Вадим Гребенников - Європейська криптологія

В результаті зчитування по рядках повідомлення «ЗУСТРІЧАЙ У ДЕСЯТЬ» перетворялося у шифротекст «РСЙЗІЯУУЧТДСАЬЕТ».

Крім одиночних перестановок використовувалися ще подвійні перестановки стовпців і рядків таблиці з повідомленням згідно з попередньо визначеним порядком нумерування рядків і стовпців таблиці, що й було ключем шифру. При цьому перестановки визначалися окремо для стовпців та окремо для рядків. У таблицю вписувався текст по стовпцях, після чого здійснювалися перестановки стовпців та рядків (див. таблицю).

В результаті кінцевого зчитування по рядках повідомлення «ЗУСТРІЧАЙ У ДЕСЯТЬ» перетворялося у такий шифротекст: ЯІУУСРЗЙЬАТЕТЧСД. При розшифруванні порядок перестановок був зворотнім. Однак навіть шифри подвійної перестановки були слабким видом шифру, тому що легко читалися при будь-якому розмірі таблиці шифрування.

Новий етап розвитку криптології розпочався у другій половині XV століття з введенням у практику криптології багатоалфавітних шифрів заміни. Батьком цього шифру виявився теоретик мистецтва Леон Батіста Альберті (1404—1472), який узагальнив досвід гуманістичної науки у вивченні античної спадщини, написав трактати «Про статую», «Про живопис», «Про зодчество», десять книг про зодчество, побудував палац Ручеллаї, церкву Іль Джезу та ряд інших чудових здобутків зодчества середньовічної Італії.

У 1466 році Альберті надав до папської канцелярії також і трактат про шифри, де здійснив аналіз частот букв, дослідив шифри заміни та перестановки, торкнувся питань стійкості шифрів. Підмічена Альберті різночастотність появи букв в осмислених текстах дала поштовх вивченню синтаксичних властивостей письмових повідомлень. При цьому основна увага приділялясь буквам, що частіше зустрічались у тексті.

Альберті вперше висунув ідею «подвійного» шифрування – текст, отриманий в результаті першого шифрування, піддавався повторному зашифруванню. Він запропонував використовувати два або більше шифралфавітів, переходячи від одного до іншого в процесі зашифровування й заплутуючи цим можливих криптоаналітиків.

Наприклад, обравши два шифралфавіти, можемо зашифрувати повідомлення, використовуючи по черзі то один, то інший. Таким чином, щоб зашифрувати слово «UKRAINE», зашифруємо першу букву за допомогою першого шифроалфавіту, так що « U » перетвориться в « Z », другу ж букву ми зашифруємо, використовуючи другий шифралфавіт, при цьому «K» стане «E». Для зашифровування третьої букви ми повернемося знову до першого шифроалфавіту ( R → U ), а щоб зашифрувати четверту букву, ми знову звернемося до другого шифроалфавіту ( A → U ) і так далі: I → M, N → H, E → H. В результаті отримаємо такий шифротекст: ZEUUMHH.

Основна перевага системи Альберті полягала в тому, що однакові букви у відкритому тексті не обов'язково залишалися однаковими у шифротексті. Точно так повторювані букви у шифротексті були різними буквами відкритого тексту.

В своїй книзі Альберті запропонував також свій власний шифр із нескромною назвою «шифр, гідний королів», який зробив шифровку дуже стійкою до «злому». Реалізація шифру забезпечувалась за допомогою механічного шифрувального диску, що було також одним з найважливіших винаходів Альберті.

Шифрувальний диск складався з великого зовнішнього диска та рухомого внутрішнього диска. Окружність зовнішнього диска була розділена на 24 рівні сектори, до яких були вписано 20 букв латинського алфавіту в їхньому природному порядку та 4 цифри. При цьому з алфавіту були вилучено 6 букв, без яких можна було обійтися – H, J, K, U, Y, W. Окружність внутрішнього диска була розділена також на 24 сектори, до яких були вписані букви змішаного латинського алфавіту.

Маючи два такі прилади, кореспонденти домовлялися про першу індексну букву на рухомому диску. При шифруванні повідомлення відправник ставив індексну букву проти будь-якої букви великого диска. Він інформував кореспондента про таке положення диска, записуючи цю букву зовнішнього диска як першу букву шифротекста. Чергова буква відкритого тексту відшукувалася на нерухомому диску, і буква меншого диска, що стояла проти неї, була результатом її шифрування. Після того, як були зашифровані декілька букв тексту, положення індексної букви змінювалося, про що також повідомлялося кореспонденту.