Rigla Saint-Cyr este un dispozitiv mecanic care implementează în criptografie metoda de criptare polialfabetică a textului literal folosind cuvântul cheie .
Este o bucată lungă de carton cu literele alfabetului imprimate pe ea . Această secvență de litere se numește „ scara fixă ”. Mai jos, sub scara fixă, se fac decupaje în riglă , prin care „motorul” se mișcă cu ușurință - o bandă îngustă de carton cu același alfabet imprimat pe ea, repetată de două ori.
Principiul criptării cu această riglă este foarte simplu și se bazează pe înlocuirea literelor alfabetului. Dar, spre deosebire de cifrul Caesar , unde schimbarea generală a literelor la scriere este aceeași (de exemplu, în loc de A - B, în loc de C - D și așa mai departe), conducătorul Saint-Cyr implementează un cifr de substituție cu un schimbare variabilă, așa-numitul cifr Blaise de Viginère [1] .
Esența principiului criptării constă în faptul că cantitatea de schimbare pentru înlocuirea literelor este variabilă și este determinată de un cuvânt cheie sau de o expresie. Multă vreme, această metodă a fost considerată invulnerabilă la ghicire, iar chiar autoritățile din domeniul matematicii i-au recunoscut fiabilitatea [2] .
Algoritmul de criptare este următorul. Banda (glisorul) se deplasează în poziția când litera tastei -slogan [3] se află sub litera „A” a scării fixe. Se formează o înlocuire simplă a primei litere a textului simplu (literele motorului formează șirul de înlocuire-înlocuire de jos). Când a doua literă a textului simplu este criptată, a doua literă a cheii-slogan, prin deplasarea motorului, se află sub litera „A” a scalei fixe etc. Sloganul se repetă periodic conform literelor criptate ale textul simplu.
Să presupunem că doriți să codificați textul MORTALENEMY cu cuvântul cheie POST . Scriem acest cuvânt cheie în mod repetat, astfel încât expresia rezultată să aibă aceeași lungime ca și textul criptat. Se dovedește așa:
MORTALENEMIE
POSTPOSTPOS
Pe riglă, selectăm poziția glisorului astfel încât începutul alfabetului să coincidă cu litera P și să vedem ce literă corespunde primei litere a textului criptat M. Aceasta este litera B. În mod similar, litera C corespunde la litera O, R se schimbă în J și așa mai departe. Ca rezultat, obținem cuvântul criptat: BCJMPZWGTAQ .
La sfârșitul secolului al XIX-lea, criptografia abia începea să dobândească trăsăturile unei științe exacte , și nu doar o artă , așa cum era înainte, a început să fie studiată în academiile militare. Aici trebuie remarcat rolul academiei militare franceze Saint-Cyr , în care până în acel moment (1880) fusese dezvoltat propriul cifru militar de câmp, numit Saint-Cyr Ruler.
Această instituție de învățământ superior a produs multe personalități celebre - mareșali și lideri militari . Însuși Charles de Gaulle a studiat artele marțiale aici și, de ceva timp, acolo a studiat și Georges Charles Dantes , un gardian de cavalerie , al cărui glonț a pus capăt vieții celebrului poet Alexander Sergeevich Pușkin .
Dezvoltarea ideii liniei Saint-Cyr a fost aranjarea arbitrară a literelor alfabetului pe motor. Aranjamentul secret (cheie) a acestor litere a crescut semnificativ puterea criptografică a cifrului. Cu toate acestea, principala slăbiciune - o scurtă continuare periodică a cheii sloganului - a fost păstrată, ceea ce a predeterminat succesele ulterioare ale criptoanalistilor . În încheierea episodului istoric cu domnitorul Saint-Cyr, se poate observa că este cea mai simplă implementare tehnologică a discului Alberti . Implementarea cifrului Vigenère la nivelul benzilor de carton este mult mai „ieftină” decât crearea de dispozitive originale, cum ar fi codificatorul de disc Alberti . Prin urmare, „linia” a devenit destul de răspândită.
În Germania a fost folosit și domnitorul Saint-Cyr, dar aici a fost îmbunătățit. În special, i s-a dat o formă rotundă, repetând în esență discul Alberti pe o nouă bază tehnologică.
În a doua jumătate a secolului al XIX-lea, viitorul prim-ministru al Franței, Leon Gambetta , a propus să renunțe cu totul la utilizarea dispozitivelor de criptare și să le înlocuiască cu operații algebrice simple . Literele textului și sloganul sunt înlocuite cu numere (în conformitate cu ordinea lor în alfabet) și apoi adăugate împreună, generând un text cifrat (adăugarea se realizează modulo egală cu puterea alfabetului sau fără modul, care slăbeşte cifrul). În onoarea lui Gambett , revoluționarii ruși – Voluntarii Poporului au numit varianta cifrului Vigenère pentru numere cifrul Gambett. Acum, suprapunerea unei chei de o anumită lungime prin operația XOR, care se numește „gamma”, se numește gamma .