Шифр Гронсфельда

Простая моноалфавитная замена

Шифрование методом Цезаря

Свое название данный шифр получил по имени римского императора Гая Юлия Цезаря, который использовал этот шифр при переписке с Цицероном (около 50 г. до н.э).

При шифровании исходного текста по данному методу каждая буква заменяется на другую букву того же алфавита путем ее смещения в используемом алфавите на число позиций, равное K. При достижении конца алфавита выполняется циклический переход к его началу.

Общая формула шифра Цезаря имеет следующий вид:

С=P+K (mod M),

(4.1)

где P – номер символа открытого текста, С – соответствующий ему номер символа шифротекста, K – ключ шифрования (коэффициент сдвига), M – размер алфавита (для русского языка M = 32)

Для данного шифра замены можно задать фиксированную таблицу подстановок, содержащую соответствующие пары букв открытого текста и шифротекста.

Пример 4.1

Таблица подстановок для символов русского текста при ключе K =3 представлена в таблице 4.1. Данной таблице соответствует формула

С=P+3 (mod 32)

(4.2)

Табл. 4.1. Табл. подстановок шифра Цезаря для ключа K =3

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

Согласно формуле (4.2) открытый текст «БАГАЖ» будет преобразован в шифротекст «ДГЖГЙ».

Дешифрование закрытого текста, зашифрованного методом Цезаря согласно (4.1), осуществляется по формуле:

P=C-K (mod M)

(4.3)

Шифр простой моноалфавитной замены является обобщением шифра Цезаря и выполняет шифрование по следующей схеме:

,

(4.4)

где - ключ шифрования,.

Преобразование согласно схеме (4.4) является взаимно однозначным отображением только в том случае, если a и M взаимно простые. В этом случае для дешифрования закрытого текста выполняют обратное преобразование по формуле:

(4.5)

Пример 4.2.

Пусть M=26, a= 3, K= 6, НОД(3,26) = 1. Тогда получаем следующую таблицу подстановок для шифра простой моноалфавитной замены.

A

B

C

D

E

F

G

H

I

G

K

L

M

N

O

P

Q

R

S

P

C

T

U

V

W

X

Y

Z

P

C

Тогда открытый текст «HOME» будет преобразован в шифротекст «BWQS».

Данный шифр представляет собой модификацию шифра Цезаря с числовым ключом. При реализации данного шифра под буквами исходного сообщения записывают цифры числового ключа. Если ключ короче сообщения, то его запись циклически повторяют. Получение символа шифротекста осуществляют так же, как это делается в шифре Цезаря, при этом смещение символа открытого текста производят на количество позиций, соответствующего цифре ключа, стоящей под ним.

Пример 4.3.

Пусть необходимо зашифровать исходное сообщение «НОЧЕВАЛА ТУЧКА ЗОЛОТАЯ», в качестве ключа возьмем К =193431.

Сообщение

Н

О

Ч

Е

В

А

Л

А

Т

У

Ч

К

А

З

О

Л

О

Т

А

Я

Ключ

Шифротекст

О

Ч

Ь

Й

Е

Б

М

Й

Х

Ч

Ь

Л

Б

Р

С

П

С

У

Б

И

Для того, чтобы зашифровать первую букву сообщения Н, необходимо сдвинуть ее в алфавите русских букв на число позиций 1, в результате чего получим букву О.

Дешифрование шифротеста предполагает сдвиг его символов на необходимое число позиций в обратную сторону.

Дата добавления: 2014-01-07