Четырёхквадратный шифр
Шифруйте и расшифровывайте четырёхквадратный шифр — диграммный шифр с двумя ключевыми словами, изобретённый Феликсом Деластелем. Буквы шифруются парами в четырёх квадратах 5×5 — двух с обычным алфавитом и двух, перемешанных вашими ключевыми словами, — что делает его заметно надёжнее шифра Плейфера. Задайте оба ключевых слова, следите за живой сеткой из четырёх квадратов и разбором пара за парой и копируйте, скачивайте или делитесь результатом. Всё работает в вашем браузере.
Ключевое слово 1 (вверху справа)
Ключевое слово 2 (внизу слева)
Алфавит из 25 букв: I и J занимают одну ячейку, поэтому расшифрованная J читается как I. Классический выбор для четырёхквадратного шифра.
Введите текст выше, чтобы увидеть здесь результат.
Сетка из четырёх квадратов
Буквы открытого текста находятся в двух обычных квадратах (вверху слева и внизу справа); буквы шифра считываются из двух квадратов с ключевыми словами (вверху справа и внизу слева), при этом ячейки с ключевыми словами подсвечены.
Обычный квадрат
Квадрат ключевого слова 2
Квадрат ключевого слова 1
Обычный квадрат
Как пользоваться Четырёхквадратный шифр
- 1
Выберите шифрование или расшифровку и алфавит
Выберите «Зашифровать», чтобы превратить открытый текст в пары четырёхквадратного шифра, или «Расшифровать», чтобы вернуть их обратно. Выберите алфавит с объединёнными I/J (классический вариант по умолчанию) или без Q, чтобы сохранить отдельную J.
- 2
Введите два ключевых слова
Введите ключевое слово для квадрата вверху справа и другое для квадрата внизу слева. Обе стороны должны иметь оба общих ключевых слова. Оставьте одно или оба пустыми, чтобы вместо них использовался обычный квадрат.
- 3
Введите или вставьте свой текст
Введите своё сообщение, и оно преобразуется по мере набора. Панель шагов показывает каждую пару открытого текста над шифропарой, в которую она превращается.
- 4
Читайте сетку из четырёх квадратов
Откройте сетку, чтобы увидеть два обычных квадрата и два квадрата с ключевыми словами с подсвеченными ячейками ключевых слов, чтобы вы могли проследить любую пару на глаз.
- 5
Скопируйте, скачайте или поделитесь
Скопируйте результат, скачайте его в виде текстового файла или поделитесь ссылкой, которая снова откроет инструмент с вашими точными текстом, ключевыми словами и алфавитом, готовыми к работе.
Как устроен четырёхквадратный шифр
Что такое четырёхквадратный шифр?
Четырёхквадратный шифр — это ручной шифр, который шифрует буквы по две за раз; он был изобретён французским криптографом Феликсом Деластелем около 1902 года — тем же плодовитым умом, что стоит за шифрами Бифид и Трифид. Это близкий родственник более старого шифра Плейфера, но если Плейфер использует один квадрат 5×5, то четырёхквадратный шифр распределяет работу по четырём квадратам, расположенным блоком 2×2. Два из них содержат обычный алфавит, а два перемешаны отдельными ключевыми словами, поэтому шифр скрывает частоты отдельных букв и его заметно труднее взломать вручную, чем Плейфер.
Поскольку он работает с парами букв — диграммами, — а не с отдельными буквами, четырёхквадратный шифр является полиграфическим шифром замены. Шифрование пар сглаживает отпечаток частот букв, из-за которого простые шифры замены вскрываются за минуты, а использование двух независимых ключевых слов примерно удваивает объём ключевого материала по сравнению с Плейфером. Он так и не достиг славы Плейфера, который реально применялся армиями, но это красивая и очень доступная для изучения демонстрация того, как небольшое изменение в раскладке даёт настоящий скачок в надёжности.
Как работает четырёхквадратный шифр
Разложите четыре квадрата 5×5 блоком 2×2. Квадраты вверху слева и внизу справа содержат обычный алфавит по порядку; квадраты вверху справа и внизу слева содержат алфавит, перемешанный ключевым словом (сначала различные буквы ключевого слова, затем остальной алфавит). Поскольку 26 букв должны поместиться в 25 ячеек, одна буква сворачивается — классически I и J занимают одну ячейку.
Чтобы зашифровать пару букв, найдите первую букву в обычном квадрате вверху слева, а вторую — в обычном квадрате внизу справа. Две буквы шифра считываются из квадратов с ключевыми словами: первая — это буква в квадрате вверху справа, которая находится в строке первой буквы и столбце второй буквы; вторая — это буква в квадрате внизу слева, которая находится в строке второй буквы и столбце первой буквы. Коротко: две буквы открытого текста очерчивают прямоугольник по квадратам, а два противоположных угла в квадратах с ключевыми словами и есть шифропара. Расшифровка просто обращает путь — найдите буквы шифра в квадратах с ключевыми словами и считайте буквы открытого текста обратно из обычных квадратов.
Два ключевых слова и обычные квадраты
У четырёхквадратного шифра есть два независимых секрета: ключевое слово для квадрата вверху справа и ключевое слово для квадрата внизу слева. Каждый из них строится в точности как квадрат Плейфера или Полибия с ключом — сначала вписываются уникальные буквы ключевого слова, по порядку и без повторов, а за ними следует остальной алфавит. Живая сетка ниже подсвечивает ячейки с ключевыми словами, чтобы вы могли наблюдать за перемешиванием; два обычных квадрата всегда остаются в обычном алфавитном порядке, потому что они используются только для того, чтобы *находить* буквы, а не маскировать их.
