Przejdź do treści

Szyfr Vigenere'a

Szyfr Vigenère'a, nazwany na cześć Blaise'a de Vigenère, to metoda szyfrowania alfabetycznego tekstu za pomocą prostej formy szyfru polialfabetycznego. Został wynaleziony w XVI wieku i przez wiele lat uważano go za "niezłamalny", zanim nie został ostatecznie złamany w XIX wieku.

Opis działania

  1. Klucz: aby zaszyfrować tekst, potrzebny jest klucz, który jest powtarzany lub rozszerzany, aż osiągnie długość tekstu jawnego.

  2. Tablica Vigenère'a: jest to tablica, w której każdy wiersz zawiera alfabet przesunięty o jedno miejsce względem poprzedniego. Służy do szyfrowania i deszyfrowania tekstu.

  3. Proces szyfrowania:

  4. Każda litera tekstu jawnego jest przesuwana w alfabecie o liczbę miejsc równą pozycji odpowiadającej literze klucza.
  5. Dla przykładu, jeśli litera klucza to "B" (druga litera alfabetu), litera tekstu jawnego jest przesuwana o 2 miejsca.

Przykład

Dla tekstu jawnego "TEKST" i klucza "KLUCZ":

  • T (za pomocą K) przesuwa się o pozycję K => W
  • E (za pomocą L) przesuwa się o pozycję L => M
  • K (za pomocą U) przesuwa się o pozycję U => C
  • S (za pomocą C) przesuwa się o pozycję C => U
  • T (za pomocą Z) przesuwa się o pozycję Z => S

Wynikowe zaszyfrowane słowo to: "WMCUS".

Bezpieczeństwo

Mimo że przez wieki uważano go za bezpieczny, metody analizy częstotliwości pozwoliły złamać szyfr Vigenère'a. Ostatecznie, pod koniec XIX wieku, Charles Babbage i Friedrich Kasiski opracowali metody jego łamania.

Szyfr Vigenère'a był popularny wśród dyplomatów i wojskowych do komunikacji tajnej przez kilka wieków. Mimo że nie jest już używany do celów bezpieczeństwa, jest często przedstawiany w edukacji jako wprowadzenie do kryptografii polialfabetycznej.

Specyfikacja

Dane

  • jawny/szyfrogram - tekst do zaszyfrowania/odszyfrowania, składający się z małych liter alfabetu angielskiego
  • klucz - ciąg znaków składający się z małych liter alfabetu angielskiego

Wynik

  • Zaszyfrowany/odszyfrowany tekst.

Szyfrowanie

Funkcje pomocnicze

  • Pozycja(litera) - zwraca liczbę od \(1\) do \(26\) - pozycję przekazanej jako argument litery w alfabecie angielskim
  • Alfabet(pozycja) - zwraca literę na zadanej pozycji w alfabecie angielskim
  • Długość(tekst) - zwraca długość tekstu

Pseudokod

funkcja SzyfrujVigenere(jawny, klucz):
    1. szyfrogram := ""
    2. kluczIndeks := 1
    3. Dla i := 1 do Długość(jawny), wykonuj:
        4. nowaPozycja := Pozycja(jawny[i]) + Pozycja(klucz[kluczIndeks])
        5. Jeżeli nowaPozycja > 26, to:
            6. nowaPozycja := nowaPozycja - 26
        7. nowaLitera := Alfabet(nowaPozycja)
        8. szyfrogram := szyfrogram + nowaLitera
        9. kluczIndeks := kluczIndeks + 1
        10. Jeżeli kluczIndeks > Długość(klucz), to:
            11. kluczIndeks := 1

    12. Zwróć szyfrogram

Deszyfrowanie

Funkcje pomocnicze

  • Pozycja(litera) - zwraca liczbę od \(1\) do \(26\) - pozycję przekazanej jako argument litery w alfabecie angielskim
  • Alfabet(pozycja) - zwraca literę na zadanej pozycji w alfabecie angielskim
  • Długość(tekst) - zwraca długość tekstu

Pseudokod

funkcja DeszyfrujVigenere(szyfrogram, klucz):
    1. jawny := ""
    2. kluczIndeks := 1
    3. Dla i := 1 do Długość(szyfrogram), wykonuj:
        4. nowaPozycja := Pozycja(jawny[i]) - Pozycja(klucz[kluczIndeks])
        5. Jeżeli nowaPozycja < 1, to:
            6. nowaPozycja := 26 + nowaPozycja
        7. nowaLitera := Alfabet(nowaPozycja)
        8. jawny := jawny + nowaLitera
        9. kluczIndeks := kluczIndeks + 1
        10. Jeżeli kluczIndeks > Długość(klucz), to:
            11. kluczIndeks := 1

    12. Zwróć jawny

Implementacja

C++

Python