Войти
Полиграфическая замена - это шифр, в котором единообразная замена выполняется для блоков букв. Когда длина блока конкретно известна, используются более точные термины: например, шифр, в котором заменяются пары букв, является биграфическим .
. По сути, полиграфическая замена контрастирует с моноалфавитным (или простые) замены, при которых отдельные буквы заменяются равномерно, или полиалфавитные замены, в которых отдельные буквы заменяются по-разному в зависимости от их положения в тексте. Теоретически эти определения частично пересекаются; Можно было бы предположить, что шифр Виженера с восьмибуквенным ключом можно рассматривать как октографическую замену. На практике это бесполезное наблюдение, поскольку гораздо более плодотворно рассматривать его как полиалфавитный шифр замещения.
В 1563 году Джамбаттиста делла Порта разработал первую биграфическую замену. Однако это была не более чем матрица символов. На практике его было бы почти невозможно запомнить, а перенос вокруг стола приводил бы к риску попасть в руки врага.
В 1854 году Чарльз Уитстон придумал шифр Playfair, систему на основе ключевых слов, которую можно было использовать на бумаге в полевых условиях. В течение следующих пятидесяти лет за этим последовали тесно связанные шифры с четырьмя квадратами и с двумя квадратами, которые немного более громоздки, но обеспечивают немного лучшую защиту.
В 1929 г. Лестер С. Хилл разработал шифр Хилла, который использует матричную алгебру для шифрования блоков любой желаемой длины. Однако шифрование очень сложно выполнить вручную для любого достаточно большого размера блока, хотя оно было реализовано на машине или компьютере. Таким образом, это граница между классической и современной криптографией.
Полиграфические системы действительно обеспечивают значительное улучшение безопасности по сравнению с моноалфавитными заменами. Учитывая отдельную букву «E» в сообщении, оно может быть зашифровано с использованием любой из 52 инструкций в зависимости от его местоположения и соседей, что может быть использовано с большим преимуществом для маскировки частоты появления отдельных букв. Однако повышение безопасности ограничено; Хотя обычно для взлома требуется более крупный образец текста, это все же можно сделать вручную.
Можно идентифицировать полиграфически зашифрованный текст, выполнив частотную диаграмму полиграмм, а не только отдельных букв. Их можно сравнить с частотой использования открытого текста на английском языке. Распределение биграмм еще более резкое, чем отдельных букв. Например, шесть наиболее часто встречающихся букв английского языка (23%) представляют примерно половину английского открытого текста, но для достижения той же действенности требуются только самые частые 8% из 676 биграмм. Вдобавок, даже в открытом тексте, состоящем из многих тысяч символов, можно было бы ожидать, что почти половина биграмм не встретится или возникнет лишь с трудом. Вдобавок, просматривая текст, можно было бы ожидать увидеть довольно регулярное разбросание повторяющегося текста, кратного длине блока, и относительно небольшое количество, которое не кратно.
Взлом кода, идентифицированного как полиграфический, аналогичен взлому обычной моноалфавитной замены, за исключением более крупного «алфавита». Один определяет наиболее часто встречающиеся полиграммы, экспериментирует с заменой их обычными полиграммами открытого текста и пытается создать общие слова, фразы и, наконец, значения. Естественно, если расследование привело к тому, что криптоаналитик заподозрил, что код относится к определенному типу, например, шифр Playfair или шифр Хилла порядка 2, то они могут использовать более конкретную атаку.
