Jednoduchá monoalfabetická šifra

Stránka ve výstavbě

Na této stránce se právě pracuje. Prosím needitujte tuto stránku, dokud na ní zůstává tato šablona. Předejdete tak editačnímu konfliktu. Jestliže uběhla od poslední editace doba alespoň dvou dnů, neváhejte tuto šablonu odstranit.

Jednoduchá monoalfabetická šifra, někdy též známá pod názvem obecná monoalfabetická šifra, přeházená abeceda či jednoduchá substituční šifra je příkladem substitučních šifer, která slouží především pro generalizaci a demonstraci silných a slabých stránek monoalfabetických substitučních šifer. Ostatní příklady monoalfabetických substitučních šifer jsou v zásadě speciálními typy jednoduché monoalfabetické šifry (například Caesarova šifra).

Základní princip Jednoduché monoalfabetické šifry spočívá v přiřazení každému znaku abecedy jiný znak ve stejné abecedě. Počet různých klíču, které mohou být použity se rovná počtu způsobů, kterými je možné seřadit použitou abecedu. V případě anglické abecedy s 26 znaky jde o 26!=403291461126605635584000000 různých kombinací. Tento počet činí jednoduchou monoalfabetickou šifru velmi odolnou proti útokům hrubou silou.

Varianty jednoduché monoalfabetické šifry

Jednoduchá monoalfabetická šifra může být upravena do takové podoby, kdy jednotlivé znaky (případně skupiny znaků, slova a podobně) jsou nahrazeny zcela jinými symboly či obrázky. Je možné také použít znaky zcela jiné abecedy a pokud v takové abecedě je více znaků, je možné přebytečné náhodně rozesýt do textu jako takzvané klamače (symboly navíc, které nijak nesouvisejí s otevřeným textem a nenesou žádný význam).

Dešifrování jednoduché monoalfabetické šifry

Dešifrování jednoduché monoalfabetické šifry probíhá za použití symetrického klíče. Obě strany tedy mají stejný klíč, liší se však postup šifrování a dešifrování. Při šifrování se převádí znak z abecedy otevřeného textu do abecedy šifry, při dešifrování naopak (z abecedy šifry do abecedy otevřeného textu).

Nevýhody

Základní nevýhodou je délka klíče, která odpovídá počtu znaků v abecedě. Problém spočívá předevśím v lidském faktoru, kdy klíč můze být tězko zapamatovatelný. Při zaznamenání hesla vznikají další problémy, například vznik kopie, odcizení, ztráta... Ve snaze těmto problémům předejít vznikly různé systémy pro generování klíče. Jednou z běžných metod bylo využití dohodnutého slova, sousloví či věty, ze které se odstraní všechny duplicitní znaky a zbylé znaky abecedy, které se ve větě nevyskytovaly, se doplní na konec v abecedním pořadí. Tato metoda je také známá jako šifrování za využití klíčového slova.

Další nevýhodou je, že různé klíče mohou některá slova zašifrovat stejně. Hrozí pak odhadnutí zpravy i při uhodnutí zlomku klíče.
Vícenásobné šifrování za pomoci aplikování dvou jednoduchých monoalfabetických šifer za sebou nemá žádný význam. Pokud se například v prvním šifrování zašifruje a → b a v druhém b → c, je výsledná šifra totožná jako kdyby se rovnou šifrovalo a → c. Tato vlastnost bývá označována jako tranzitivita postupné substituce.

Kryptoanalýza jednoduché monoalfabetické šifry

Největší slabinou jednoduché monoalfabetické šifry je využití metody Frekvenční analýzy pro její rozluštění. I když se znak ve zprávě nahradí za jiný, jeho frekvence zůstane stejná. V případě jednoduché monoalfabetické šifry nemusí mít frekvenční analýza zaměřená pouze na jednotlivé znaky vždy jednoznačné výsledky. Pro zvýšení úspěsnosti se doporučuje frekvenční analýzu aplikovat na bigramy či trigramy.

Odkazy

Související články

Asymetrická_kryptografie
Caesarova šifra
Historický vývoj kryptografie v období světových válek
Informační bezpečnost - její klíčové aspekty, hrozby a minimalizace rizika
Moderní použití kryptologie
Symetrická_kryptografie
Šifrování s veřejným klíčem (metoda RSA)
Šifry
Základní pojmy v kryptologii
Základní rozdělení kryptologie

Klíčová slova

Kryptografie, Šifra, Šifrování, Šifrovací klíč, Klasické šifry