Saint-Cyr-linealen er en mekanisk enhed, der i kryptografi implementerer metoden til polyalfabetisk kryptering af bogstavelig tekst ved hjælp af nøgleordet .
Det er et langt stykke pap med bogstaverne i alfabetet trykt på . Denne rækkefølge af bogstaver kaldes "fast skala ". Nedenfor, under den faste skala, er der lavet udskæringer i linealen , hvorigennem "motoren" let bevæger sig - en smal stribe pap med det samme alfabet trykt på det, gentaget to gange.
Princippet om kryptering med denne lineal er meget simpelt og er baseret på udskiftning af bogstaver i alfabetet. Men i modsætning til Cæsar-chifferet , hvor det generelle skift af bogstaver, når du skriver, er det samme (f.eks. i stedet for A - B, i stedet for C - D, og så videre), implementerer Saint-Cyr-herskeren en substitutionsciffer med en variabelt skift, den såkaldte chiffer Blaise de Viginère [1] .
Essensen af princippet om kryptering ligger i det faktum, at mængden af skift for at erstatte bogstaver er variabel og bestemmes af et søgeord eller en sætning. I lang tid blev denne metode anset for at være usårlig over for gætte, og selv myndigheder inden for matematik anerkendte dens pålidelighed [2] .
Krypteringsalgoritmen er som følger. Strimlen (skyderen) flytter sig til den position, hvor bogstavet i nøglesloganet [3] er under bogstavet "A" på den faste skala. En simpel udskiftning af det første bogstav i klarteksten dannes (bogstaverne i motoren danner den nederste substitutions-erstatningsstreng). Når det andet bogstav i almindelig tekst er krypteret, står det andet bogstav i nøglesloganet, ved at flytte motoren, under bogstavet "A" på den faste skala osv. Sloganet gentages periodisk i henhold til de krypterede bogstaver i den almindelige tekst.
Antag, at du vil indkode teksten MORTALENEMY med nøgleordet POST . Vi skriver dette nøgleord gentagne gange, så det resulterende udtryk har samme længde som den krypterede tekst. Det bliver sådan her:
DØDEFIND
POSTPOSTPOS
På linealen vælger vi skyderens position, så begyndelsen af alfabetet falder sammen med bogstavet P og ser hvilket bogstav, der svarer til det første bogstav i den krypterede tekst M. Dette er bogstavet B. På samme måde svarer bogstavet C til til bogstavet O, R ændres til J og så videre. Som et resultat får vi det krypterede ord: BCJMPZWGTAQ .
I slutningen af det 19. århundrede var kryptografi lige begyndt at tilegne sig funktionerne i en eksakt videnskab , og ikke bare en kunst , som det var før, den begyndte at blive studeret på militærakademier. Her skal det franske militærakademis Saint-Cyrs rolle bemærkes , hvor deres eget militære feltchiffer på dette tidspunkt (1880) var blevet udviklet, kaldet Saint-Cyr-herskeren.
Denne institution for videregående uddannelse har produceret mange berømte personligheder - marskaler og militære ledere . Charles de Gaulle studerede selv kampsport her , og i nogen tid studerede Georges Charles Dantes , en kavalerivagt , hvis kugle i en duel endte den berømte digter Alexander Sergeevich Pushkins liv der .
Udviklingen af ideen om Saint-Cyr-linjen var det vilkårlige arrangement af bogstaverne i alfabetet på motoren. Det hemmelige (nøgle) arrangement af disse bogstaver øgede chifferens kryptografiske styrke betydeligt. Den største svaghed - en kort periodisk fortsættelse af slogan-nøglen - blev dog bevaret, hvilket forudbestemte kryptanalytikernes efterfølgende succeser . Som afslutning på den historiske episode med Saint-Cyr-herskeren kan det bemærkes, at det er den enkleste teknologiske implementering af Alberti -skiven . Implementeringen af Vigenère-chifferet på niveau med papstrimler er meget "billigere" end oprettelsen af originale enheder såsom Alberti - diskkoderen . Derfor er "linjen" blevet ret udbredt.
I Tyskland brugte man også Saint-Cyr linealen, men her blev den forbedret. Især fik den en rund form, der i det væsentlige gentog Alberti-skiven på et nyt teknologisk grundlag.
I anden halvdel af det 19. århundrede foreslog Frankrigs fremtidige premierminister , Leon Gambetta , helt at opgive brugen af krypteringsenheder og erstatte dem med simple algebraiske operationer . Bogstaverne i teksten og sloganet erstattes af tal (i overensstemmelse med deres rækkefølge i alfabetet) og lægges derefter sammen, hvilket genererer en krypteringstekst (tilføjelse udføres modulo svarende til alfabetets magt eller uden et modul, hvilket svækker chifferen). Til ære for Gambett kaldte de russiske revolutionære-People's Volunteers varianten af Vigenère-cifferet for tal Gambett-cifferet. Nu kaldes overlejring af en nøgle af en vis længde med XOR-operationen, som kaldes "gamma", gamma .