Лекция 4 - 2022

1. Эволюция криптографии до XIX века

2. Миланский ключ

В Милане в 1469 г. был
предложен
шифр,
получивший
название
«миланский ключ», который
представляет
собой
значковый
шифр
пропорциональной замены,
где
гласным
буквам
ставилось в соответствие
несколько
знаков
шифруемого
алфавита,
число
которых
пропорционально частоте
встречаемости
буквы
в
открытом тексте.

3. Омофонная замена

Омофонная (пропорциональная, частотная)
замена — шифр подстановки, при котором
каждый символ открытого текста заменяется
на
один
из
нескольких
символов
шифралфавита.
Количество
заменяющих
символов для одной буквы пропорционально
частоте этой буквы, что позволяет скрыть
настоящую частоту появления данной буквы в
зашифрованном тексте.

4. Омофонная замена

В 1401 г. Симеоне де Крема стал использовать
таблицы омофонов для сокрытия частоты
появления гласных букв в тексте при помощи
более, чем одной шифрозамены.

5. Омофонная замена

При шифровании символ
исходного
сообщения
заменяется
на
любую
шифрозамену из своего
столбца.
Если
символ
встречается повторно, то
используют
разные
шифрозамены.
Например, сообщение с
текстом «Абрамов» можно
зашифровать как «357 990
374 678 037 828 175».
Фрагмент таблицы шифрозамен
для системы омофонов

6. Омофонная замена. Криптоанализ.

Шифрование
омофонной
заменой
является
очевидной защитой против частотного анализа, так
как при зашифровании буквы исходного текста
выбирается одна из её замен. При таком методе
шифрования элементы шифртекста появляются
равновероятно, поэтому обычный подсчет частоты
встречаемости символов не дает никаких сведений.
Однако
анализ,
основанный
на
учете
закономерностей соседства букв может дать
результат. Например, после буквы q в английском
языке встречается только одна буква — u. Найдя
символ, у которого справа имеется не более
известного числа различных «соседей», можно
установить замену для q и, как следствие, замены
для u.

7. Омофонная замена. Особенности шифра.

• Особенность данного метода состоит в том, что
замены относятся к каждой конкретной букве. Это
значит, что если у буквы «Ф» 3 замены, например,
100, 477 и 906, то замены 100, 477 и 906
обозначают только букву «Ф».
• На первый взгляд, может показаться, что
омофонная замена является многоалфавитным
шифром. Однако это не так. Основная причина,
почему
омофонный
шифр
является
одноалфавитным, заключается в том, что алфавит
зашифрования не меняется на протяжении всего
процесса шифрования.

8. Примеры, получившие известность

Зашифрованные
сообщеня
известного серийного убийцы
Зодиака зашифрованы шифром
омофонной замены. Одно из
двух сообщений до сих пор не
расшифровано.

9. Шифр Марии Стюарт

Мария
Стюарт,
королева
Шотландии, держала личного
шифровальщика,
который
вручал секретные послания ее
сторонникам в то время, как
сама
она
пребывала
в
заключении в Англии.

10.

11. Шифр Марии Стюарт

12. Таблица Тритемия

Исходное сообщение:
«Panem et circenses»
(«Хлеба и зрелищ», Ювенал, римский поэт-сатирик)
Шифртекст:
«PBPHQ KA KRBNQAGTI»

13. Таблица Тритемия

Преимущество этого метода шифрования по
сравнению с методом Альберти состоит в том, что с
каждой буквой задействуется новый алфавит.
Альберти менял алфавиты лишь после трех или
четырех слов. Поэтому его шифртекст состоял из
отрезков,
каждый
из
которых
обладал
закономерностями
открытого
текста,
которые
помогали вскрыть криптограмму. Побуквенное
зашифрование не дает такого преимущества. Шифр
Тритемия является также первым нетривиальным
примером периодического шифра. Так называется
многоалфавитный шифр, правило зашифрования
которого состоит в использовании периодически
повторяющейся последовательности простых замен.

14. Решётка Кардано

ПОЕЗД ОТХОДИТ В ТРИ

15. Решётка Кардано

ПОЕЗД ОТХОДИТ В ТРИ

16. Решётка Кардано

ПОЕЗД ОТХОДИТ В ТРИ

17. Решётка Кардано

ПОЕЗД ОТХОДИТ В ТРИ

18. Первый шифр с паролем

В 1553 г. Джованни Баттиста Белазо предложил
использовать для многоалфавитного шифра
буквенный, легко запоминаемый ключ, который он
назвал паролем. Паролем могло служить слово или
фраза. Пароль периодически записывался над
открытым текстом. Буква пароля, расположенная
над буквой текста, указывала на алфавит таблицы,
который использовался для зашифрования этой
буквы. Например, это мог быть алфавит из таблицы
Тритемия, первой буквой которого являлась буква
пароля. Однако Белазо, как и Тритемий,
использовал в качестве щифралфавитов обычные
алфавиты.

19. Таблица Де ла Порты