Теоретический материал
В 1854 г. англичанин Чарльз Уитстон разработал новый метод шифрования биграммами, который называют "двойным квадратом". Свое название этот шифр получил по аналогии с полибианским квадратом. Шифр Уитстона открыл новый этап в истории развития криптографии. В отличие от полибианского шифр "двойной квадрат" использует сразу две таблицы, размещенные по одной горизонтали, а шифрование идет биграммами, как в шифре Плейфейра. Эти не столь сложные модификации привели к появлению на свет качественно новой криптографической системы ручного шифрования. Шифр "двойной квадрат" оказался очень надежным и удобным и применялся Германией даже в годы Второй мировой войны.
Поясним процедуру шифрования этим шифром на примере. Пусть имеются две таблицы со случайно расположенными в них русскими алфавитами (рис.1). Эти две таблицы будут ключами и должны хранится в секрете. Перед шифрованием исходное сообщение разбивают на биграммы. Каждая биграмма шифруется отдельно. Первую букву биграммы находят в левой таблице, а вторую букву - в правой таблице. Затем мысленно строят прямоугольник так, чтобы буквы биграммы лежали в его противоположных вершинах. Другие две вершины этого прямоугольника дают буквы зашифрованной биграммы.
Рисунок 1 - Две таблицы со случайно расположенными символами русского алфавита для шифра "двойной квадрат"
Предположим, что шифруется биграмма исходного текста ИЛ. Буква И находится в столбце 1 и строке 2 левой таблицы. Буква Л находится в столбце 5 и строке 4 правой таблицы. Это означает, что прямоугольник образован строками 2 и 4, а также столбцами 1 левой таблицы и 5 правой таблицы. Следовательно, в биграмму шифртекста входят буква О, расположенная в столбце 5 и строке 2 правой таблицы, и буква В, расположенная в столбце 1 и строке 4 левой таблицы, т.е. получаем биграмму шифртекста ОВ.
Если обе буквы биграммы сообщения лежат в одной строке, то и буквы шифртекста берут из этой же строки. Первую букву биграммы открытого текста ищут в левой таблице, а соответствующая ей буква зашифрованной биграммы берётся из правой таблицы, в томже столбце, в котором находится символ открытого сообщения. Вторую букву биграммы открытого текста ищут в правой таблице, а соответствующая ей буква зашифрованной биграммы берётся из левой таблице в том же столбце, что и открытый символ биграммы. Поэтому биграмма сообщения ТО превращается в зашифрованную биграмму ЖБ. Аналогичным образом шифруются все биграммы сообщения:
Сообщение ПР ИЛ ЕТ АЮ Ш ЕС ТО ГО
Шифртекст ПЕ ОВ ЩН ФМ ЕШ РФ ЖБ ДЦ
Расшифрование происходит аналогично зашифрованию, только таблицы, которые применялись при шифровании, меняются местами
Шифрование методом "двойного квадрата" дает весьма устойчивый к вскрытию и простой в применении шифр. Взламывание шифртекста "двойного квадрата" требует больших усилий, при этом длина сообщения должна быть не менее тридцати строк.
Контрольные вопросы
1) Сколько генерируются таблиц?
2) Каким образом заполняются таблицы?
3) Что у нас выступает в качестве ключа?
4) Каким образом происходит зашифрования данных?
5) Каким образом происходит расшифрования данных?
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.