T

Text Machine

Мощные текстовые инструменты прямо в браузере

Шифр Плейфера

Шифруйте и расшифровывайте шифр Плейфера с ключевым словом на ваш выбор. Переключайтесь между вариантом I/J и вариантом без Q, следите за процессом по интерактивному ключевому квадрату 5×5 и копируйте, скачивайте или делитесь результатом. Всё работает прямо в вашем браузере.

Ключевое слово

I и J занимают одну ячейку, поэтому квадрат вмещает 25 букв. Любая J в вашем тексте трактуется как I. Это самая распространённая договорённость.

Открытый текст
Шифртекст

Введите текст выше, чтобы увидеть здесь результат.

Ключевой квадрат (5×5)

Сначала сетку заполняет ключевое слово, в выделенных ячейках, затем её достраивает остальная часть алфавита. Каждая биграмма шифруется поиском двух её букв на этом квадрате.

A
B
C
D
E
F
G
H
I/J
K
L
M
N
O
P
Q
R
S
T
U
V
W
X
Y
Z

Как пользоваться Шифр Плейфера

  1. 1

    Выберите шифрование или дешифрование

    Выберите «Зашифровать», чтобы превратить открытый текст в шифртекст Плейфера, или «Расшифровать», чтобы вернуть шифртекст в подготовленный открытый текст с тем же ключевым словом.

  2. 2

    Выберите вариант квадрата

    Выберите распространённый вариант I/J, в котором I и J занимают одну ячейку, или вариант без Q, в котором Q опускается. Короткая подсказка объясняет, как каждый из них строит квадрат из 25 букв.

  3. 3

    Введите ключевое слово

    Введите ключевое слово, например MONARCHY. Его различные буквы сначала заполняют ключевой квадрат 5×5, и выделенные ячейки ниже мгновенно обновляются, показывая вашу сетку.

  4. 4

    Введите или вставьте текст

    Введите своё сообщение, и шифр срабатывает по мере набора. Буквы разбиваются на пары и шифруются, двойные пары разделяются заполнителем, а пробелы, цифры и знаки препинания удаляются.

  5. 5

    Скопируйте, скачайте или поделитесь

    Скопируйте результат, скачайте его в виде текстового файла или поделитесь ссылкой, которая снова откроет инструмент с вашим точным ключевым словом, текстом и настройками, готовыми к работе.

Как устроен шифр Плейфера

Что такое шифр Плейфера?

Шифр Плейфера — это ручной симметричный метод шифрования и первый в истории шифр, который шифрует пары букв, а не отдельные буквы. Работая с биграммами, двухбуквенными блоками, а не с одной буквой за раз, он сглаживает частотный рисунок отдельных букв, на котором ломаются простые шифры замены, поэтому для своей эпохи шифр Плейфера был одновременно стойким и достаточно быстрым, чтобы пользоваться им вручную в полевых условиях.

Его изобрёл британский учёный Charles Wheatstone в 1854 году, но своё название он получил по имени его друга Lord Playfair, который продвигал его применение в британском правительстве и армии. Сегодня это классический учебный шифр и любимец головоломок, квестов и соревнований по захвату флага, потому что он достаточно богат, чтобы быть интересным, и в то же время достаточно прост, чтобы работать вручную.

Построение ключевого квадрата 5×5

Всё в шифре Плейфера вращается вокруг сетки 5×5 из 25 букв, построенной из секретного ключевого слова. Сначала вы вписываете в сетку различные буквы ключевого слова, пропуская повторы, а затем заполняете оставшиеся ячейки остальной частью алфавита по порядку. Поскольку 26 букв не помещаются в 25 ячеек, одна буква должна делить ячейку с другой или быть исключена: в самой распространённой договорённости I и J занимают одну ячейку, тогда как альтернативная договорённость просто опускает Q.

Ключевое слово перемешивает алфавит в порядок, который может воспроизвести только тот, у кого есть ключевое слово, и инструмент выше выделяет буквы ключевого слова, чтобы вы точно видели, как устроена ваша сетка. Например, с ключевым словом MONARCHY первая строка становится M O N A R, и алфавит затем продолжается с того места, где обрывается ключевое слово.

Три правила шифра Плейфера

Перед шифрованием сообщение разбивается на пары букв. Если пара оказалась бы двойной буквой, например LL в BALLOON, вставляется буква-заполнитель X, чтобы её разбить, а если в сообщении нечётное число букв, в конце добавляется заполнитель, чтобы каждая пара была полной. Пробелы, цифры и знаки препинания сначала удаляются, потому что на квадрате им негде разместиться.

Затем каждая пара шифруется по одному из трёх правил в зависимости от того, где находятся две её буквы. Если обе буквы стоят в одной строке, каждая заменяется буквой непосредственно справа от неё, с переносом к началу строки. Если обе стоят в одном столбце, каждая заменяется буквой непосредственно под ней, с переносом наверх. В противном случае две буквы образуют углы прямоугольника, и каждая заменяется буквой в своей собственной строке в столбце другой буквы.

