Шифр Вітсон або Шифр подвійного квадрата — ручна симетрична техніка шифрування, винайдена англійським фізиком Чарльзом Вітстоном в 1854 році. Свою назву шифр отримав через схожість з квадратом Полібія. Дана система шифрування є покращеною версією шифру Плейфера, в якому аналогічним чином використовується заміна біграм (пара символів), але тільки за допомогою одного квадрата. І в той же час шифр Вітстона є спрощеною альтернативою . Згодом шифр Вітстона був замінений шифром , з огляду на більш високу надійності останнього.
Даний метод шифрує пари букв і, тим самим, потрапляє в категорію шифрів, відомих як [en]. Це додає значну міцність шифрування в порівнянні з монографічними підстановлювальними шифрами, які діють на окремі символи. Використання біграм робить шифр Вітстона менш сприйнятливим до частотного криптоаналізу, так як він повинен бути здійснений на 676 всіх можливих пар букв (в англійському алфавіті), а не тільки на 26 символів для монографічного заміщення. Частотний аналіз для біграм можливий, але він набагато складніший, і для того, щоб цей аналіз був корисний, потрібно, як правило, на багато більше шифротексту.
Опис шифру Вітстона
Для шифрування методом Вітстона використовується дві матриці 5x5 (для латинського алфавіту, для іншого алфавіту можуть використовуватися іншого розміру матриці, не обов'язково квадратні), які знаходяться або одна під одною у (вертикальному варіанті), або одна навпроти одної (у горизонтальному). Кожна з матриць, в першу чергу, заповнюється відповідним ключовим словом, не записуючи повторювані букви, потім в пусті осередки матриці записуються по порядку символи алфавіту, що не були раніше використані (зазвичай буква «Q» опускаються, щоб зменшити алфавіт, або «I» і «J» об'єднуються в одній клітці). Ключове слово може бути записано двома способами: або в верхньому рядку матриці зліва направо, або по спіралі з лівого верхнього кута до центру. Таким чином повністю заповнюється матриця 5х5. Варто відзначити, що ключ шифру Вітстона, як правило, складається з двох слів (по одному слову на кожну матрицю), але може складатися і з одного слова та використовуватися тільки для першої матриці. Як приклад, нижче наведено вертикальний шифр Уитстона з ключовими словами «example» і «keyword»:
E | X | A | M | P |
L | B | C | D | F |
G | H | I | J | K |
N | O | R | S | T |
U | V | W | Y | Z |
K | E | Y | W | O |
R | D | A | B | C |
F | G | H | I | J |
L | M | N | P | S |
T | U | V | X | Z |
Алгоритм
Система шифрування за допомогою двох квадратів в основному така ж, як система, яка використовується в [en], за винятком того, що відкритий текст і шифротекст діграмм використовують однакові матриці.
Щоб зашифрувати повідомлення, необхідно виконати наступні дії:
- Розбиваємо повідомлення на біграми (групи з двох символів).
- У вертикальному способі шифрування перший символ біграми знаходимо у верхній матриці, другий — у нижній.
- У горизонтальному способі шифрування перший символ знаходимо в лівій матриці, другий — в правій.
- Визначаємо положення кутів отриманого прямокутника відносно один одного. У разі, якщо літери вихідної біграми повідомлення знаходяться в одному рядку (в горизонтально шифруванні), то першу букву шифрованої біграми беруть з лівої матриці, в тому за рахунком стовпці, в якому знаходиться друга буква вихідної біграми. Друга ж буква шифрованої біграми береться з другої матриці в стовпці, по рахунку якої знаходиться перша буква вихідної біграми повідомлення. Аналогічним чином поступаємо в разі в вертикального шифрування.
Примітки
- TICOM I20 Interrogation of SonderFuehrer Dr Fricke of OKW/CHI. Архів оригіналу за 11 жовтня 2016. Процитовано 17 квітня 2018.
- William Stallings Cryptography and Network Security: Principles and Practice
- Henk CA van Tilbor Fundamentals of Cryptology: A Professional Reference and Interactive Tutorial
Посилання
TICOM I20 Interrogation of SonderFuehrer Dr Fricke of OKW/CHI [Архівовано 11 жовтня 2016 у Wayback Machine.]
