3.4. Шифр гаммирования Виженера

Шифр, который известен под именем Виженера, впервые описал Джованни Баттиста Беллазо (итал. Giovanni Battista Bellaso) в своей книге ``La cifra del Sig. Giovan Battista Belaso''.

Рассмотрим один из вариантов этого шифра. В самом простом случае квадратом Виженера называется таблица из циклически сдвинутых копий латинского алфавита, в котором буквы J и V исключены. Первая строка и первый столбец – буквы латинского алфавита в их обычном порядке, кроме буквы W, которая стоит последней. В строках таблицы порядок букв сохраняется, за исключением циклических переносов. Представим эту таблицу.

Здесь первый столбец используется для ключевой последовательности, а первая строка – для открытого текста. Общая схема шифрования такова: выбирается некоторая ключевая последовательность, которая периодически повторяется в виде длинной строки. Под ней соответственно каждой букве записываются буквы открытого текста в виде второй строки. Буква ключевой последовательности указывает строку в квадрате Виженера, буква открытого текста указывает столбец в квадрате. Соответствующая буква, стоящая в квадрате на пересечении строки и столбца, заменяет букву открытого текста в шифртексте. Приведём примеры.

Пример. Ключевая последовательность состоит из периодически повторяющегося ключевого слова, известного обеим сторонам. Пусть ключевая последовательность состоит из периодически повторяющегося слова THIS, а открытый текст – слова COMMUNICATIONSYSTEMS (см. таблицу). Пробелы между словами опущены.

Результат шифрования приведён в третьей строке: на пересечении строки $T$ и столбца $C$ стоит буква $X$, на пересечении строки $H$ и столбца $O$ стоит буква $X$, на пересечении строки $I$ и столбца $M$ стоит буква $U$ и т. д.

Виженер считал возможным в качестве ключевой последовательности использовать открытый текст с добавлением начальной буквы, известной легальным пользователям. Этот вариант используется во втором примере.

Пример. Ключевая последовательность образуется с помощью открытого текста. Стороны договариваются о первой букве ключа, а следующие буквы состоят из открытого текста. Пусть в качестве первой буквы выбрана буква $T$. Тогда для предыдущего примера таблица шифрования имеет вид:

Пример. Пусть ключевая последовательность образуется с помощью шифртекста. Стороны договариваются о первой букве ключа. В отличие от предыдущего случая, следующая буква ключа – это результат шифрования первой буквы текста и т. д. Пусть в качестве первой буквы выбрана буква $T$. Тогда приведённая в предыдущем примере таблица шифрования примет такой вид: