Вадим Гребенников - Європейська криптологія

Другий варіант використання таблиці Тритемія, запропонований Віженером, полягав у застосуванні ключа-гасла. По суті Віженер, об'єднавши підходи Тритемія, Белазо, Порта до шифрування відкритих текстів, не вніс у них нічого оригінального.

Шифр Віженера містив у собі алфавітну квадратну таблицю Тритемія, що складалася з 24 покрокових ротацій у лівий бік прямого стандартного латинського алфавіту. У цій таблиці перший горизонтальний рядок називався «лінією мови», а перший вертикальний стовпчик ліворуч – «таємною лінією». Ключем могло бути будь-яке слово, букви якого виписувалися підряд над чи під буквами відкритого листа. Причому, коли воно закінчувалось, то записувалося знову, циклічно повторюючись, поки не закінчувався текст.

Цей ключ і був «таємницею», який Белазо називав «паролем», а Віженер назвав «гаслом». У наш час ключова послідовність букв або цифр одержала назву «гама» за аналогією з відомим музичним терміном. Таблиця Віженера легко відновлювалася перед самим процесом шифрування, після чого могла бути знищена.

Запропонована Віженером шифросистема стала першим великим відкриттям у криптології з часів Юлія Цезаря, яка протягом 350 років вважалася однією з найнадійніших систем. Головною її перевагою була простота.

Повідомлення шифрувалося буква за буквою, для чого в таблиці треба було знайти стовпець, позначений тією ж буквою, що й відповідна буква ключа, та рядок, позначений тією же буквою, що й буква відкритого тексту, що лежала під даною буквою ключа. Буква, що лежала у таблиці на перетинанні зазначених стовпця та рядка, й була потрібним шифросимволом.

Наприклад, якщо як ключ використати слово «UKRAINE», то шифрування слова «UZHGOROD» виглядатиме таким чином:

відкритий текст …UZHGOROD

ключ ....................UKRAINEU

шифротекст ………PHWGYESZ

Шифр Віженера мав також деякі з переваг більш раннього номенклаторного типу шифру. Кожна буква відкритого тексту могла передаватися в шифротексті таким числом різних шифросимволів, скільки різних букв утримувалося в ключі. Крім того, багатоалфавітна заміна дозволяла приховувати повторювані букви й інші внутрішньословні сполучення, характерні для даного відкритого тексту. При цьому в остаточному шифротексті використовувалися тільки 24 звичайні букви алфавіту, а які-небудь спеціальні символи або цифри були не потрібні.

Астрологічні захоплення Віженера привели його до шифру, у якому шифрознаками були положення небесних тіл у момент шифрування. Він спробував перевести свої послання на «мову неба».

У ХІХ сторіччі британський адмірал сер Френсіс Бофорт (1774—1857) запропонував свій різновид шифру Віженера – шифр (квадрат) Бофорта (Бьюфорта). Його рядками були рядки квадрата Віженера, але записані в зворотньому (зеркальному) порядку (див. таблицю).

Ця таблиця мала одну перевагу – правила зашифрування та розшифрування були однакові: і в тому, і в іншому випадку букви, що шифрувалися та дешифрувалися, витягалися з верхнього алфавітного рядка.

Заради історичної справедливості необхідно зазначити, що таблиця Бофора була запропонована ще у ХVІІІ сторіччі італійцем Дж. Сестрі. Однак його ім'я в історії виявилося забутим.

Людиною, що зуміла зробити криптологію окремою науковою дисципліною, став англійський філософ і державний діяч Френсіс Бекон (1561—1626), який був одним з розумніших людей свого часу та автором більше, ніж двох десятків робіт, опублікованих та визнаних сучасниками ще при його житті. Будучи лордом-канцлером при королі Якові І, він добре знав потреби держави в надійних шифрах, тому його перша талановита робота, що відносилася до 1580 року, надалі одержала блискучий практичний розвиток.

Присвятивши криптології спеціальні роботи «Успіх пізнання» та «Про достоїнство і збільшення наук», він був не тільки теоретиком, але й мистецьки застосовував на практиці свої знання, завдяки чому зайняв почесне місце серед видатних європейських криптологів. Зокрема, саме він уперше запропонував свою систему тайнопису, назвавши її «двобуквеним» шифром. Практично це було «двійкове кодування» букв латинського алфавіту – те ж саме, яке використовується зараз у комп'ютерах (див. таблицю).