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Shifr Vitson abo Shifr podvijnogo kvadrata ruchna simetrichna tehnika shifruvannya vinajdena anglijskim fizikom Charlzom Vitstonom v 1854 roci 1 Svoyu nazvu shifr otrimav cherez shozhist z kvadratom Polibiya Dana sistema shifruvannya ye pokrashenoyu versiyeyu shifru Plejfera v yakomu analogichnim chinom vikoristovuyetsya zamina bigram para simvoliv ale tilki za dopomogoyu odnogo kvadrata I v toj zhe chas shifr Vitstona ye sproshenoyu alternativoyu shifru chotiroh kvadrativ Zgodom shifr Vitstona buv zaminenij shifrom Rasterschlussel 44 z oglyadu na bilsh visoku nadijnosti ostannogo 1 Charlz Vitston Danij metod shifruye pari bukv i tim samim potraplyaye v kategoriyu shifriv vidomih yak poligrafichni pidstanovochni shifri en Ce dodaye znachnu micnist shifruvannya v porivnyanni z monografichnimi pidstanovlyuvalnimi shiframi yaki diyut na okremi simvoli Vikoristannya bigram robit shifr Vitstona mensh sprijnyatlivim do chastotnogo kriptoanalizu tak yak vin povinen buti zdijsnenij na 676 vsih mozhlivih par bukv v anglijskomu alfaviti a ne tilki na 26 simvoliv dlya monografichnogo zamishennya Chastotnij analiz dlya bigram mozhlivij ale vin nabagato skladnishij i dlya togo shob cej analiz buv korisnij potribno yak pravilo na bagato bilshe shifrotekstu Zmist 1 Opis shifru Vitstona 2 Algoritm 3 Primitki 4 PosilannyaOpis shifru Vitstonared Dlya shifruvannya metodom Vitstona vikoristovuyetsya dvi matrici 5x5 dlya latinskogo alfavitu dlya inshogo alfavitu mozhut vikoristovuvatisya inshogo rozmiru matrici ne obov yazkovo kvadratni yaki znahodyatsya abo odna pid odnoyu u vertikalnomu varianti abo odna navproti odnoyi u gorizontalnomu Kozhna z matric v pershu chergu zapovnyuyetsya vidpovidnim klyuchovim slovom ne zapisuyuchi povtoryuvani bukvi potim v pusti oseredki matrici zapisuyutsya po poryadku simvoli alfavitu sho ne buli ranishe vikoristani zazvichaj bukva Q opuskayutsya shob zmenshiti alfavit abo I i J ob yednuyutsya v odnij klitci Klyuchove slovo mozhe buti zapisano dvoma sposobami abo v verhnomu ryadku matrici zliva napravo abo po spirali z livogo verhnogo kuta do centru Takim chinom povnistyu zapovnyuyetsya matricya 5h5 Varto vidznachiti sho klyuch shifru Vitstona yak pravilo skladayetsya z dvoh sliv po odnomu slovu na kozhnu matricyu ale mozhe skladatisya i z odnogo slova ta vikoristovuvatisya tilki dlya pershoyi matrici 2 3 Yak priklad nizhche navedeno vertikalnij shifr Uitstona z klyuchovimi slovami example i keyword E X A M P L B C D F G H I J K N O R S T U V W Y Z K E Y W O R D A B C F G H I J L M N P S T U V X ZAlgoritmred Sistema shifruvannya za dopomogoyu dvoh kvadrativ v osnovnomu taka zh yak sistema yaka vikoristovuyetsya v shifr chotiroh kvadrativ en za vinyatkom togo sho vidkritij tekst i shifrotekst digramm vikoristovuyut odnakovi matrici Shob zashifruvati povidomlennya neobhidno vikonati nastupni diyi Rozbivayemo povidomlennya na bigrami grupi z dvoh simvoliv U vertikalnomu sposobi shifruvannya pershij simvol bigrami znahodimo u verhnij matrici drugij u nizhnij U gorizontalnomu sposobi shifruvannya pershij simvol znahodimo v livij matrici drugij v pravij Viznachayemo polozhennya kutiv otrimanogo pryamokutnika vidnosno odin odnogo U razi yaksho literi vihidnoyi bigrami povidomlennya znahodyatsya v odnomu ryadku v gorizontalno shifruvanni to pershu bukvu shifrovanoyi bigrami berut z livoyi matrici v tomu za rahunkom stovpci v yakomu znahoditsya druga bukva vihidnoyi bigrami Druga zh bukva shifrovanoyi bigrami beretsya z drugoyi matrici v stovpci po rahunku yakoyi znahoditsya persha bukva vihidnoyi bigrami povidomlennya Analogichnim chinom postupayemo v razi v vertikalnogo shifruvannya Primitkired a b TICOM I20 Interrogation of SonderFuehrer Dr Fricke of OKW CHI Arhiv originalu za 11 zhovtnya 2016 Procitovano 17 kvitnya 2018 William Stallings Cryptography and Network Security Principles and Practice Henk CA van Tilbor Fundamentals of Cryptology A Professional Reference and Interactive TutorialPosilannyared TICOM I20 Interrogation of SonderFuehrer Dr Fricke of OKW CHI Arhivovano 11 zhovtnya 2016 u Wayback Machine Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Shifr Vitstona amp oldid 42851708