Шифр ADFGVX
Шифр ADFGVX
Шифр ADFGVX — это сложный шифр с перестановкой и квадратом Полибия, используемый Германской армией в Первой мировой войне. Он получил свое название от шести возможных букв, используемых в шифре. Шифр ADFGVX создается путем комбинирования модифицированного квадрата Полибия с колонной перестановкой.
Как работает шифр ADFGVX
Квадрат Полибия
Шифр ADFGVX использует модифицированный квадрат Полибия с буквами A, D, F, G, V и X. Каждая буква представляется уникальной комбинацией двух из этих букв. Например, буква A может быть представлена как «DD» в шифре. Квадрат Полибия создается путем расположения букв алфавита в сетке 5x5, исключая букву J. Буквы A, D, F, G, V и X затем распределяются по ячейкам этой сетки. Оставшиеся 20 букв размещаются в оставшихся ячейках в алфавитном порядке.
Вот пример квадрата Полибия, используемого в шифре ADFGVX:
| | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |---|---|---|---|---|---| | 1 | A | D | F | G | V | | 2 | X | B | C | E | H | | 3 | I | J | K | L | M | | 4 | N | O | P | Q | R | | 5 | S | T | U | W | Y |
Перестановка
После заполнения квадрата Полибия закодированным сообщением оно записывается в сетку и транслируется в соответствии с ключевым словом для создания итогового шифротекста. Ключевое слово определяет порядок, в котором расположены столбцы. Буквы ключевого слова перечислены в алфавитном порядке, и соответствующие столбцы реорганизованы в том же порядке. Если ключевое слово содержит повторяющиеся буквы, используется первое появление. После реорганизации столбцов шифротекст получается чтением сетки по строкам.
Например, если ключевое слово "CRYPTO", столбцы сетки будут реорганизованы в следующем порядке:
| C | R | Y | P | T | O | |---|---|---|---|---|---| | A | D | F | G | V | X | | B | E | H | I | J | K | | L | M | N | Q | S | U | | W | Z | | | | |
Итоговый шифротекст получается чтением сетки по строкам. Шифр ADFGVX сложно взломать из-за множества слоев шифрования, которые он использует.
Пример
Чтобы показать, как работает шифр ADFGVX, рассмотрим следующее сообщение:
Оригинальное сообщение: "HELLO WORLD"
Кодирование с использованием квадрата Полибия:
- H: AG
- E: GD
- L: FX
- O: VX
- W: DG
- R: DD
- L: FX
- D: XV
Кодированное сообщение: "AG GD FX VX DG DD FX XV".
Перестановка с использованием ключевого слова "CRYPTO":
- Ключевое слово отсортировано в алфавитном порядке, получая "COPTYR"
Реорганизуя столбцы на основе отсортированного ключевого слова, мы получаем:
| C | O | P | T | Y | R | |---|---|---|---|---|---| | A | G | G | F | X | V | | G | D | V | X | D | X | | D | F | D | V | X | D | | F | X | D | G | V | F | | X | V | X | D | F | X | | D | G | D | F | X | G |
Итоговый шифротекст получается чтением сетки по строкам: "AGGFXVDVXDFDVXDFXDGVFXVGDXDVDFXG".
Таким образом, оригинальное сообщение "HELLO WORLD" зашифровано как "AGGFXVDVXDFDVXDFXDGVFXVGDXDVDFXG" с использованием шифра ADFGVX.
Историческое значение
Шифр ADFGVX был изобретен полковником Фритцем Небелем, немецким криптографом, и использовался Германской армией в Первой мировой войне. Он в основном использовался для защиты сообщений, передаваемых по радио. Сложность шифра ADFGVX и множество слоев шифрования делали его значительно более трудным для перехвата и расшифровки врагами.
Название шифра, ADFGVX, происходит от шести возможных букв, используемых в процесс шифрования. Буквы A, D, F, G, V и X были выбраны потому, что они различны при написании в азбуке Морзе, что снижает вероятность ошибок при передаче.
Эффективность шифра ADFGVX зависела от секретности ключевого слова, правильного кодирования сообщения с использованием квадрата Полибия и правильного процесса перестановки. Любые ошибки или слабости на этих этапах могли потенциально компрометировать безопасность шифра.
Хотя в настоящее время он не широко используется из-за достижений в криптографии, шифр ADFGVX остается важной частью истории криптографии. Он подчеркивает эволюцию методов шифрования и служит напоминанием о находчивости и инновациях, использованных в военной связи.
Стоит отметить, что современные методы шифрования значительно превосходят безопасность, предоставляемую историческими шифрами, такими как ADFGVX. Современные алгоритмы и технологии шифрования, такие как RSA и AES, широко используются для обеспечения конфиденциальности и целостности конфиденциальной информации в цифровых системах безопасности.
Связанные термины
Шифрование: Процесс преобразования информации в форму, которая не может быть прочитана без правильного ключа расшифровки. Техники шифрования направлены на защиту данных от несанкционированного доступа и обеспечение конфиденциальности.
Квадрат Полибия: Метод шифрования, включающий замену, часто используемый в классических шифрах. Квадрат Полибия использует сетку для сопоставления каждой буквы алфавита с парой координат, что позволяет легко кодировать и декодировать сообщения. Шифр ADFGVX использует модифицированную версию квадрата Полибия для кодирования букв.