Разбор примера шифра Плейфера

Возьмём ключевое слово PLAYFAIR EXAMPLE и сообщение HIDE THE GOLD IN THE TREE STUMP. Ключевой квадрат становится P L A Y F в первой строке, затем I R E X M, B C D G H, K N O Q S и T U V W Z. Сообщение разбивается на пары HI DE TH EG OL DI NT HE TR EX ES TU MP, где была вставлена X, чтобы разбить двойную E в TREE.

Первая пара HI образует прямоугольник, поэтому H становится B, а I становится M, давая BM. Проходя так каждую пару, получаем шифртекст BM OD ZB XD NA BE KU DM UI XM MO UV IF. Расшифровка его с тем же ключевым словом обращает каждое правило и возвращает HIDETHEGOLDINTHETREXESTUMP — подготовленное сообщение с его вставленной X, всё ещё на месте.

Расшифровка шифра Плейфера

Расшифровка использует тот же самый ключевой квадрат и просто прогоняет правила в обратную сторону. Для двух букв в одной строке вы двигаетесь влево, а не вправо, а для одного столбца — вверх, а не вниз; правило прямоугольника — само себе зеркальное отражение, поэтому оно не меняется. Выберите «Расшифровать» выше, введите ключевое слово, которым шифровали, и вставьте шифртекст, чтобы восстановить сообщение.

Одну особенность стоит помнить: поскольку буквы складываются вместе, двойные пары разбиваются, а нечётные сообщения дополняются, расшифрованный текст — это подготовленное сообщение, а не точный оригинал. Иногда вы увидите случайную X или Z между повторяющимися буквами или в самом конце, а J, слитая в I, так и остаётся I. Читатели убирают их на глаз, что для шифра Плейфера нормально и не является недостатком инструмента.

Краткая история шифра Плейфера

Charles Wheatstone впервые описал шифр в 1854 году, а Lord Playfair продемонстрировал его высокопоставленным лицам, включая Prince Albert и будущего премьер-министра Lord Palmerston. Британское военное министерство поначалу сочло его слишком сложным, но его настоящая сила была в том, что он не требовал ни таблиц, ни приспособлений, только заученного наизусть ключевого слова, что делало его идеальным для офицеров в поле.

Он по-настоящему служил десятилетиями. Британские войска применяли его во Второй англо-бурской войне и в Первой мировой войне, и он всё ещё использовался для трафика низкой секретности во Второй мировой войне, в том числе австралийскими береговыми наблюдателями на Тихом океане. Его ценность была тактической: сообщению нужно было оставаться секретным лишь те часы или дни, в течение которых несомая им информация ещё имела значение.

Насколько надёжен шифр Плейфера?

По современным меркам шифр Плейфера не надёжен, но он гораздо крепче простого шифра замены. Поскольку он шифрует 600 возможных биграмм, а не 26 букв, простой подсчёт частот отдельных букв ничего не выдаёт, и атакующему приходится вместо этого анализировать частоты пар букв. Имея несколько сотен символов шифртекста, известные приёмы вроде частотного анализа биграмм и восхождения к вершине с имитацией отжига могут восстановить ключ.

Это делает шифр Плейфера замечательным учебным и развлекательным шифром: достаточно стойким, чтобы показать, почему шифрование на основе пар было настоящим шагом вперёд, и в то же время достаточно слабым, чтобы взломать его как головоломку. При любой реальной необходимости защитить информацию вам следует вместо него использовать современный, прошедший экспертную проверку алгоритм, такой как AES.

