Шифр Віженера

Шифр Віженера  — поліалфавітний шифр, який як ключ використовує слово.

Якщо пронумерувати літери алфавіту від 0 до 32 (а → 0, б → 1, в → 2, …), то шифрування Віженера можна подати формулою:

Ci = (Pi + Kj) mod 33,

де Kj — j-та літера ключового слова, Pi  — і-а літера вихідного слова.

Ключове слово повторюється, поки не отримано гаму, рівну довжині повідомлення.

Дешифрування відбувається за наступною формулою:

Ci = (Pi + 33 - Kj) mod 33

Отримав назву на честь Блеза де Віженера, хоча насправді його винайшов італійський криптограф Джованні Баттіста Белласо.

Табличне представлення

_ а б в г ґ д е є ж з и і ї й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ь ю я
а б в г ґ д е є ж з и і ї й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ь ю я а
б в г ґ д е є ж з и і ї й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ь ю я а б
в г ґ д е є ж з и і ї й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ь ю я а б в
г ґ д е є ж з и і ї й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ь ю я а б в г
ґ д е є ж з и і ї й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ь ю я а б в г ґ
д е є ж з и і ї й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ь ю я а б в г ґ д
е є ж з и і ї й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ь ю я а б в г ґ д е
є ж з и і ї й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ь ю я а б в г ґ д е є
ж з и і ї й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ь ю я а б в г ґ д е є ж
з и і ї й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ь ю я а б в г ґ д е є ж з
и і ї й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ь ю я а б в г ґ д е є ж з и
і ї й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ь ю я а б в г ґ д е є ж з и і
ї й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ь ю я а б в г ґ д е є ж з и і ї
й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ь ю я а б в г ґ д е є ж з и і ї й
к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ь ю я а б в г ґ д е є ж з и і ї й к
л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ь ю я а б в г ґ д е є ж з и і ї й к л
м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ь ю я а б в г ґ д е є ж з и і ї й к л м
н о п р с т у ф х ц ч ш щ ь ю я а б в г ґ д е є ж з и і ї й к л м н
о п р с т у ф х ц ч ш щ ь ю я а б в г ґ д е є ж з и і ї й к л м н о
п р с т у ф х ц ч ш щ ь ю я а б в г ґ д е є ж з и і ї й к л м н о п
р с т у ф х ц ч ш щ ь ю я а б в г ґ д е є ж з и і ї й к л м н о п р
с т у ф х ц ч ш щ ь ю я а б в г ґ д е є ж з и і ї й к л м н о п р с
т у ф х ц ч ш щ ь ю я а б в г ґ д е є ж з и і ї й к л м н о п р с т
у ф х ц ч ш щ ь ю я а б в г ґ д е є ж з и і ї й к л м н о п р с т у
ф х ц ч ш щ ь ю я а б в г ґ д е є ж з и і ї й к л м н о п р с т у ф
х ц ч ш щ ь ю я а б в г ґ д е є ж з и і ї й к л м н о п р с т у ф х
ц ч ш щ ь ю я а б в г ґ д е є ж з и і ї й к л м н о п р с т у ф х ц
ч ш щ ь ю я а б в г ґ д е є ж з и і ї й к л м н о п р с т у ф х ц ч
ш щ ь ю я а б в г ґ д е є ж з и і ї й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш
щ ь ю я а б в г ґ д е є ж з и і ї й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ
ь ю я а б в г ґ д е є ж з и і ї й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ь
ю я а б в г ґ д е є ж з и і ї й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ь ю
я а б в г ґ д е є ж з и і ї й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ь ю я

По вертикалі вибираємо літери відкритого тексту, а по горизонталі — ключа, на перетині цих значень отримуємо знаки шифротексту.

Приклад

Наприклад,

Відкритий текст: «полі/алфа/вітн/ий ши/фр»

Ключ: «ключ/ключ/ключ/кл юч/кл»

Шифротекст: «аайд/кьтч/мцрі/фш цґ/дв».

У разі, якщо ключове слово рівне довжині повідомлення і використовується лише один раз, такий варіант шифра Віженера практично еквівалентний Шифрові Вернама.

З появою комп'ютерних мереж, часто використовується аналогічний за принципом побудови шифр XOR.

Криптоаналіз

Зважаючи на те, що даний шифр був досить поширений у Європі з часів Відродження, перші відомості про метод його криптоаналізу були опублікований Фрідріхом Казіскі у 1863 році, і отримали назву Метод Казіскі.

У 1920 році Вільям Фредерік Фрідман опублікував роботу, у якій, зокрема, йшлося про універсальний показник, для знаходження довжини ключа, що спрощувало криптоаналіз поліалфавітних шифрів — Індекс збігу.

Криптоаналіз виконується так:

1. Знаходиться довжина ключа. Шифротекст розбивається на групи по номеру літери ключового слова.

2. За допомогою частотного аналізу груп знаходяться літери ключа.

У разі, якщо відомо частину відкритого тексту, ефективніша атака з відомим відкритим текстом.

Посилання