Система Цезаря с ключевым словом

 

Система шифрования Цезаря с ключевым словом – это также  одноалфавитная система подстановки. Особенностью этой системы является использование ключевого слова для смещения и изменения порядка символов в алфавите подстановки.

Выберем некоторое число k, 0 < k < 25, и слово или корот­кую фразу в качестве ключевого слова. Желательно, чтобы все буквы ключевого слова были различными. Пусть выбраны слово DIPLOMAT в качестве ключевого слова и число k = 5.

Ключевое слово записывается под буквами алфавита, на­чиная с буквы, числовой код которой совпадает с выбранным числом k:

 

Таблица 2.2.4 – Подпись ключевого слова

 

0

1

2

3

4

5

10

15

20

25

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

K

L

M

N

O

Q

P

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

D

I

P

L

O

M

A

T

 

Оставшиеся буквы алфавита подстановки записываются после ключевого слова в алфавитном порядке:

 

Таблица 2.2.5 – Запись букв алфавита подстановки

 

0

1

2

3

4

5

10

15

20

25

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

K

L

M

N

O

Q

P

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

V

W

X

Y

Z

D

I

P

L

O

M

A

T

B

C

E

F

G

H

J

K

N

Q

R

S

U

 

Теперь мы имеем подстановку для каждой буквы произ­вольного сообщения.

 

Исходное сообщение SEND MORE MONEY

     шифруется как HZBY TCGZ TCBZS.

 

Следует отметить, что требование о различии всех букв ключевого слова не обязательно. Можно просто записать ключе­вое слово (или фразу) без повторения одинаковых букв. Напри­мер, ключевая фраза

 

КАК ДЫМ ОТЕЧЕСТВА НАМ СЛАДОК И ПРИЯТЕН

и число k = 3 порождают следующую таблицу подстановок:

 

Таблица 2.2.6 – Таблица подстановок

 

0

3

А

Б

В

Г

Д

Е

Ж

З

И

Й

К

Л

М

Н

О

П

Ь

Э

Ю

К

А

Д

Ы

М

О

Т

Е

Ч

С

В

Н

Л

 

Р

С

Т

У

Ф

Х

Ц

Ч

Ш

Щ

Ъ

Ы

Ь

Э

Ю

Я

И

П

Р

Я

Б

Г

Ж

З

Й

У

Ф

Х

Ц

Ш

Щ

Ъ

 

 

Несомненным достоинством системы Цезаря с ключевым словом является то, что количество возможных ключевых слов практически неисчерпаемо.

Недостатком этой системы является возможность взлома шифротекста на основе анализа частот появления букв.

 

 

Шифрующие таблицы Трисемуса

 

В 1508 г. аббат из Германии Иоганн Трисемус написал пе­чатную работу по криптологии под названием "Полиграфия". В этой книге он впервые систематически описал применение шиф­рующих таблиц, заполненных алфавитом в случайном порядке. Для получения такого шифра замены обычно использовались таблица для записи букв алфавита и ключевое слово (или фраза). В таблицу сначала вписывалось по строкам ключевое слово, при­чем повторяющиеся буквы отбрасывались. Затем эта таблица до­полнялась не вошедшими в нее буквами алфавита по порядку.

Поскольку ключевое слово или фразу легко хранить в памяти, то такой подход упрощал процессы шифрования и расшифрования.

Поясним этот метод шифрования на примере. Для русско­го алфавита шифрующая таблица может иметь размер 4 x 8. Вы­берем в качестве ключа слово БАНДЕРОЛЬ.

 

Таблица 2.2.7 - Шифрующая таблица с ключевым словом БАНДЕРОЛЬ

 

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

 

Как и в случае полибианского квадрата, при шифровании находят в этой таблице очередную букву открытого текста и запи­сывают в шифротекст букву, расположенную ниже ее в том же столбце. Если буква текста оказывается в нижней строке таблицы, тогда для шифротекста берут самую верхнюю букву из того же столбца.

Например, при шифровании с помощью этой таблицы со­общения

 

МЕСТОВСТРЕЧИ ИЗМЕНИТЬНЕЛЬЗЯ

 

получаем шифротекст

 

ЧЗЩЫЙПЩЫИБФФУЧЗГФЫГЗКМУЛЮ.

 

Такие табличные шифры называются монограммными, так как шифрование выполняется по одной букве. Трисемус первым заметил, что шифрующие таблицы позволяют шифровать сразу по две буквы. Такие шифры называются биграммными.