Sistema de cifrado y descifrado por sustitución polialfabética
El disco de cifrado Alberti.
La cifra Alberti , creada en 1467 por el arquitecto italiano Leon Battista Alberti , fue una de las primeras cifras polialfabéticas . [1] En las primeras páginas de su tratado De componendis cifris [it] explicó cómo su conversación con el secretario papal Leonardo Dati sobre una imprenta de tipos móviles recientemente desarrollada condujo al desarrollo de su rueda de cifras. [2]
Disco cifrado
El disco de cifrado de Alberti encarna el primer ejemplo de sustitución polialfabética con alfabetos mixtos y periodos variables Este dispositivo, llamado Formula , estaba formado por dos discos concéntricos, unidos por un pasador común, que podían girar uno respecto del otro. [3] El más grande se llama Stabilis [estacionario o fijo], y el más pequeño se llama Mobilis [móvil]. La circunferencia de cada disco está dividida en 24 celdas iguales. El anillo exterior contiene un alfabeto en mayúsculas para el texto plano y el anillo interior tiene un alfabeto mixto en minúsculas para el texto cifrado . El anillo exterior también incluye los números del 1 al 4 para el supercifrado de un libro de códigos que contiene 336 frases con valores numéricos asignados.
Este es un método muy eficaz para ocultar los números del código, ya que sus equivalentes no se pueden distinguir de las demás letras ilegibles. El deslizamiento del alfabeto está controlado por letras clave incluidas en el cuerpo del criptograma.
Para un estudio inequívoco de esta cifra, se reproducen a continuación dos capítulos de De Cifris en inglés.
Capítulo XIV. Describiré primero el índice móvil. Supongamos que acordamos utilizar la letra k como letra índice en el disco móvil. En el momento de escribir, colocaré los dos discos de la fórmula como desee, por ejemplo yuxtaponiendo la letra índice a la B mayúscula, y todas las demás letras minúsculas corresponderán a las letras mayúsculas que están encima de ellas. Al escribirte, escribiré primero una B mayúscula que corresponda al índice k en la fórmula. Esto significa que si quieres leer mi mensaje debes utilizar la fórmula idéntica que tienes contigo, girando el disco móvil hasta que la letra B corresponda al índice k. De este modo, todas las letras minúsculas del texto cifrado recibirán el significado y el sonido de las que están encima de ellas en el disco estacionario. Cuando haya escrito tres o cuatro palabras, cambiaré la posición del índice en nuestra fórmula, girando el disco hasta que, por ejemplo, el índice k esté debajo de la R mayúscula. Entonces escribiré una R mayúscula en mi mensaje; a partir de este punto, la k minúscula ya no significará B sino R, y las letras que siguen en el texto recibirán nuevos significados de las letras mayúsculas que están encima de ellas en el disco estacionario. Cuando leas el mensaje que has recibido, la letra mayúscula, que sabes que solo se usa como señal, te avisará de que a partir de este momento se ha cambiado la posición del disco móvil y del índice. Por lo tanto, colocarás también el índice debajo de esa letra mayúscula y, de esta manera, podrás leer y comprender el texto muy fácilmente. Las cuatro letras del disco móvil que están frente a las cuatro celdas numeradas del anillo exterior no tendrán, por así decirlo, ningún significado por sí mismas y podrán insertarse como nulas dentro del texto. Sin embargo, si se usan en grupos o se repiten, serán de gran ventaja, como explicaré más adelante.
Capítulo XV. También podemos escoger la letra índice entre las mayúsculas y convenir entre nosotros cuál de ellas será el índice. Supongamos que escogemos la letra B como índice. La primera letra que aparecerá en el mensaje será una minúscula a voluntad, digamos q. Por tanto, girando el disco móvil en la fórmula colocarás esta letra debajo de la B mayúscula que sirve de índice. Se sigue que q tomará el sonido y el significado de B. Para las demás letras continuaremos escribiendo de la manera descrita anteriormente para el índice móvil. Cuando sea necesario cambiar la disposición de los discos en la fórmula, entonces insertaré en el mensaje una, y no más, de las letras numerales, es decir, una de las letras del disco pequeño frente a los números que corresponden, digamos, al 3 o al 4, etc. Girando el disco móvil yuxtapondré esta letra al índice B acordado y, sucesivamente, como lo exige la lógica de la escritura, seguiré dando el valor de las mayúsculas a las minúsculas. Para confundir aún más a los escrutadores, usted puede también convenir con su corresponsal en que las letras mayúsculas entremezcladas en el mensaje tienen la función de nulas y deben ser ignoradas, o puede recurrir a convenciones similares, que no vale la pena recordar. Así, cambiando la posición del índice girando el disco móvil, uno podrá expresar el valor fonético y semántico de cada letra mayúscula utilizando veinticuatro caracteres alfabéticos diferentes, mientras que cada letra minúscula puede corresponder a cualquier letra mayúscula o a cualquiera de los cuatro números del alfabeto del disco estacionario. Ahora llego al uso conveniente de los números, que es admirable.
