Шифруйте та дешифруйте повідомлення двома класичними шифрами підстановки. Застосуйте частотний аналіз для їх зламу — побачте, чому прості підстановочні шифри вразливі до статистичних атак.
Шифр Цезаря зсуває кожну літеру на фіксовану кількість; шифр Віженера використовує ключове слово для різного зсуву кожної літери. Частотний аналіз виявляє ключ порівнянням розподілів літер зі статистикою мови.
Введіть повідомлення, оберіть ключ і спостерігайте шифротекст. Гістограма частот показує розподіл літер. Панель атаки перебирає всі ключі (Цезар) або використовує індекс збігів (Віженер).
Шифр Віженера вважався нерозгадним 300 років, поки Чарльз Беббідж та Фрідріх Касіскі незалежно не відкрили статистичні атаки у 1860-х роках.
Цей інструмент шифрує та розшифровує текст двома класичними підстановочними шифрами. Шифр Цезаря зсуває кожну літеру на фіксовану величину, тож літера на позиції c стає (c + зсув) mod 26. Шифр Віженера розширює цю ідею повторюваним ключовим словом, тож кожна літера зсувається на різну величину, яка циклічно береться з ключа. Живі гістограми частоти літер і індекс збігів наочно показують, чому ці шифри лишають статистичні сліди й можуть бути зламані.
Застосовується модульна арифметика зсуву над 26-літерним алфавітом. Цезар використовує один зсув; Віженер повторює ключове слово (кожна літера ключа A–Z відповідає зсуву 0–25). Дві стовпчасті діаграми порівнюють частоти літер на вході й виході зі стандартним англійським розподілом, а індекс збігів (IC) вимірює, наскільки «рівними» стали частоти шифротексту.
Оберіть Цезаря або Віженера кнопками режиму. Для Цезаря пересувайте повзунок Зсув (0–25); для Віженера введіть ключове слово (до 20 літер) у поле Ключ. Введіть або вставте повідомлення у поле вводу — шифротекст оновлюється миттєво. Кнопка Зашифрувати ⇄ Розшифрувати обертає операцію, а стат-плашки показують кількість символів, літери та IC.
Шифр Віженера довго називали «le chiffre indéchiffrable» (нерозгадний шифр) і вважали невразливим, доки Фрідріх Касіскі не опублікував загальний метод у 1863 році, спираючись на ранішу працю Чарльза Беббіджа. Їхні атаки спершу відновлюють довжину ключа, а потім розкладають його на окремі шифри Цезаря.
Шифр Цезаря використовує єдиний фіксований зсув для всього повідомлення, тож існує лише 25 корисних ключів. Шифр Віженера використовує повторюване ключове слово, де кожна літера дає власний зсув, тож одна й та сама літера відкритого тексту може перетворюватися на кілька різних літер шифротексту. Це робить Віженера поліалфавітним шифром, який приховує частоти літер значно краще, ніж однабетковий Цезар.
Кожна літера перетворюється на число 0–25 (A=0, Z=25). Для Цезаря результат — це (c + зсув) mod 26. Для Віженера зсув береться з наступної літери ключа, циклічно проходячи ключове слово. Розшифрування натомість віднімає зсув, що симуляція робить додаванням (26 − зсув) mod 26. Не-літерні символи, як-от пробіли та розділові знаки, лишаються без змін.
Гістограми показують, як часто з'являється кожна літера, накладено на типовий англійський розподіл (E, T, A та O трапляються найчастіше). Шифр Цезаря зберігає ту саму форму, але зсуває її вбік, тоді як Віженер її згладжує. Індекс збігів (IC) вимірює цю рівність: звичайна англійська має значення близько 0.067, тоді як випадковий або сильний поліалфавітний текст наближається до 0.038.
Для Цезаря достатньо перебрати всі 25 зсувів і обрати той, чиї частоти збігаються з англійськими; бічний зсув гістограми вказує на ключ. Для Віженера зловмисники спершу оцінюють довжину ключового слова (методами на кшталт аналізу Касіскі або IC), потім розбивають текст на стовпці, кожен з яких утворює шифр Цезаря, і розв'язують їх частотним аналізом.
Ні. Обидва є навчальними класичними шифрами й не дають реального захисту від комп'ютера. Шифр Цезаря можна зламати вручну за лічені секунди, а Віженер швидко піддається, щойно стає відомою довжина ключа. Сучасне шифрування використовує алгоритми на кшталт AES і RSA, які стійкі до статистичних атак, що долають прості підстановочні шифри.