Трехраздельный шифр

Тройной шифр — классический шифр, изобретенный Феликсом Деластелем и описанный в 1902 году. Расширяя принципы более раннего бифидного шифра Деластеля , он сочетает в себе методы фракционирования и транспонирования для достижения определенной степени путаницы и диффузии : каждая буква зашифрованного текста зависит от трех букв открытого текста и до трех букв ключа.

Шифр тройного деления использует таблицу для разделения каждой буквы открытого текста на триграмму . смешивает составляющие триграмм, а затем применяет таблицу в обратном порядке, чтобы превратить эти смешанные триграммы в буквы зашифрованного текста. Деластель отмечает, что наиболее практичная система использует три символа для триграмм:

Чтобы разделить буквы на три части, необходимо изобразить их группой из трех знаков или цифр. Зная, что n объектов, объединенных в триграммы всеми возможными способами, дают n × n × n = n ³ , мы понимаем, что три — единственное значение n ; двое дадут только 2 ³ = 8 триграмм, а четыре дадут 4 ³ = 64, но три дают 3 ³  = 27.

Описание

Как обсуждалось выше, для шифра требуется смешанный алфавит из 27 букв: мы следуем Деластелле, используя знак плюса в качестве 27-й буквы. Традиционный метод построения смешанного алфавита из ключевого слова или фразы заключается в выписывании уникальных букв ключа по порядку, а затем остальных букв алфавита в обычном порядке. Например, ключ FELIX MARIE DELASTELLE дает смешанный алфавит FELIXMARDSTBCGHJKNOPQUVWYZ+.

Каждой букве смешанного алфавита мы присваиваем одну из 27 триграмм (111, 112, …, 333), заполняя куб 3 × 3 × 3 буквами смешанного алфавита и используя декартовы координаты каждой буквы в качестве соответствующая триграмма.

Слой 1					Слой 2					Слой 3
	1	2	3			1	2	3			1	2	3
1	Ф	И	л		1	С	Т	Б		1	ТО	П	вопрос
2	я	Х	М		2	С	Г	ЧАС		2	В	V	В
3	А	Р	Д		3	Дж	К	Н		3	И	С	+

Из этого кубика строим таблицы для шифрования букв как триграмм и расшифровки триграмм как букв:

Шифровальный алфавит				Расшифровка алфавита
А = 131	Дж = 231	С = 211		111 = Ф	211 = С	311 = О
Б = 213	К = 232	Т = 212		112 = Е	212 = Т	312 = П
С = 221	Л = 113	У = 321		113 = Л	213 = Б	313 = Вопрос
Д = 133	М = 123	V = 322		121 = Я	221 = С	321 = У
Е = 112	Н = 233	Ш = 323		122 = Х	222 = Г	322 = V
Ж = 111	О = 311	Х = 122		123 = М	223 = Ч	323 = Вт
Г = 222	Р = 312	Д = 331		131 = А	231 = Дж	331 = И
Н = 223	Вопрос = 313	З = 332		132 = Р	232 = К	332 = Я
я = 121	Р = 132	+ = 333		133 = Д	233 = Н	333 = +

Протокол шифрования делит открытый текст на группы фиксированного размера (плюс, возможно, на одну короткую группу в конце): это ограничивает ошибки кодирования той группой, в которой они происходят. важное соображение для шифров, которые должны быть реализованы вручную. Размер группы должен быть взаимно простым с 3, чтобы обеспечить максимальную степень диффузии внутри каждой группы: Делатель приводит примеры с группами из 5 и 7 букв. Он описывает этап шифрования следующим образом:

Начинаем с того, что пишем вертикально под каждой буквой числовую триграмму, соответствующую ей в шифровальном алфавите: затем, двигаясь по горизонтали, как если бы числа были написаны в одну строку, мы берем группы из трех чисел, ищем их в расшифровочном алфавите, и запишите результат под каждым столбцом.

Например, если сообщение имеет вид aide-toi, le ciel t'aidera и размер группы равен 5, то шифрование происходит следующим образом:

a i d e-t   o i l e c   i e l t'a   i d e r a
1 1 1.1 2   3 1 1.1 2   1 1 1.2 1   1 1 1.1 1
3.2 3 1.1   1.2 1 1.2   2.1 1 1.3   2.3 1 3.3
1 1.3 2 2   1 1.3 2 1   1 2.3 2 1   1 3.2 2 1
F M J F V   O I S S U   F T F P U   F E Q Q C

В этой таблице периоды разграничивают триграммы, поскольку они читаются горизонтально в каждой группе, таким образом, в первой группе мы имеем 111 = F, 123 = M, 231 = J и так далее.

Ссылки

• Деластель, Феликс (1902). Элементарный трактат по криптографии . Париж: Готье-Виллар.
• Гейнс, Хелен (1939). Криптоанализ: исследование шифров и их решение . Нью-Йорк: Дувр.