Uso
Primer método de cifrado
Una letra minúscula en el anillo más pequeño se utiliza como índice.
En este ejemplo se elige la letra g del anillo interior como índice y se la coloca debajo de una letra mayúscula (en este caso A ) del anillo estacionario. Los alfabetos en uso son (ver figura):
ABCDEFGILMNOPQRSTVXZ1234 Disco estacionario
gklnprtuz&xysomqihfdbace Disco movible
Despacho: “La guerra si farà...”
_LAGVER2RA_ Texto sin formato
Texto cifrado AzgthpmamgQ
Las letras clave A y Q están incluidas en el criptograma. La letra minúscula a resultante del cifrado del número 2 es nula y debe descartarse en el desciframiento.
Después de cifrar unas cuantas letras, se inserta en el criptograma una letra mayúscula diferente ( Q ) y se gira en consecuencia el disco móvil obteniendo una nueva combinación:
QRSTVXZ1234ABCDEFGILMNOP Disco estacionario
gklnprtuz&xysomqihfdbace Disco movible
El cifrado se reanudará así:
_SIFARÀ Texto sin formato
Texto cifrado Qlfiyky
El mismo procedimiento se continuará con diferentes letras clave hasta el final del mensaje.
El segundo método de cifrado
Una letra mayúscula en el disco estacionario se utiliza como índice.
En este ejemplo se elige la letra A como índice y se yuxtapone la m minúscula del disco móvil a la letra índice. Los cambios de alfabeto se indicarán cifrando uno de los cuatro números.
ABCDEFGILMNOPQRSTVXZ1234 Disco estacionario
mqihfdbacegklnprtuz&xyso Disco movible
Despacho: “La guerra si farà…”
_LAGVERA3 Texto sin formato
mcmbufpms Texto cifrado
Se omite una de las dos R para desafiar el criptoanálisis . La presencia de la letra s cifrando el número 3 indica la necesidad de girar el disco móvil a una nueva posición. La letra s se mueve entonces debajo de la letra A.
ABCDEFGILMNOPQRSTVXZ1234 Disco estacionario
somqihfdbacegklnprtuz&xy Disco movible
El cifrado se reanudará así:
_SIFARÀ Texto sin formato
Texto cifrado sndhsls
El mismo procedimiento se continuará hasta el final del mensaje, utilizando los cuatro números para designar los cambios del alfabeto.
El cifrado de disco de Alberti no tiene nada que ver con los desplazamientos afines, los desplazamientos de palabras clave, el desplazamiento de César o los cifrados de Vigenère . El cifrado de César es una simple sustitución basada en el deslizamiento de un único alfabeto ordinario con clave fija. Una vez que se descubre el equivalente de una letra, se conocen todas las letras cifradas equivalentes. Con el cifrado de Alberti hay dos alfabetos mixtos y la clave varía continuamente durante el cifrado, por lo que el descubrimiento de una sola letra no permite seguir avanzando. El análisis de frecuencias también es imposible porque la misma letra siempre se cifra de forma diferente. El cifrado de Vigenère se basa en un único alfabeto ordinario como el de César y se resuelve fácilmente después de descubrir su período fijo mediante el examen de Kasiski . Esto no es posible con Alberti.
^ Sands, Kevin (10 de septiembre de 2015). «Top 10 codes, keys and ciphers» (Los 10 principales códigos, claves y cifras). The Guardian . Consultado el 9 de noviembre de 2018 .
^ DuPont, Quinn (2018). "La imprenta y la criptografía". En Ellison, Katherine; Kim, Susan (eds.). Una historia material de los cifrados medievales y modernos tempranos: criptografía e historia de la alfabetización (PDF) . Routledge. pág. 95. ISBN978-1-138-24464-1.
^ Gilderson, Kelly (18 de octubre de 2018). "Guía definitiva sobre cifrado para principiantes con imágenes". privacyaustralia.net . Consultado el 10 de noviembre de 2018 .
