДЕ АББА». В качестве ключа выберем слово «ДЕВА». В результате получим:

 

Сообщение	Г	Д	Е	А	Б	Б	А
Ключ	Д	Е	В	А	Д	Е	В
Шифровка	Я	Я	Г	А	Э	Ь	Ю

В результате преобразований получится шифровка

Я   Я   Г    А   Э   Ь   Ю.