Substituční šifra

Substituční šifra je druh kryptografie.

V substituční šifře se používá pravidlo, které postupně mění jednotlivá písmena zprávy. Pravidlo říká, že se každé písmeno nahradí (neboli "substituuje") jiným písmenem z abecedy.

V této tabulce je například uvedeno pravidlo pro substituční šifru:

Podle tohoto pravidla se věta "Jack a Jill šli na kopec" změní na "Etar tzn Evmm gkzc dw cuk uvmm". Příkladem substituční šifry je Caesarova šifra.

Substituční šifry nejsou pro důležité zprávy dostatečně bezpečné. Substituční šifry lze prolomit pomocí myšlenky zvané frekvenční analýza. Některá písmena jsou v anglických větách častější než jiná: Nejčastěji se vyskytuje E, pak T, pak A atd. Zpráva, která byla změněna substituční šifrou, bude mít různá běžná písmena, ale to napovídá o pravidle. Nejběžnější písmena ve změněné zprávě budou pravděpodobně nejběžnější písmena v angličtině. Rozluštění kryptogramů (zpráv skrytých substituční šifrou) je běžnou hádankou, kterou často najdete v novinách.

Příklad

Předpokládejme, že změněná zpráva je:

LIVITCSWPIYVEWHEVSRIQMXLEYVEOIEWHRXEXIPFEMVEWHKVSTYLXZIXLIKIIXPIJVSZEYPERRGERIM WQLMGLMXQERIWGPSRIHMXQEREKIETXMJTPRGEVEKEITREWHEXXLEXXMZITWAWSQWXSWEXTVEPMRXRSJ GSTVRIEYVIEXCVMUIMWERGMIWXMJMGCSMWXSJOMIQXLIVIQIVIXQSVSTWHKPEGARCSXRWIEVSWIIBXV IZMXFSJXLIKEGAEWHEPSWYSWIWIEVXLISXLIVXLIRGEPIRQIVIIBGIIHMWYPFLEVHEWHYPSRRFQMXLE PPXLIECCIEVEWGISJKTVWMRLIHYSPHXLIQIMYLXSJXLIMWRIGXQEROIVFVIZEVAEKPIEWHXEAMWYEPP XLMWYRMWXSGSWRMHIVEXMSWMGSTPHLEVHPFKPEZINTCMXIVJSVLMRSCMWMSWVIRCIGXMWYMXXLIYSPH KTY

V tomto příkladu jsou velká písmena použita pro neznámá písmena a malá písmena pro písmena, která známe nebo je umíme odhadnout.

Po sečtení písmen zjistíme, že nejčastější je I, což je e. X je také poměrně časté a XLI se vyskytuje mnohokrát; odhadujeme, že se jedná o nejčastější třípísmennou skupinu v angličtině.

Druhým nejčastějším písmenem je E. Pro písmena e a t již máme tip, takže tipujeme, že E je a. Nyní máme:

heVeTCSWPeYVaWHaVSReQMthaYVaOeaWHRtatePFaMVaWHKVSTYhtZetheKeetPeJVSZaYPaRRGaReM . WQhMGhMtQaReWGPSReHMtQaRaKeaTtMJTPRGaVaKaeTRaWHatthattMZeTWAWSQWtSWatTVaPMRtRSJ GSTVReaYVeatCVMUeMWaRGMeWtMJMGCSMWtSJOMeQtheVeQeVetQSVSTWHKPaGARCStRWeaVSWeeBtV eZMtFSJtheKaGAaWHaPSWYSWeWeaVtheVtheRGaPeRQeVeeBGeeHMWYPFhaVHaWHYPSRRFQMtha PPtheaCCeaVaWGeSJKTVWMRheHYSPHtheQeMYhtSJtheMWReGtQaROeVFVeZaVAaKPeaWHtaAMWYaPP thMWYRMWtSGSWRMHeVatMSWMGSTPHhaVHPFKPaZeNTCMteVJSVhMRSCMWMSWVeRCeGtMWYMttheYSPH KTY

