Шифр — система обратимых преобразований, зависящая от некоторого секретного параметра (ключа) и предназначенная для обеспечения секретности передаваемой информации.
Решётка Кардано — исторически первая известная шифровальная решётка, трафарет, применявшийся для шифрования и дешифрования, выполненный в форме прямоугольной таблицы-карточки, часть ячеек которых вырезана, и через которые наносился шифротекст. Пустые поля текста заполнялись другим текстом для маскировки сообщений под обычные послания — таким образом, применение решётки является одной из форм стеганографии.
Шифр Цезаря, также известный как шифр сдвига или код Цезаря — разновидность шифра подстановки, в котором каждый символ в открытом тексте заменяется символом, находящимся на некотором постоянном числе позиций левее или правее него в алфавите (так, в шифре со сдвигом вправо на 3, А была бы заменена на Г, Б станет Д, и так далее. Шифр был назван в честь римского полководца Гая Юлия Цезаря, использовавшего его для секретной переписки со своими военачальниками. Шаг шифрования, выполняемый шифром Цезаря, часто включается как часть более сложных схем, таких как шифр Виженера, и всё ещё имеет современное приложение в системе ROT13. Как и все моноалфавитные шифры, шифр Цезаря легко взламывается и не имеет почти никакого применения на практике. Тем не менее, он считается одним из самых простых и наиболее широко известных методов шифрования.
Шифр подстано́вки – это метод шифрования, в котором элементы исходного открытого текста заменяются зашифрованным текстом в соответствии с некоторым правилом. Элементами текста могут быть отдельные символы, пары букв, тройки букв, комбинирование этих случаев и так далее. В классической криптографии различают четыре типа шифра подстановки:
- Одноалфавитный шифр подстановки — шифр, при котором каждый символ открытого текста заменяется на некоторый, фиксированный при данном ключе символ того же алфавита.
- Однозвучный шифр подстановки похож на одноалфавитный за исключением того, что символ открытого текста может быть заменен одним из нескольких возможных символов.
- Полиграммный шифр подстановки заменяет не один символ, а целую группу. Примеры: шифр Плейфера, шифр Хилла.
- Полиалфавитный шифр подстановки состоит из нескольких шифров простой замены. Примеры: шифр Виженера, шифр Бофора, одноразовый блокнот.
Шифр Вернама — система симметричного шифрования, изобретённая в 1917 году Гилбертом Вернамом.
Наиболее ранние тексты на Руси с использованием тайнописи (шифрования) относят к XII веку. Среди приемов, использовавшихся при защите текстов, были, в частности, простые моноалфавитные шифры, тайнопись глаголицей, тайнопись греческой азбукой и, кроме того, специальные приёмы письма, например, монокондил.
Литоре́я — тайнописание, род шифрованного письма, употреблявшегося в древнерусской рукописной литературе и основанного на замене одних букв алфавита другими.
Скита́ла или сцита́ла — инструмент, используемый для перестановочного шифрования, в криптографии известный также как шифр Древней Спарты. Представляет собой цилиндр и узкую полоску пергамента, на которой писалось сообщение, обматывавшуюся вокруг него по спирали. Античные греки и спартанцы, предположительно, использовали этот шифр для обмена сообщениями во время военных кампаний.
Шифр Плейфера или квадрат Плейфера — ручная симметричная техника шифрования, в которой впервые использована замена биграмм. Изобретена в 1854 году английским физиком Чарльзом Уитстоном, но названа именем лорда Лайона Плейфера, который внёс большой вклад в продвижение использования данной системы шифрования в государственной службе. Шифр предусматривает шифрование пар символов (биграмм) вместо одиночных символов, как в шифре подстановки и в более сложных системах шифрования Виженера. Таким образом, шифр Плейфера более устойчив к взлому по сравнению с шифром простой замены, так как усложняется его частотный анализ. Он может быть проведён, но не для символов, а для биграмм. Так как возможных биграмм больше, чем символов, анализ значительно более трудоёмок и требует большего объёма зашифрованного текста.
Алфавитная таблица шифра, которым пользовался Пётр Первый. Формально с современной точки зрения — это шифр простой замены. Буквам открытого текста даются в соответствие наборы букв, заменяющие их в шифрограммах. Особенностью его является то, что в соответствие обычному алфавиту даются то слоги, то одинарные буквы. Такая разнозначность шифрообозначений букв открытого текста используется и в наши дни. Она существенно затрудняет взлом шифра посторонним.
Шифр Виженера — метод полиалфавитного шифрования буквенного текста с использованием ключевого слова.
Шифр Бэкона — метод сокрытия секретного сообщения, придуманный Фрэнсисом Бэконом в начале XVII века. Он разрабатывал шифры, которые бы позволяли передавать секретные сообщения в обычных текстах так, чтобы никто не знал об этих сообщениях. Шифр базируется на двоичном кодировании алфавита символами «A» и «B», которым можно сопоставить «0» и «1». Затем секретное послание «прячется» в открытом тексте с помощью одного из способов сокрытия сообщений.
Книжный шифр — вид шифра, в котором каждый элемент открытого текста заменяется на указатель аналогичного элемента в дополнительном тексте-ключе.
В криптографии квадрат Полибия, также известный как шахматная доска Полибия — оригинальный код простой замены, одна из древнейших систем кодирования, предложенная Полибием. Данный вид кодирования изначально применялся для греческого алфавита, но затем был распространен на другие языки.
Криптографический алгоритм «Пасьянс» («Solitaire») — поточный шифр с обратной связью по выходу, который был разработан Брюсом Шнайером по просьбе писателя Нила Стивенсона.
ADFGVX-шифр — один из самых известных шифров времён Первой мировой войны, который использовался немецкой армией на западном фронте. Особенность шифра заключается в том, что он построен на соединении базовых операций замены и перестановки. Часть шифра, отвечающая замене, основывается на квадрате Полибия.
Rasterschlüssel 44 (RS44) — ручная техника шифрования, заменившая применявшийся прежде шифр «двойной квадрат». RS 44 использовался вооружёнными силами нацистской Германии, начиная с марта 1944 года.
Шифр Уитсона или Шифр двойного квадрата — ручная симметрическая техника шифрования, изобретенная английским физиком Чарльзом Уитстоном в 1854 году. Свое название шифр получил из-за схожести с квадратом Полибия. Данная система шифрования является улучшенной версией шифра Плейфера, в котором аналогичным образом используется замена биграмм, но только с помощью одного квадрата. И в то же время шифр Уитстона является упрощенной альтернативой шифра четырёх квадратов. Впоследствии щифр Уитстона был заменен шифром Rasterschlüssel 44, ввиду более высокой надежности последнего.
Линейка Сен-Сира — механическое устройство, реализующее в криптографии метод полиалфавитного шифрования буквенного текста с использованием ключевого слова.
Криптография в царской России на систематической профессиональной основе появилась при Иване IV Грозном, обширная политическая деятельность которого сопровождалась приказами, нуждавшимися в защите от перехвата.
Рис. 1
Рис. 2
Рис. 3