Часто задаваемые вопросы

Что такое шифр Плейфера?
Шифр Плейфера — это ручной метод шифрования, который шифрует пары букв с помощью ключевого квадрата 5×5, построенного из ключевого слова. Это был первый шифр, который шифровал буквы по две сразу, а не по одной, что скрывает частотный рисунок отдельных букв, ломающий более простые шифры. Изобретённый Charles Wheatstone в 1854 году, он назван по имени Lord Playfair, который его продвигал.
Как работает шифр Плейфера?
Вы строите сетку 5×5 из ключевого слова, затем разбиваете своё сообщение на пары букв. Каждая пара шифруется по тому, где её буквы находятся на сетке: одна строка означает сдвиг вправо, один столбец означает сдвиг вниз, а иначе пара образует прямоугольник, и вы меняете буквы на те, что в тех же строках, но в противоположных столбцах. Расшифровка использует ту же сетку с обращёнными направлениями.
Что такое ключевой квадрат 5×5?
Ключевой квадрат — это сетка из 25 букв, которая управляет всем шифром. Сначала вы вписываете в неё различные буквы ключевого слова, затем заполняете остальное оставшимся алфавитом по порядку. Поскольку 26 букв не помещаются в 25 ячеек, I и J делят одну ячейку в обычной договорённости, либо Q опускается в альтернативной. Квадрат под инструментом обновляется в реальном времени и выделяет буквы вашего ключевого слова.
Каковы три правила шифра Плейфера?
Для каждой пары букв: если они в одной строке, замените каждую буквой справа от неё, с переносом. Если они в одном столбце, замените каждую буквой под ней, с переносом. Если ни то, ни другое, они образуют прямоугольник, и каждая буква заменяется той, что в её собственной строке в столбце другой буквы. Расшифровка вместо этого движется влево и вверх, а правило прямоугольника остаётся прежним.
Почему шифр Плейфера вставляет X или Z между буквами?
Пару из одинаковых букв нельзя зашифровать, поэтому вставляется заполнитель, чтобы её разбить, вот почему слово вроде BALLOON получает X между двумя своими L. Заполнитель обычно X, но когда буква рядом с ним уже X, инструмент использует вместо неё Z, чтобы вставленная буква всегда отличалась. Одиночная последняя буква дополняется так же, чтобы каждая пара была полной.
В чём разница между вариантом I/J и вариантом без Q?
Оба втискивают алфавит из 26 букв в 25 ячеек, просто по-разному. В варианте I/J буквы I и J занимают одну ячейку, поэтому любая J в вашем тексте шифруется как I. В варианте без Q буква Q вовсе исключается из квадрата, поэтому любая Q в вашем тексте пропускается. Договорённость I/J самая распространённая, но обе встречаются в учебниках и головоломках, поэтому инструмент поддерживает каждую.
Можете показать разбор примера шифра Плейфера?
С ключевым словом PLAYFAIR EXAMPLE сообщение HIDE THE GOLD IN THE TREE STUMP становится парами HI DE TH EG OL DI NT HE TR EX ES TU MP и шифруется в BM OD ZB XD NA BE KU DM UI XM MO UV IF. Была вставлена X, чтобы разделить двойную E в TREE. Расшифровка шифртекста с тем же ключевым словом возвращает подготовленное сообщение HIDETHEGOLDINTHETREXESTUMP.
Как расшифровать шифр Плейфера?
Используйте то же ключевое слово и ключевой квадрат, которыми зашифровали сообщение, затем прогоните правила в обратном порядке. Пары в одной строке движутся влево, пары в одном столбце — вверх, а правило прямоугольника не меняется. Выберите «Расшифровать» выше, введите ключевое слово и вставьте шифртекст. Результат — это подготовленное сообщение, поэтому вы можете увидеть буквы-заполнители, которые исходный читатель просто проигнорировал бы.
Кто изобрёл шифр Плейфера?
Его изобрёл Charles Wheatstone, британский учёный, известный также работами по телеграфу, в 1854 году. Он назван по имени его друга Lyon Playfair, первого барона Playfair, который отстаивал его перед британским правительством и армией. Шифр по-настоящему применялся во Второй англо-бурской войне и Первой мировой войне, а для сообщений низкой секретности — вплоть до Второй мировой войны.
Как взломать или вскрыть шифр Плейфера?
Частотный анализ отдельных букв не работает, потому что шифр Плейфера шифрует пары, поэтому атакующие изучают вместо этого частоты биграмм. Имея несколько сотен символов шифртекста, методы вроде частотного анализа биграмм и автоматизированного восхождения к вершине с имитацией отжига могут восстановить ключевое слово. Короткое сообщение с малым числом повторов взломать гораздо труднее, и это отчасти то, почему шифр Плейфера был полезен в поле.
Сохраняет ли шифр Плейфера пробелы, цифры и знаки препинания?
Нет. Шифр Плейфера работает только с буквами алфавита, потому что на квадрате 5×5 нет места ни для чего другого. Перед шифрованием инструмент удаляет пробелы, цифры и знаки препинания и переводит всё в верхний регистр. Вот почему расшифрованный текст Плейфера возвращается как сплошная вереница букв, а не как аккуратные слова и предложения.
Загружается ли мой текст на сервер?
Нет. Всё шифрование и дешифрование происходит полностью в вашем браузере, поэтому ваш текст и ключевое слово никогда не загружаются, не записываются в журналы и не сохраняются. Даже ссылка для обмена хранит ваш текст и ключевое слово в части URL после знака решётки, которую браузеры никогда не отправляют на сервер, поэтому он остаётся конфиденциальным, пока вы сами не решите им поделиться.

Похожие инструменты

Продолжайте работу с этими удобными инструментами

Четырёхквадратный шифр

Двухквадратный шифр

Шифр Цезаря

Шифр Виженера

Шифр Атбаш

Шифр Рейл-Фенс