Вадим Гребенников - Європейська криптологія

Цей нехитрий спосіб часто використовувався через свою простоту та можливість оперативного розшифрування повідомлення. У той же час стійкість даного шифру була невелика, тому пізніше Архімед запропонував пристрій («антискитала»), за допомогою якого розшифровка подібного повідомлення без потрібного циліндра була досить простою та швидкою. Ремінь намотували на конічний «спис» і зрушували нагору й униз доти, поки не знаходили потрібний діаметр і текст повідомлення ставав зрозумілим.

Альтернативним шифру перестановки був шифр заміни, у якому кожна буква у вихідному тексті замінялася іншою буквою. Один з перших описів шифру заміни був приведений у «Камасутрі», тексті, написаному в 4-му столітті н.е. священиком-браміном Ватсьяяною, але заснованому на манускриптах, що відносяться до 4-го століття до н.е.

Згідно з «Камасутрою», жінки повинні опанувати 64 мистецтва, такі як готування їжі й напоїв, мистецтво одягання, масажу, готування ароматів. У цей список також входили менш очевидні мистецтва: чаклунство, гра в шахи, палітурна справа й теслярство. Під номером 45 у списку знаходилося мистецтво тайнопису «mlecchita-vikalpa», призначене для того, щоб допомогти жінкам приховати подробиці своїх любовних зв'язків.

Один із рекомендованих способів полягав у тому, щоб розташувати попарно букви алфавіту випадковим чином, а потім заміняти кожну букву у вихідному повідомленні її парною (симетричною). Якщо застосуємо цей принцип до латинського алфавіту, то можемо скласти таку таблицю (лінійку) шифрування:

D A M H I K O Z R S U W Y

X B T. V G J. C L N E Q F. P

Тоді замість слова «UKRAINE» відправник напише слово «QJNBGRS».

На Близькому Сході один з перших шифрів заміни був розроблений древніми євреями та називався «темура» – «обмін». 22 букви єврейського алфавіту ділилися на дві частини, причому одна містилася над іншою; потім верхні букви замінялися на нижні або навпаки. Можна було встановити всілякі комбінації залежно від місця поділу алфавіту й напрямку переміщуваних букв.

Найпростіший спосіб полягав у поділі алфавіту посередині так, щоб перші дві букви, «А» і «Б», збігалися із двома останніми, «Т» і «Ш». Ці букви й дали назву методу шифрування – «Атбаш» (англ. Atbash). Це був простий шифр одно-алфавітної заміни для єврейського алфавіту. Таблиця (лінійка) шифрування цим методом для латинського алфавіту буде виглядати таким чином:

A B C D. E F G H I. J. K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

Z Y X W V U T S R Q P O N M L K J. I. H G F E D. C B A

Бачимо, що у цьому шифрі заміна має симетричний вигляд. Так, наприклад, слово «UZHGOROD» перетворювалося у слово «FASTLILW».

Інший шифр «Альбам» полягав у розбивці алфавіту на дві частини та розташуванні однієї частини під іншою:

A. B C D E F G H I..J. K L M

N O P Q R S T U V W X Y Z

Слово «UZHGOROD» перетворювалося вже у слово «HMUTBEBQ».

Перше документально підтверджене використання шифру заміни у військових цілях з'явилося у «Записках про галльську війну» (лат. Commentarii de Bello Gallico) Гая Юлія Цезаря (I століття до н.е.). Цезар описував, як він послав повідомлення Цицерону, що перебував в облозі та був на грані капітуляції. У цьому листі латинські букви були замінені грецькими, тому ворог його не зміг би зрозуміти.

Цезар так часто користувався тайнописом, що Марко Валерій Проб написав цілий трактат про застосовувані ним шифри, який, на жаль, не дійшов до наших днів. Однак завдяки твору Гая Транквілла Светонія «Життя 12 Цезарів», написаному в 2-му столітті н.е., у нас є докладний опис одного з шифрів заміни, що застосовувалися Юлієм Цезарем. Він просто заміняв кожну букву в посланні буквою, що знаходилась в алфавіті на три позиції далі.

Ось як про це повідомляє Гай Светоній: «Існують і його листи Цицерону та листи до близьких про домашні справи: у них, якщо потрібно було повідомити що-небудь негласно, він користувався тайнописом, тобто міняв букви так, щоб з них не складалося жодного слова. Щоб розібрати й прочитати їх, потрібно читати щоразу четверту букву замість першої».

A B C D E F G H I. J. K. L M N O P Q R S T. U V W X Y Z

D E F G H I. J. K L M N O P Q R S T U V W X Y Z. A B C

Спочатку виписувався алфавіт у природному порядку, а потім під ним виписувався той же алфавіт, але зі зрушенням на 3 букви вліво. При зашифруванні буква «А» замінялася буквою « D », « B » замінялася на « E », « C » – на « F » й так далі. Так, наприклад, слово «UZHGOROD» перетворювалося у шифротекст «XCKJRURG», а «UKRAINE» – у «XNUDLQH». Одержувач зашифрованого повідомлення шукав ці букви в нижньому рядку та по буквах над ними відновлював вихідне слово. Ключем у шифрі Цезаря була величина зрушення нижнього рядка алфавіту, тобто цифра 3. Спадкоємець Юлія Цезаря – Цезар Август – використовував той же шифр, але з ключем зрушення 4.