Многоалфавитные системы. Системы одноразового использования. Слабая криптостойкость моноалфавитных подстановок преодолевается с применением подстановок многоалфавитных. Многоалфавитная подстановка определяется ключом 1, 2, содержащим не менее двух различных подстановок.
В начале рассмотрим многоалфавитные системы подстановок с нулевым начальным смещением. Пусть Ki 0i n независимые случайные переменные с одинаковым распределением вероятностей, принимающие значения на множестве Zm PклK0, K1, Kn-1k0, k1, kn-11mn Система одноразового использования преобразует исходный текст XX0, x1, xn-1 в шифрованный текст YY0, y1, yn-1 при помощи подстановки Цезаря YiCKixiKiXi mod m i0 n-1 1 Для такой системы подстановки используют также термин одноразовая лента и одноразовый блокнот.
Пространство ключей К системы одноразовой подстановки является вектором рангов K0, K1, Kn-1 и содержит mn точек. Рассмотрим небольшой пример шифрования с бесконечным ключом. В качестве ключа примем текст БЕСКОНЕЧНЫЙКЛЮЧ Зашифруем с его помощью текст ШИФРНЕРАСКРЫВАЕМ. Шифрование оформим в таблицу ШИФРУЕМЫЙТЕКСТ БЕСКОНЕЧНЫЙКЛЮЧ ЩРДЪАТТССЦЪЫДФЬП Исходный текст невозможно восстановить без ключа.
Наложение белого шума в виде бесконечного ключа на исходный текст меняет статистические характеристики языка источника. Системы одноразового использования теоретически не расшифруемытекста в алфавите, расширенном некоторыми дополнительными знаками, сначала, так как не содержат достаточной информации для восстановления текста. Почему же эти системы неприменимы для обеспечения секретности при обработке информации Ответ простой - они непрактичны, так как требуют независимого выбора значения ключа для каждой буквы исходного текста.
Хотя такое требование может быть и не слишком трудным при передаче по прямому кабелю Москва - Нью-Йорк, но для информационных оно непосильно, поскольку там придется шифровать многие миллионы знаков. Посмотрим, что получится, если ослабить требование шифровать каждую букву исходного текста отдельным значением ключа. 1.5.