Шифры сложной перестановки

Кроме шифров простой перестановки существуют шифры с двойной пере­становкой столбцов и строк таблицы с исходным сообщением. Выполнение шифрования может быть произведено различными способами (вариантами).

В случае использования шифра сложной перестановки группы символов открытого текста подвергаются перестановкам не только по строкам (как в шифре простой перестановки), но и по столбцам. Это удобнее делать, исполь­зуя вышеприведенную таблицу, (рис. 5.7). В таблицу записывается открытое исходное сообщение, причем, как уже говорилось выше, это можно сделать различными вариантами. В данном случае запишем текст сообщения построч­но слева направо. Относительно двух сторон таблицы запишем ключевое сло­во и его числовой эквивалент, согласно которым произведем перестановку столбцов, расположив их в порядке возрастания цифр. После этого, по тому же закону, произведем перестановку строк таблицы. Зашифрованное сообще­ние получится при считывании текста таблицы по строкам. Полученный шиф-ротекст, как видим, лишен смыслового содержания. Число вариантов двойной перестановки достаточно велико и зависит от размерности используемой шиф­ровальной таблицы (рис. 5.9). Но даже использование таблиц большой раз­мерности не делает этот шифр достаточно криптостойким.

Рис. 5.9. Шифр сложной перестановки с использованием таблицы

Произведем шифрование вышеприведенного сообщения, используя не­сколько иной метод шифрования и тот же самый ключ (рис. 5.10). Шифротекст образуется при этом путем считывания переупорядоченных, в соответствии с выбранным ключом, строк открытого текста. При этом порядок считывания строк определяется ключевым словом, размещаемым по вертикали рядом со строками шифротекста. При шифровании откры­того текста большого объема ключевое слово может повторяться по вер­тикали необходимое число раз.

Сначала производится шифрование открытого текста методом простой пе­рестановки. Полученное зашифрованное сообщение записывается блоками построчно соответственно номерам (строка 1 — блок 1 и т. д.). Слева от этих строк по вертикали (в столбик) записывается ключевое слово или ключ, со­гласно которым выбирается порядок следования строк (блоков). Последние записываются друг за другом и образуют окончательный зашифрованный текст.

Шифр сложной перестановки, кроме вышеописанного способа, может формироваться путем считывания шифротекста по диагонали с изменением порядка считывания на обратный для соседних диагоналей. Наглядно этот способ представлен на рис. 5.11. В качестве исходного используется зашиф­рованный текст, блоки которого расположены по строкам (см. рис. 5.10).

Рис. 5.10. Шифр сложной перестановки

Рис. 5.11. Шифр сложной перестановки со считыванием по диагонали

Порядок считывания букв показан цифрами, а изменение направления счи-тывания соседних диагоналей — стрелками.

Еще один метод шифрования заключается в использовании специальных решеток, трафаретов или палеток (рис. 5.12). Он основан на применении для шифрования квадратных таблиц, у которьк четверть ячеек (квадратиков) вы­резана так, чтобы после 4 поворотов они покрывали весь квадрат. Поворачи­вать квадрат можно как по часовой, так и против часовой стрелки.

Зашифруем исходное сообщение ЗАСЕДАНИЕ СОСТОИТСЯ ЗАВТРА ЮСТАС с помощью трафарета (квадратная таблица размерностью 4x4),

Рис. 5.12. Шифрование с использованием трафарета

имеющего по одному вырезанному окну в каждой строке. Наложим трафа­рет на чистый лист бумаги, очертим его и начнем вписывать в вырезанные квадратики (окошки) буквы исходного текста. После записи первых 4 букв произведем поворот трафарета по часовой стрелке на 90° (для удобства пользования на трафарете имеется ключ-метка). Снова запишем 4 буквы и произведем поворот трафарета, и так до тех пор пока последний не вернет­ся в свое первоначальное положение или не закончится шифруемый текст. В последнем случае трафарет можно заполнить любыми буквами. Убира­ем трафарет и записываем текст таблицы построчно, в результате получа­ется необходимый шифротекст.