Алфавит подстановки B0 B1 B2 B3 B0 B1 B2 B3 B0 B1
Эффект использования многоалфавитной подстановки заключается в том, что обеспечивается маскировка естественной статистики исходного языка, так как конкретный символ из исходного алфавита Х может быть преобразован в несколько различных символов шифровальных алфавитов В.
Степень обеспечиваемой защиты теоретически пропорциональна длине периода r в последовательности используемых алфавитов В.
В случае блочного шифра эта подстановка шифрует n-грамму (блок) открытого текста (х0, х1, х2, … , хn-1) в n-грамму (y0, y1, y2, … , yn-1) шифртекста в соответствии с формулой:
yi = рi (хi), 0 < i < n, n = 1, 2, 3, ... .
При n? мы приближаемся к теоретически стойкой одноразовой системе шифрования.
Данный шифр может быть использован и для потокового шифрования, где открытый текст шифруется побуквенно (буква за буквой).
При этом i-ая буква шифртекста является функцией только i-ой компоненты рi ключа К и i-ой буквы хi; открытого текста.
Схема шифрования Вижинера
Схема шифрования Вижинера впервые была опубликована в 1586 г. и является одной из старейших и наиболее известных многоалфавитных систем. Свое название она получила по имени французского дипломата XVI века Блеза Вижинера. Этот шифр многоалфавитной замены можно описать таблицей шифрования, называемой таблицей (квадратом) Вижинера. Размер таблицы Вижинера равен длине алфавита. Таблица Вижинера представляет собой квадратную матрицу с n2 элементами, где n - число символов используемого алфавита. В таблице 4 показана верхняя часть таблицы Вижинера для кириллицы.
Таблица 4 - Таблица Вижинера
а
б
в
г
д
е
ё
ж
з
и
й
к
л
м
н
о
п
р
с
т
у
ф
х
ц
ч
ш
щ
ъ
ы
ь
э
ю
я
И т.д. до 33-ей строки
Первая строка имеет цифровой ключ «0» и заполняется всеми символами по алфавиту, вторая имеет цифровой ключ «1» и заполняется теми же символами, сдвинутыми вправо на один символ по кругу, и далее k - ая имеет цифровой ключ «k -1» и заполняется теми же символами, сдвинутыми вправо на (k -1) символ по кругу.
Таблица Вижинера используется для зашифрования и расшифрования. Она имеет два входа: верхнюю строку подчеркнутых символов, используемую для считывания очередной буквы исходного открытого текста; крайний левый столбец ключа. Ключ представляет собой последовательность цифр или слово (чтобы ключ легче было запомнить), в последнем случае буквы ключевого слова заменяют на их порядковые номера в алфавите.
Осуществляется это следующим образом. Из полной таблицы выбирается первая строка и те строки, первые буквы которых соответствуют буквам ключа. Первой размещается первая строка, а под нею - строки, соответствующие буквам ключа в порядке следования этих букв в ключе шифрования. Пример такой рабочей матрицы для ключа «книга» приведен в таблице 5.
Таблица 5 - Рабочая матрица шифрования для ключа «книга»
Ф
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