Nyní můžeme provést několik dalších odhadů: heVe může být zde; Rtate může být stát a atthattMZe může být atthattime. Doplněním těchto domněnek získáme:

zdeTCSWPeYraWHarSseQithaYraOeaWHstatePFairaWHKrSTYhtmetheKeetPeJrSmaYPassGasei . WQhiGhitQaseWGPSseHitQasaKeaTtiJTPsGaraKaeTsaWHatthattimeTWAWSQWtSWatTraPistsSJ GSTrseaYreatCriUeiWasGieWtiJiGCSiWtSJOieQthereQeretQSrSTWHKPaGAsCStsWearSWeeBtr emitFSJaKaGAaWHaPSWYSWeWeWeWeStherthesGaPesQereeBGeeHiWYPFharHaWHYPSssFQitha PPtheaCCearaWGeSJKTrWisheHYSPHtheQeiYhtSJtheiWseGtQasOerFremarAaKPeaWHtaAiWYaPP thiWYsiWtSGSWsiHeratiSWiGSTPHharHPFKPameNTCiterJSrhisSCiWiSWresCeGtiWYittheYSPH KTY

To nám umožňuje provádět další odhady, které vedou k dalším, dokud neuhodneme všechno:

tunajednouproběhllegendárnípohřeb s hrobem a velkolepým vzduchem a přivezl brouka ze skleněné vitríny, v níž byl uzavřen, byl to krásný karabáč a v té době neznámýpřírodovědec,samozřejmostíbylvýznamnývědeckýpohlednaoblastčernošskýchpoutníků,kterésevytvářelyvnějšku. emityofthebackandalongoneneartheotherthescaleswereexceedinglyhardandglossywitha lltheappearanceofburnishedgoldtheweightoftheinsectwasveryremarkableandtakingall thingsintoconsiderationicouldhardlyblamejupiterforhisopinionrespectingitthegold bug

V tomto okamžiku můžeme vkládat mezery a interpunkční znaménka:

Tu se le grand zvedl s vážnou a vznešenou tváří a přinesl mi brouka ze
skleněné vitríny, v níž byl uzavřen. Byl to krásný scarabaeus a v té době
přírodovědcům samozřejmě neznámý; z vědeckého hlediska velká cena
. U jednoho konce hřbetu
měl dvě kulaté černé skvrnya
u druhého jednu dlouhou. Šupiny byly neobyčejně tvrdé a lesklé a měly
vzhled leštěného zlata. Hmotnost hmyzu byla velmi pozoruhodná a s
ohledem na všechny okolnosti jsem mohl jen stěží vyčítat jupiterovi
jeho názor na něj. (Zlatý brouk)

Kdybychom se spletli, v určitém okamžiku bychom to zjistili a mohli bychom se vrátit a provést nový odhad.

Otázky a odpovědi

Otázka: Co je to substituční šifra?

Odpověď: Substituční šifra je druh kryptografie, kde se používá pravidlo, které nahrazuje každé písmeno zprávy jiným písmenem z abecedy.

Otázka: Jak substituční šifra funguje?

Odpověď: V substituční šifře se používá pravidlo, které postupně nahrazuje každé písmeno zprávy jiným písmenem z abecedy.

Otázka: Jaký je příklad tabulky používané v substituční šifře?

Odpověď: Tabulka v textu uvádí pravidlo substituční šifry, které lze použít k nahrazení každého písmene jiným písmenem z abecedy.

Otázka: Co je to Caesarova šifra?

Odpověď: Caesarova šifra je příkladem substituční šifry.

Otázka: Jsou substituční šifry dostatečně bezpečné pro důležité zprávy?

Odpověď: Ne, substituční šifry nejsou pro důležité zprávy dostatečně bezpečné.

Otázka: Jak lze substituční šifry prolomit?

Odpověď: Substituční šifry lze prolomit pomocí frekvenční analýzy, která hledá běžná písmena ve změněné zprávě, která jsou pravděpodobně nejčastějšími písmeny v angličtině.

Otázka: Jaká je běžná hádanka, která zahrnuje prolomení šifry?

Odpověď: Prolomení kryptogramů, což jsou zprávy skryté pomocí substituční šifry, je běžnou hádankou, kterou často najdete v novinách.