2.10. Шифры перестановки

Широкое распространение на практике получили так называемые маршрутные перестановки, основанные на использовании некоторых геометрических фигур. Фрагмент открытого текста записывается в такую фигуру по некоторой траектории, а шифрованным текстом является последовательность, полученная при считывании текста по другой траектории.

Пример. Текст: «пример маршрутной перестановки». Для шифрования используем прямоугольную таблицу размером (табл.2.5). Считывание фразы выполним по столбцам, начиная с левого верхнего угла вниз по столбцу, и далее вверх по соседнему справа столбцу; затем вниз и т.д. В результате получаем фразу кодированного сообщения с трудом поддающуюся раскодированию без знания таблицы: «пноикйтр иупвоерм ешрнаерр маст».

Другой класс алгоритмов перестановок базируется на использовании различных решеток и таблиц. Примером такого алгоритма следует считать классический алгоритм перестановок Кардано. При этом используется решетка приведенная на рис.2.6. Кодирование выполняется путем 4-х кратного поворота системы и записи букв в свободные шифроклетки.

Блочной системой шифрования называют такую систему, в которой открытый текст сообщения перед кодированием разбивается на блоки равной длины и каждый блок символов (например, слово) зашифровывается отдельно.

Одним из методов, получившим широкое распространение в системах блочного кодирования информации, является метод сетей Фейстеля. Он основывается на использовании специального регистра сдвига с элементами межразрядной логики, показанными на рис.2.7.

При сдвиге информации слева направо в схеме выполняются следующие преобразования:

(2.92)

где - произвольная функция от двух аргументов: случайного ключа и значения предыдущего разряда регистра .

Достоинством преобразований данного вида является возможность обратного преобразования (2.92) даже в случае, если внутренняя функция не является обратимой. Действительно из базового равенства следует:

(2.93)

то есть выходные символы ячейки Фейстеля могут быть поданы на свои же входы, а на выходах считаны начально-исходные значения. Данный факт следует из рассуждений. Пусть на вход устройства поданы значения Тогда на выходе схемы получим:

(2.94)

Подавая на вход данного блока значения (2.94) получаем: