Zamenjalna šifra
Nadomestna šifra je oblika kriptografije.
Pri substitucijski šifri se uporablja pravilo, ki spreminja vsako črko sporočila posebej. Pravilo pravi, da je treba vsako črko zamenjati (ali "nadomestiti") z drugo črko iz abecede.
V tej tabeli je na primer podano pravilo za substitucijsko šifro:
S tem pravilom se stavek "Jack in Jill sta šla v hrib" spremeni v "Etar tzn Evmm gkzc dw cuk uvmm". Cezarjeva šifra je primer substitucijske šifre.
Nadomestne šifre niso dovolj varne za uporabo za pomembna sporočila. Substitucijske šifre je mogoče razbiti z idejo, ki se imenuje frekvenčna analiza. Nekatere črke so v angleških stavkih pogostejše od drugih: E je najpogostejša, nato T, nato A in tako naprej. Sporočilo, ki je bilo spremenjeno s substitucijsko šifro, bo imelo različne pogoste črke, vendar to daje namig o pravilu. Najpogostejše črke v spremenjenem sporočilu bodo verjetno najpogostejše črke v angleščini. Razbijanje kriptogramov (sporočila, skrita s substitucijsko šifro) je pogosta uganka, ki jo pogosto najdemo v časopisih.
Primer
Predpostavimo, da je spremenjeno sporočilo:
LIVITCSWPIYVEWHEVSRIQMXLEYVEOIEWHRXEXIPFEMVEWHKVSTYLXZIXLIKIIXPIJVSZEYPERRGERIM WQLMGLMXQERIWGPSRIHMXQEREKIETXMJTPRGEVEKEITREWHEXXLEXXMZITWAWSQWXSWEXTVEPMRXRSJ GSTVRIEYVIEXCVMUIMWERGMIWXMJMGCSMWXSJOMIQXLIVIQIVIXQSVSTWHKPEGARCSXRWIEVSWIIBXV IZMXFSJXLIKEGAEWHEPSWYSWIWIEVXLISXLIVXLIRGEPIRQIVIIBGIIHMWYPFLEVHEWHYPSRRFQMXLE PPXLIECCIEVEWGISJKTVWMRLIHYSPHXLIQIMYLXSJXLIMWRIGXQEROIVFVIZEVAEKPIEWHXEAMWYEPP XLMWYRMWXSGSWRMHIVEXMSWMGSTPHLEVHPFKPEZINTCMXIVJSVLMRSCMWMSWVIRCIGXMWYMXXLIYSPH KTYV tem primeru so velike črke uporabljene za neznane črke, male črke pa za črke, ki jih poznamo ali jih lahko uganemo.
Če preštejemo črke, ugotovimo, da je najpogostejša črka I, za katero ugibamo, da je e. Tudi X je precej pogosta in XLI se pojavlja večkrat; ugibamo, da je to najpogostejša skupina treh črk v angleščini.
E je druga najpogostejša črka. Za črki e in t smo že uganili, zato ugibamo, da je E črka a. Zdaj imamo:
heVeTCSWPeYVaWHaVSReQMthaYVaOeaWHRtatePFaMVaWHKVSTYhtZetheKeetPeJVSZaYPaRRGaReM WQhMGhMtQaReWGPSReHMtQaRaKeaTtMJTPRGaVaKaeTRaWHatthattMZeTWAWSQWtSWatTVaPMRtRSJ GSTVReaYVeatCVMUeMWaRGMeWtMJMGCSMWtSJOMeQtheVeQeVetQSVSTWHKPaGARCStRWeaVSWeeBtV eZMtFSJtheKaGAaWHaPSWYSWeWeaVtheStheVtheRGaPeRQeVeeBGeeHMWYPFhaVHaWHYPSRRFQMtha PPtheaCCeaVaWGeSJKTVWMRheHYSPHtheQeMYhtSJtheMWReGtQaROeVFVeZaVAaKPeaWHtaAMWYaPP thMWYRMWtSGSWRMHeVatMSWMGSTPHhaVHPFKPaZeNTCMteVJSVhMRSCMWMSWVeRCeGtMWYMttheYSPH KTYZdaj lahko ugibamo še nekaj drugih stvari: heVe je lahko tukaj, Rtate je lahko država, atthattMZe pa je lahko atthattime. Če te domneve dopolnimo, dobimo:
tukajTCSWPeYraWHarSseQithaYraOeaWHstatePFairaWHKrSTYhtmetheKeetPeJrSmaYPassGasei WQhiGhitQaseWGPSseHitQasaKeaTtiJTPsGaraKaeTsaWHatthattimeTWAWSQWtSWatTraPistsSJ GSTrseaYreatCriUeiWasGieWtiJiGCSiWtSJOieQthereQeretQSrSTWHKPaGAsCStsWearSWeeBtr emitFSJtheKaGAaWHaPSWYSWeWeWeartheStherthesGaPesQereeBGeeHiWYPFharHaWHYPSssFQitha PPtheaCCearaWGeSJKTrWisheHYSPHtheQeiYhtSJtheiWseGtQasOerFremarAaKPeaWHtaAiWYaPP thiWYsiWtSGSWsiHeratiSWiGSTPHharHPFKPameNTCiterJSrhisSCiWiSWresCeGtiWYittheYSPH KTYTako lahko ugibamo še več, kar vodi do novih ugibanj, dokler ne uganemo vsega:
nalegandruzagrobominstatističnimvzdušjeminpripeljaljebrezpogojnegapreprodaje iz steklene vitrine, v kateri je bila zaprta, bila je lepaskarabaeusinvtemčasuneznanihtonaravoslovcevinznanstvenihpogledovjebiloobsežnočrnihpogledovnearoneextr. emiti na hrbtu in vzdolž druge strani so bile luske izredno trde in bleščeče, s tem da je bil videz opeklin zelo debel, teža žuželke je bila zelo izjemna in ob upoštevanju vseh stvari bi težko obtožiliejupitra za njegovo mnenje glede zlate žuželke.Na tej točki lahko vstavljamo presledke in ločila:
Tu je na le grand vstal z grobim in veličastnim videzom in mi prinesel hrošča iz
steklene vitrine, v kateri je bil zaprt. Bil je čudovit scarabaeus, ki ga
naravoslovci takrat seveda niso poznali; z znanstvenega vidika je bil velika nagrada
. Ob enem koncu hrbta je
imel dve okrogli črni pegi,
ob drugem pa eno
dolgo. Luske so bile izredno trde in sijoče,
videti so bile kot brušeno zlato. Teža žuželke je bila zelo izjemna
in glede na vse to bi težko krivil Jupitra
za
njegovo mnenje o njej. (Zlati hrošč)
Če bi napačno ugibali, bi to na neki točki ugotovili in bi se lahko vrnili ter ugibali znova.
Vprašanja in odgovori
V: Kaj je nadomestna šifra?
O: Substitucijska šifra je vrsta kriptografije, pri kateri se uporablja pravilo za zamenjavo vsake črke sporočila z drugo črko iz abecede.
V: Kako deluje substitucijska šifra?
O: Pri substitucijski šifri se uporabi pravilo, ki vsako črko sporočila zamenja z drugo črko iz abecede, eno za drugo.
V: Kakšen je primer tabele, ki se uporablja pri substitucijski šifri?
O: Tabela v besedilu podaja pravilo za substitucijsko šifro, ki se lahko uporabi za zamenjavo vsake črke z drugo črko iz abecede.
V: Kaj je Cezarjeva šifra?
O: Cezarjeva šifra je primer substitucijske šifre.
V: Ali so nadomestne šifre dovolj varne za pomembna sporočila?
O: Ne, substitucijske šifre niso dovolj varne za uporabo za pomembna sporočila.
V: Kako je mogoče razbiti substitucijske šifre?
O: Nadomestne šifre je mogoče razbiti s frekvenčno analizo, ki išče pogoste črke v spremenjenem sporočilu, ki so verjetno najpogostejše črke v angleščini.
V: Katera je pogosta uganka, ki vključuje razbijanje šifrantov?
O: Razbijanje kriptogramov, ki so sporočila, skrita z nadomestno šifro, je pogosta uganka, ki jo pogosto najdemo v časopisih.
