Шифр Бофорта

редактировать

Шифр Бофорта,, созданный сэром Фрэнсисом Бофортом, является шифр подстановки, аналогичный шифру Виженера, с немного измененным механизмом шифрования и таблицей. Его наиболее известным применением была шифровальная машина на основе ротора, Hagelin M-209. Шифр Бофорта основан на квадрате Бофорта, который по сути такой же, как квадрат Виженера, но в обратном порядке, начиная с буквы «Z» в первой строке, где первая строка и последний столбец служат той же цели.

Содержание

1 Использование шифра
2 Алгебраическое описание
3 Расшифровка как шифр Виженера
4 Отличия от «варианта Бофорта»
5 Ссылки

Использование шифра

Чтобы зашифровать, сначала выберите символ открытого текста из верхней строки таблицы; назовите этот столбец P. Во-вторых, пройдите вниз по столбцу P к соответствующей ключевой букве K. Наконец, переместитесь прямо влево от ключевой буквы к левому краю таблицы, там будет шифрование зашифрованного текста P с ключом K.

Например, при шифровании обычного текстового символа «d» с помощью ключа «m» шаги будут следующими:

найти столбец с «d» наверху,
перемещаться вниз по этому столбцу Чтобы найти ключ «m»,
перейдите к левому краю таблицы, чтобы найти букву зашифрованного текста (в данном случае «J»).

Для расшифровки процесс обратный. Шифр Бофорта - это обратный шифр , то есть алгоритмы дешифрования и шифрования одинаковы.

Алгебраическое описание

Шифр Бофорта можно описать алгебраически. Например, используя кодировку букв A– Z в качестве чисел 0–25 и добавляя по модулю 26, пусть $M = M 1… M n {\ displaystyle M = M_ {1} \ dots M_ {n}}$ $M = M_ {1} \ dots M_ {n}$ - символы сообщения, $C = C 1… C n {\ displaystyle C = C_ {1} \ dots C_ {n}}$ $C = C_ {1} \ dots C_ {n}$ - символы зашифрованного текста, а $K = K 1… K n {\ displaystyle K = K_ {1} \ dots K_ {n}}$ $K = K_ {1} \ dots K_ {n}$ - символы ключ, при необходимости повторить. Тогда шифрование Бофорта $E {\ displaystyle E}$ $E$ можно записать,

C i = EK (M i) = (K i - M i) mod 26 {\ displaystyle C_ {i} = E_ {K} (M_ {i}) = (K_ {i} -M_ {i}) \ mod {26}}

{\ displaystyle C_ {i} = E_ {K} (M_ {i}) = (K_ {i} -M_ {i}) \ mod {26} }

Аналогично, дешифрование $D {\ displaystyle D}$ $D$ используя ключ $K {\ displaystyle K}$ $K$ ,

M i = DK (C i) = (K i - C i) mod 26 {\ displaystyle M_ {i} = D_ {K} (C_ {i}) = (K_ {i} -C_ {i}) \ mod {26}}

{\ displaystyle M_ {i} = D_ {K} (C_ {i}) = (K_ {i} -C_ {i}) \ mod {26}}

Расшифровка как шифр Виженера

Из-за сходства между шифром Бофорта и Шифр Виженера после применения преобразования его можно решить как шифр Виженера. Заменяя каждую букву в зашифрованном тексте и ключевом тексте на противоположную букву (так, что 'a' становится 'z', 'b' становится 'y' и т. Д.), Его можно решить как шифр Виженера.

Отличить от «вариант Бофорта»

Шифр Бофорта не следует путать с «вариантом Бофорта». В варианте Бофорта шифрование выполняется путем выполнения этапа дешифрования стандартного шифра Виженера, и аналогичным образом дешифрование выполняется с использованием шифрования Виженера.

Ссылки

^Франксен, Оле Иммануэль, Бэббидж и криптография. Или тайна шифра адмирала Бофорта. Математика и компьютеры в моделировании 35 (1993) 327-367
^Моллин, Ричард А., Введение в криптографию, стр. 100. Chapman Hall / CRC, 2001
^Йорг Роте (2006). Теория сложности и криптология: введение в криптосложность. Springer Science Business Media. п. 164. ISBN 9783540285205.
^Арто Саломаа (2013). Криптография с открытым ключом: Том 23 монографий по теоретической информатике. Серия EATCS. Springer Science Business Media. п. 31. ISBN 9783662026274.