И отправитель, и получатель должны иметь оба общих ключевых слова и согласовать вариант алфавита. Вы можете оставить ключевое слово пустым, чтобы вместо него использовался обычный квадрат, — а если оставить оба пустыми, все четыре квадрата окажутся одинаковыми, и шифр сведётся к фиксированной перестановке пар букв, что удобно для того, чтобы увидеть геометрию до того, как будет добавлено какое-либо перемешивание ключевым словом.
Объединённые I/J или без Q
Двадцать шесть букв не помещаются в двадцать пять ячеек, поэтому одной букве приходится уступить. Классическое соглашение четырёхквадратного шифра, общее с Плейфером, объединяет I и J в одну ячейку: J в сообщении шифруется как I, а расшифрованная I может означать любую из них — почти всегда это очевидно из контекста. Здесь это вариант по умолчанию.
Альтернатива полностью убирает Q из квадратов (и из текста), что сохраняет различие между I и J — это полезно, когда неоднозначность J/I важнее, чем редкая Q. Выберите вариант переключателем выше; живая сетка переобозначит себя, и обе стороны должны использовать один и тот же вариант, иначе сообщение не расшифруется.
Разбор примера четырёхквадратного шифра
Возьмём слово ATTACK с ключевым словом 1 EXAMPLE (вверху справа) и ключевым словом 2 KEYWORD (внизу слева), используя алфавит с объединёнными I/J. ATTACK разбивается на пары AT, TA, CK. Для первой пары A находится в строке 1, столбце 1 обычного квадрата вверху слева, а T — в строке 4, столбце 4 обычного квадрата внизу справа.
Первая буква шифра считывается из квадрата ключевого слова вверху справа на пересечении строки A и столбца T, что приводит к M; вторая считывается из квадрата ключевого слова внизу слева на пересечении строки T и столбца A, что также приводит к M — так что AT шифруется как MM. Продолжая, TA становится OW, а CK становится PA, поэтому ATTACK шифруется как MM OW PA. Обратите внимание, что шифр может выдать удвоенную букву вроде MM — то, чего Плейфер никогда не делает. Расшифровка теми же двумя ключевыми словами обращает каждую пару прямо обратно в ATTACK.
Расшифровка сообщения четырёхквадратного шифра
Расшифровка запускает тот же механизм в обратную сторону. Разбейте шифротекст на пары, найдите первую букву каждой пары в квадрате ключевого слова вверху справа, а вторую — в квадрате ключевого слова внизу слева, затем считайте буквы открытого текста из двух обычных квадратов на соответствующих строках и столбцах. Этот инструмент делает всё это за вас, когда вы выбираете «Расшифровать» и вводите те же два ключевых слова и вариант алфавита, что использовались при шифровании.
Поскольку в квадратах живут только буквы A–Z, любые пробелы, цифры и знаки препинания в исходном сообщении были отброшены при шифровании и не появятся снова. Одинокая последняя буква дополнялась (буквой X или Z, если эта буква сама является X), чтобы сообщение можно было разбить на целые пары, поэтому расшифрованное сообщение может оканчиваться лишней буквой-заполнителем — это присуще диграммным шифрам, а не является недостатком инструмента.
Четырёхквадратный шифр против Плейфера и надёжность
Четырёхквадратный шифр улучшает Плейфер двумя способами. Он использует два ключевых слова вместо одного, удваивая ключевой материал, и ему никогда не нужно вставлять заполнитель между удвоенными буквами, как это делает Плейфер, потому что две половины пары считываются из разных квадратов — так что пара вроде LL или EE шифруется без проблем. Эти изменения делают его немного более утомительным вручную, но заметно более стойким к атакам, сохраняя при этом ту же легко представимую идею сетки.
Однако по современным меркам четырёхквадратный шифр всё же остаётся классическим шифром и ненадёжен против компьютера. Как и все диграммные шифры замены, он сохраняет частоту пар букв, поэтому при достаточном объёме текста он поддаётся анализу частот диграмм и атакам по известному открытому тексту. Сегодня его ценность образовательная — это изящный шаг вперёд от Плейфера, который делает выгоду от большего объёма ключевого материала осязаемой. Для защиты настоящей информации всегда используйте современный, проверенный сообществом алгоритм, такой как AES, а четырёхквадратный шифр оставьте для истории, головоломок и соревнований по захвату флага.
Часто задаваемые вопросы
Что такое четырёхквадратный шифр?
Как работает четырёхквадратный шифр?
Почему четырёхквадратный шифр использует два ключевых слова?
Можете показать разбор примера четырёхквадратного шифра?
Как расшифровать четырёхквадратный шифр?
Чем четырёхквадратный шифр отличается от шифра Плейфера?
В чём разница между объединёнными I/J и вариантом без Q?
Может ли четырёхквадратный шифр выдавать удвоенные буквы?
Что происходит с пробелами, цифрами и знаками препинания?
Обязательно ли использовать ключевое слово в обоих квадратах?
Насколько надёжен четырёхквадратный шифр?
Загружается ли мой текст на сервер?
Похожие инструменты
Продолжайте работу с этими удобными инструментами