Шифровальный диск

Шифровальный диск — это инструмент для шифрования и дешифрования , разработанный в 1470 году итальянским архитектором и автором Леоном Баттистой Альберти . Он сконструировал устройство (именуемое одноименным шифровальным диском Альберти ), состоящее из двух концентрических круглых пластин, установленных одна на другой. Большая пластина называется «стационарной», а меньшая — «подвижной», поскольку меньшая могла перемещаться поверх «стационарной». ^[1]

Первая версия диска имела пластины из меди и алфавит, по порядку, вписанный на внешнем крае каждого диска в ячейках, равномерно распределенных по окружности круга. Это позволяло двум алфавитам перемещаться относительно друг друга, создавая простой в использовании ключ. Вместо того, чтобы использовать непрактичную и сложную таблицу, указывающую метод шифрования, можно было использовать гораздо более простой шифровальный диск. Это делало и шифрование, и дешифрование более быстрыми, простыми и менее подверженными ошибкам.

Шифровальный диск может использоваться одним из двух способов. Код может быть последовательной моноалфавитной заменой для всего шифра, или диски могут периодически перемещаться по всему шифру, делая его полиалфавитным. Для моноалфавитного использования отправитель и получатель сообщений должны договориться о настройке ключа шифрования (например, «G» в обычном алфавите будет располагаться рядом с «Q» в алфавите шифра). Затем все сообщение кодируется в соответствии с этим ключом.

В дополнение к простым подстановочным шифрам шифровальный диск открыл путь для удобных полиалфавитных шифров . Простым способом сделать это является соглашение отправителя и получателя о том, что при определенном количестве символов в сообщении весы будут смещены на один символ вправо, повторяя процедуру каждую (скажем) десятую букву. Это затруднит взлом с использованием статистических методов .

Шифровальные диски имели много небольших вариаций базовой конструкции. Вместо букв он иногда использовал комбинации цифр на внешнем диске, причем каждая комбинация соответствовала букве. Чтобы сделать шифрование особенно сложным для взлома, усовершенствованный шифровальный диск использовал только комбинации из двух цифр. Однако вместо 1 и 2 использовались 1 и 8, поскольку эти цифры выглядят одинаково перевернутыми (как это часто бывает на шифровальном диске), как и правильной стороной вверх. ^[2]

Шифровальные диски также добавляли дополнительные символы для часто используемых комбинаций букв, таких как «ing», «tion» и «ed». Символы также часто добавлялись для обозначения «and» в конце слова.

При кодировании сообщения с помощью шифровального диска всегда используется символ, означающий «конец слова». Частота этого символа аномально высока и поэтому легко обнаруживается. ^[2] Однако, если этот символ пропущен, то слова сливаются, и получателю требуется гораздо больше времени, чтобы прочитать сообщение. Чтобы исправить это, некоторые шифровальные диски теперь имеют несколько символов, которые обозначают «конец слова». Аналогично шифровальный диск может также иметь несколько символов, которые могут быть использованы для буквы «e» (самая распространенная буква в английском языке) ^[3] , так что вместо символа с частотой примерно 13% будет два символа, обозначающих «e» — каждый с частотой около 6%. Пользователи также могут использовать ключевое слово, чтобы все символы, включая букву e, менялись по всему шифротексту.

С 1930-х годов шифровальные диски стали называться «декодерами» и использовались для новинок. Многие из шифровальных дисков, которые были радиопремиями, назывались « секретными декодерными кольцами ».

• Шифровальный диск Альберти , также известный как формула