Войти
A полиалфавитный шифр - это любой шифр на основе замена с использованием нескольких алфавитов подстановки. Шифр Виженера, вероятно, является наиболее известным примером полиалфавитного шифра, хотя и представляет собой упрощенный частный случай. Машина Enigma более сложна, но по сути все же представляет собой полиалфавитный шифр замещения.
Работа Аль-Калкашанди (1355– 1418), основанный на более ранней работе Ибн ад-Дурайхим (1312–1359), содержал первое опубликованное обсуждение замены и транспозиции шифров, а также первое описание полиалфавитного шифра в которому каждой букве открытого текста присваивается более одной замены. Однако было заявлено, что полиалфавитные шифры, возможно, были разработаны арабским криптологом Аль Кинди (801–873) столетиями раньше.
Шифр Альберти автор Леон Баттиста Альберти около 1467 года был ранним полиалфавитным шифром. Альберти использовал смешанный алфавит для шифрования сообщения, но всякий раз, когда он хотел, он переключался на другой алфавит, указывая на то, что он сделал это, включив в криптограмму заглавную букву или число. Для этого шифрования Альберти использовал устройство декодирования, его шифровальный диск, который реализовал полиалфавитную замену со смешанными алфавитами.
Иоганн Тритемиус - в своей книге Polygraphiae libri sex (Шесть книг полиграфии), которая была опубликована в 1518 году после его смерти, - изобрел полиалфавитный шифр с прогрессивным ключом, названный шифром Тритемия. В отличие от шифра Альберти, который переключал алфавиты через случайные промежутки времени, Тритемиус переключал алфавиты для каждой буквы сообщения. Он начал с tabula recta, квадрата с 26 буквами (хотя Тритемий, писавший на латинском, использовал 24 буквы). Каждый алфавит был сдвинут на одну букву влево от буквы над ним и начинался снова с буквы A после достижения Z (см. Таблицу).
Tabula recta Идея Тритемия заключалась в том, чтобы зашифровать первую букву сообщения, используя первый сдвинутый алфавит, так что A стал B, B стал C и т. Д. Вторая буква сообщения была зашифрована, используя второй сдвинутый алфавит, Шифровальный диск Альберти реализовал ту же схему. У него было два алфавита, один на фиксированном внешнем кольце, а другой на вращающемся диске. Буква зашифровывается, ища эту букву на внешнем кольце и кодируя ее как букву под ней на диске. Диск начинается с A под B, и пользователь поворачивает диск на одну букву после шифрования каждой буквы.
Взломать шифр было тривиально, и машинная реализация Альберти не намного сложнее. Ключевая прогрессия в обоих случаях была плохо скрыта от злоумышленников. Даже реализацию Альберти его полиалфавитного шифра было довольно легко взломать (заглавная буква - главный ключ к разгадке криптоаналитика). В течение большей части следующих нескольких сотен лет почти все упускали из виду важность использования множественных замещающих алфавитов. Создатели полиалфавитных подстановочных шифров, похоже, сконцентрировались на затемнении выбора нескольких таких алфавитов (повторение по мере необходимости), а не на увеличении безопасности, которое возможно за счет использования многих и никогда не повторять ни одного.
Принцип (в частности, неограниченное количество дополнительных заменяющих алфавитов Альберти) был крупным достижением - самым значительным за несколько сотен лет, прошедших с момента разработки частотного анализа. Разумную реализацию было бы (и, когда она наконец была реализована) было бы намного труднее сломать. Так было только в середине XIX века (в секретной работе Бэббиджа во время Крымской войны и в общем эквивалентном публичном раскрытии Фридриха Касиски несколько лет спустя), что криптоанализ хорошо реализованных полиалфавитных шифров вообще никуда не денется. См. исследование Касиски.
