Szyfrowanie ADFGX

Szyfr ADFGvX

Prosty szyfr podstawieniowy używany przez wojska niemieckie w czasie pierwszej wojny światowej do komunikacji na polu bitwy. W rzeczywistości szyfr ten był rozwinięciem szyfru ADFGX. Jego działanie opiera się na zmodyfikowanej szachownicy Polibiusza oraz pojedynczej transpozycji. W wyniku zaszyfrowania tekstu jawnego otrzymujemy szyfrogram zawierający litery A, D, F, G, V oraz X. Zostały one wybrane w taki sposób, aby znacząco różniły się od siebie podczas nadawania ich za pomocą alfabetu Morse'a. Miało to na celu zmniejszenie ryzyka powstania błędów przy nadawaniu lub odbiorze wiadomości.

Został on wymyślony przez pułkownika Frtiza Nebela, i wprowadzony do użytku w marcu 1918 roku.

ADFGX

Załóżmy, że chcemy zaszyfrować wiadomość "Tajna wiadomosc" (oryginalna wersja szyfru umożliwiała szyfrowanie liter alfabetu angielskiego, przy czym nie rozróżniano liter I oraz J). Na początku wypełniamy szachownice Polibiusza o wymiarach 5x5 alfabetem o zmienionej kolejności liter (która jest znana tylko nadawcy i odbiorcy wiadomości).

Używając tej tabeli zamieniamy tekst jawny na odpowiadający mu szyfrogram:

		T  a  j  n  a  w  i  a  d  o  m  o  s  c
		AD AF GD FX AF XG GD AF DA DF XA DF FG GF

Następnie wybieramy tajne słowo, które będzie służyło do dalszego szyfrowania i wypisujemy pod nim, w wierszach, otrzymamy wcześniej szyfrogram. Należy pamiętać, aby w słowie tym nie powtarzały się litery (ewentualnie można powtarzające się litery pominąć).

				H A S L O
				A D A F G
				D F X A F
				X G G D A
				F D A D F
				X A D F F
				G G F G X

Ostatnie dwie litery zostały dodane, aby we wszystkich wersach występowała taka sama liczba liter. GX to "X" po zaszyfrowaniu pokazaną wcześniej szachownicą Polibiusza. Litera X na końcu naszej wiadomości z pewnością nie zmienia jej znaczenia.

W następnym kroku przestawiamy kolumny wraz z literami występującymi nad nimi w taki sposób, aby te ostatnie zostały ułożone alfabetycznie:

				A H L O S
				D A F G A
				F D A F X
				G X D A G
				D F D F A
				A X F F D
				G G G X F

Czytając wierszami otrzymujemy szyfrogram: DAFGA FDAFX GXDAG DFDFA AXFFD GGGXF. Litery szyfrogramu zostały podzielone na 5-znakowe grupy dla łatwiejszego czytania. Nie należy dzielić ich ze względu na liczbę liter w wierszu, gdyż to może ułatwić złamanie szyfru.

ADFGVX

W czerwcu 1918 roku została dodana litera V, co umożliwiało szyfrowanie 36 znaków - całego alfabetu (I oraz J były oddzielnymi literami) i cyfr od 0 do 9.

Kryptoanaliza

ADFGVX został złamany przez francuskiego porucznika Georges Painvina. Na początku Painvin zdołał jedynie ustalić, że szyfrowanie opiera się na szachownicy Polibiusza, a do szyfrowania używane są klucze dzienne. Okazało się, że niektóre z wiadomości nadawanych tego samego dnia miała identyczne początki. Jednocześnie wyodrębnił litery służące do szyfrowania (ADFGVX), a następnie sprawdził jak często występują poszczególne pary liter. Najczęstszą występującą kombinacją było DG - wywnioskował stąd, że jest to litera e, która w języku niemieckim występuje najczęściej. Na podstawie dalszej analizy statystycznej udało mu się zrekonstruować całą tablicę. Dzięki temu był w stanie łamać klucze dzienne niemieckich szyfrantów.

Od 1 czerwca przechwytywane szyfrogramy zawierały dodatkową literę - V. Oznaczało to, że Niemcy zmienili szyfr - była to nowa wersja, ADFGVX. Ponownie, wykorzystując analizę statystyczną, Painvin odtworzył szachownicę służącą do szyfrowania.

źródło: http://pl.wikipedia.org/wiki/ADFGVX