7. Шифрування методом простої підстановки

Наиболее известными являются шифры подстановки, особенностью которых является замена символов (или слов, или других частей сообщения) открытого текста соответствующими символами, принадлежащими алфавиту шифротекста. Различают одноалфавитную и многоалфавитную замену.

Примером многоалавитного шифра подстановки является система Виженера. Шифрование осуществляется по таблице, представляющей собой вадратную матрицу размерностью N x N, где N – число симолов используемого алфавита.

Выбирается ключ или ключевая фраза. После чего под каждой буквой исходного сообщения последовательно записываются символы ключа. Если ключ оказался короче сообщения, его используют несколько раз. Каждая буква шифротекста находится на пересечении столбца таблицы, определяемого буквой открытого текста и строки, определяемой буквой ключа.

Для расшифровки под буквами шифротекста последовательно записываются буквы ключа. В строке таблицы, соответствующей очередной букве ключа, происходит поиск соответствующей буквы шифртекста. Находящаяся над ней в первой строке таблицы буква является соответствующей буквой исходного текста.

8. Статистичні властивості мови. Зламування методу простої підстановки.

Вскрытие одноалфавитных шифров основано на учете частоты появления отдельных букв или их сочетаний (биграмм, триграмм и т.п.) в данном языке.

В осмысленных текстах любого естественного языка различные буквы встречаются с разной частотой, при этом относительные частоты букв в разных текстах одного языка близки между собой. Любой естественный язык обладает избыточностью, что позволяет с большойвероятностью угадывать смысл сообщения, даже если часть букв сообщения неизвестна.

Допустим, на доске объявлений некого учреждения появилась следующая надпись:

ТБПО ЩИЧЧЖ ЛНИЬЕЭФЭЕЭВЬ ЭКМНИО ИЩЩСКИЬОЭ

СФБИТЬЛИЬШ ТБПОЧЩЬП ЛНОЭЧЖ Ь ЧЛЭПЛКПЕПООЭ

ЛЭНЛКИВИЫП ФЭБСТПООЖП ЬН ЩИЧЧЖ ЧЧСУЖ

Это не может быть шифр перестановки, так как в шифровке четко проглядываются слова с регулярными окончаниями чж, иыи, оэ. Частоты встречи различных знаков шифровки явно неодинаковы. Знаки ч, и, э встречаются раз по десять, тогда как У, Ю и М лишь по одному разу, что не бывает в многоалфавитных шифрах, имеющих близкие вероятности знаков. Естественно предположить, что применен шифр простой замены. С чего следует начать расшифровывание? Несомненно, с установления отправителя и получателя сообщения. Зачастую, кроме имени получателя сообщения содержат еще и имя отправителя, как это принято в телеграммах: "Приезжаю шестого. Мама." У нашей шифровки была приписка: "Граждане, ознакомившиеся, запомнившие и исполнившие, принимаются ежедневно и без ограничений. Местком." Из нее ясен отправитель - местком. Поэтому шифрованный текст может не содержать его названия. Получатель все же должен быть доуточнен, как обращение: "всем садоводам..." или "члены кружка...". Однако это - слишком легкий путь. и предположим, что не удалось конкретизировать получателя, чтобы, используя его имя, вскрыть шифр.

Предположение 1.

Внимательно просматривая шифровку, можно обнаружить интересное удвоение знака Ч в конце последнего слова и начале последнего: щиччх ЧЧСУХ. Кажется, что этот знак весьма похож на употребление буквы С в русском тексте, как МАССА ССЫЛОК. Например, для буквы В не удается подобрать хороший пример, чтобы она удваивалась в конце слов, а для буквы Н - в начале. Отметим, что удвоение С в конце характерно для заимствованных существительных, где перед ним стоит чаще всего буква А. Значит, буква шифровки Ч соответствует в тексте С, а И соответствует русской букве А.

Предположение 2.

Другое удвоение, знака о, встречается только в конце слов и типично для русской буквы Н. Поэтому сочетания знаков на концах слов шифровки ОЭ и ооэ, скорее всего отвечают русским окончаниям в сообщении НО и ННО. Если это так, то последнее слово шифровки ЧЧСУЖ, начинающееся с СС и состоящее из пяти букв может быть лишь одним из двух слов - ССУДЕ или ССУДЫ, что легко проверить по словарю. Другие варианты прочтения ССУДА, ССОРА и тому подобные отпадают, так как буквы А иО уже разгаданы.

Предположение 3.

Знак шифровки ж, стоящий в конце слова ЧЧСУЖ встречается довольно редко, если учесть, что слово щиччж повторяется, а одинаковое окончание последнего и предпоследнего слов представляет собой обычное согласование слов в предложении. Это означает, что знаку ж скорее отвечает буква Ы, чем более часто встречаемая в русских текстах Е, а последнее слово - ССУДЫ. Окончание сообщения ?АССЫ ССУДЫ теперь нетрудно отгадать как КАССЫ ССУДЫ, что весьма близко к осмысленному тексту. Из отгаданных букв пятое слово шифровки складывается как АККУ?А?НО, что несомненно означает АККУРАТНО, а седьмое слово ??НОСЫ из контекста можно понять как ВЗНОСЫ. Итак, отгадывание идет вроде бы успешно, что подтверждается частичной расшифровкой:

???Н КАССЫ ВЗА??0?0?0?? 0??ЗАН АККУРАТ-

НО У??А??ВАТ? ???НСК?? ВЗНОСЫ ?

СВО?ВР???ННО ВОЗВРА?АТ? ?0?У??ННЫ? ?3

КАССЫ ССУДЫ

Теперь дальнейшая расшифровка не представляет особого труда и выполняется быстро, угадыванием отдельных слов и подстановкой выясненных букв в шифровку. В итоге получаем сообщение:

ЧЛЕН КАССЫ ВЗАИМОПОМОЩИ ОБЯЗАН

АККУРАТНО УПЛАЧИВАТЬ ЧЛЕНСКИЕ

ВЗНОСЫ И СВОЕВРЕМЕННО ВОЗВРАЩАТЬ

ПОЛУЧЕННЫЕ ИЗ КАССЫ ССУДЫ