Шифр простой подстановки

(ЗАМЕНЫ)

Каждая из 33 букв русского алфавита заменяется на другую букву того же алфавита (МОНОАЛФАВИТНАЯ ПОДСТАНОВКА). По левой табличке кодируем, по правой – раскодируем (приложение № 24). Правая табличка сделана для удобства, можно обойтись и без неё.

Можно наоборот: по правой – кодировать, по левой - раскодировать. Это будет уже другая комбинация, новый набор, иной вариант ключа.

Такой шифр (одноалфавитная замена) имеет низкую (временную) стойкость, т. к. зашифрованный (закрытый) текст имеет те же статистические характеристики, что и исходный (открытый) - каждая буква имеет свою частоту появления (смотри статистику под заголовком «Разработка средств шифрования»). Поэтому использовать этот метод целесообразно для шифрования только короткого текста.

Методика раскрытия чужого шифра следующая. Анализируем шифротекст - подсчитываем сколько каких символов (или групп) в шифрограмме. Вместо символа, набравшего наибольшее число, везде проставляем пробелы. Вместо символа, занявшего по количеству второе место, подставляем букву «О». Символ, который по количеству стоит на третьем месте, заменяем на букву «Е». Символ шифрограммы, оказавшийся по количеству на четвёртом месте, заменяем на букву «А».

Таким образом, первые по частоте встречаемости (по количеству) 5-6 символов шифротекста заменяем на соответствующие буквы согласно статистических данных, приведённых под заголовком «Разработка средств шифрования». Этого достаточно. Продолжаем процесс дешифровки. Смотрим слова, в которых остался не расшифрован один символ. Вычисляем эту букву и подставляем её в шифротекст, и так далее.

Чем больше имеется перехваченного шифротекста, тем сильнее проявляются в нём закономерности, тем легче его анализировать. Для криптоанализа нужно знание часто встречающихся типичных 2-3-х буквенных сочетаний (диграфов, триграфов), учитывать, что некоторые буквы могут быть сдвоенными («НН», «ЕЕ» и др.), а какие-то комбинации не встречаются вообще (например, «ЬЪ»), одни буквы встречаются чаще в началах слов, другие – в окончаниях. Так же необходимо учитывать статистические характеристики встречаемости слов (частоту), лексику и вероятностные характеристики употребления некоторых слов и словосочетаний конкретным отправителем.

Один из упрощённых вариантов простой замены – шифр Юлия Цезаря. В нём буквы, предназначенные для замены, расположены не в хаотичной последовательности, а в алфавитном порядке со сдвигом, как показано в таблице Виженера (см. приложение № 28). Применим сдвиг на одну букву: первую букву алфавита (без буквы Ё) заменяем на вторую, вторую - на третью и т.д. Из таблицы используем первую строку (алфавит открытого текста) и вторую, сдвинутую на одну позицию. Букву исходного текста находим в первой строке и заменяем её на букву стоящую под ней во второй строке. Зашифруем текст «НАЧАЛО ОПЕРАЦИИ ПЕРЕНОСИТСЯ НА ТРИНАДЦАТОЕ ЧИСЛО» и получим шифрограмму «ОБШБМП ПРЖСБЧЙЙ РЖСЖОПТЙУТА ОБ УСЙОБЕЧБУПЖ ШЙТМП».

Дешифровка неизвестного ключа производится с помощью полосок следующим методом. На каждую полоску наносятся все буквы алфавита по порядку. Берётся некоторое слово из криптограммы, например первое, «ОБШБМП». Полоски прикладывают друг к другу так, чтобы образовалось данное слово (в приложении № 25 оно в рамке). Двигаясь вдоль полосок, находим единственное осмысленное сочетание (строку) «НАЧАЛО» (выделено жирным), которое и служит расшифровкой данного слова. Одновременно находим величину сдвига – в данном случае на один символ. Шифр взломан!