Шифрування біграмами. Шифр Уїнстон

У 1854 р. англієць Чарльз Уїнстон розробив новий метод шифрування біграмами, який називають «подвійним квадратом». Свою назву цей шифр дістав по аналогії з полібіанським квадратом. На відміну від полібіанського, шифр «подвійний квадрат» використовує відразу дві таблиці, розміщені по одній горизонталі, а шифрування йде біграмами (парами), як в шифрі Плейфейра. Ці не такі складні модифікації привели до появи на світ якісно нової криптографічної системи ручного шифрування. Шифр «подвійний квадрат» виявився дуже надійним і зручним, тому застосовувався Німеччиною навіть в роки другої світової війни.

Перед шифруванням початкове повідомлення розбивають на біграми. Кожна біграма шифрується окремо. Першу букву біграми знаходять в лівій таблиці, а другу букву - в правій таблиці. Потім подумки будують прямокутник так, щоб букви біграми лежали в його протилежних вершинах. Інші дві вершини цього прямокутника дають букви біграми шифртексту.

Якщо обидві букви біграми повідомлення лежать в одному рядку, то і букви шифртексту беруть з цього ж рядка. Першу букву біграми шифртексту беруть з лівої таблиці в стовпці, що відповідає другій букві біграми повідомлення. Друга ж буква біграми шифртекста береться з правої таблиці в стовпці, що відповідає першій букві біграми повідомлення.

Припустимо, що шифрується біграма початкового тексту «ИЛ» (див. рисунок 3.4). Буква «И» знаходиться в стовпці 1 і рядку 2 лівої таблиці. Буква «Л» знаходиться в стовпці 5 і рядку 4 правої таблиці. Це означає, що прямокутник утворений рядками 2 і 4, а також стовпцями 1 лівої таблиці і 5 правої таблиці. Отже, у біграму шифртексту входять буква «О», розташована в стовпці 5 і рядку 2 правих таблиці, і буква «В», розташована в стовпці 1 і рядку 4 лівих таблиці, тобто отримуємо біграму шифртексту «ОВ».

Якщо обидві букви біграми повідомлення лежать в одному рядку, наприклад «ТО» (див. рисунок 3.4), то біграма повідомлення «ТО» перетворюється на біграму шифртексту «ЖБ».

Приклад. Зашифруємо повідомлення «ПРИЛЕТАЮ ШЕСТОГО» використовуючи біграмний шифр Уїнстона.

1 Використаємо для шифрування вихідного повідомлення дві таблиці 5´7 з випадково розташованими в них російськими алфавітами (див. рисунок 3.4).

Ж	Щ	Н	Ю	Р		И	Ч	Г	Я	Т
И	Т	Ь	Ц	Б			Ж	Ь	М	О
Я	М	Е	.	С			Ю	Р	В	Щ
В	Ы	П	Ч			Ц	:	П	Е	Л
:	Д	У	О	К		Ъ	А	Н	.	X
	Э	Ф	Г	Ш		Э	К	С	Ш	Д
X	А		Л	Ъ		Б	Ф	У	Ы

Рисунок 3.4 – Дві таблиці з випадково розташованими символами російського алфавіту для шифру "подвійний квадрат"

2 Розіб’ємо вихідний текст на біграми:

«ПР ИЛ ЕТ АЮ _Ш ЕС ТО ГО».

3 Ця послідовність біграм відкритого тексту перетвориться за допомогою шифруючих таблиць (див. рисунок 3.4) у наступну послідовність біграм шифртексту:

«ПЕ ОВ ЩН ФМ ЕШ РФ БЖ ДЦ».

Шифрування методом "подвійного квадрата" дає дуже стійкий до розкриття і простий в застосуванні шифр. Взлом шифртексту «подвійного квадрата» вимагає великих зусиль.

Дата добавления: 2015-07-02