Bifid暗号

Bifid暗号ツールの使い方

1. 1. 正方形を設定します。 キーワードを入力し、IとJを同じマスに入れる5 × 5の正方形（またはQを除く）か、文字と数字0–9を入れる6 × 6の正方形を選びます。キーワードを書き込む方法も選びます。
2. 2. 周期を選びます。 周期とは、まとめて暗号化する文字数です。空欄または0にすると、メッセージ全体を1つのブロックとして扱います。
3. 3. メッセージを入力し、暗号化または復号を選びます。 暗号化されるのは文字（6 × 6の正方形では数字も）だけです。スペースと句読点は取り除かれます。
4. 4. 計算過程を読みます。 各ブロックには、その文字、行と列の数字、数字を2桁ずつ並べた組、暗号文字が表示されます。

Bifid暗号のしくみ

Bifid暗号は、ポリュビオスの正方形と座標の並べ替えを組み合わせたものです。平文の各文字には、正方形の中の行番号と列番号があります。メッセージの行番号を1行に並べ、その下に列番号を書きます。次に、数字を縦ではなく横に読みます。まず全ての行番号、次に全ての列番号を、1本の数字の並びとして読みます。その並びを2桁ずつに区切ると、各組が同じ正方形の中の暗号文字を指します。

これにより、各文字の2つの座標が2つの異なる暗号文字に分けられます。これがbifid（2つに分ける）という名前の由来です。こうして、どの暗号文字も、ある平文文字の行と別の平文文字の列という、2つの異なる平文文字に依存します。これはフラクショネーション（分数化）と呼ばれ、単純な置換暗号で文字の出現頻度が見えてしまう問題を隠します。復号では手順を逆にします。暗号文字を数字の組に変え、数字の並びを半分に分け、前半を行、後半を列として読みます。

具体例

キーワード BIFID で ATTACK AT DAWN を暗号化します。キーワードは行に沿って書き込み、IとJは同じマスを共有し、周期は5とします。正方形は B I F D A / C E G H K / L M N O P … から始まり、メッセージは ATTAC、KATDA、WN のブロックに分かれます。

結果は DQKTV CQAYU XG です。最初のブロックでは、平文のA（1行目、5列目）の行の数字が1つ目の暗号文字Dに、列の数字が3つ目の暗号文字Kに入ります。つまり、1つの平文文字が2つの暗号文字に分散されます。同じキーワード、正方形、周期で復号すると、ATTACKATDAWN が得られます。

答えを変える約束事

3つの選択が暗号文を変えるため、参照する資料に合わせてください。正方形は、IとJを統合する、Qを除く、または6 × 6にすることができます。キーワードは行に沿って、列に沿って、または渦巻き状に書き込めます。アメリカ暗号協会のbifidの例では、EXTRAORDINARY を時計回りの渦巻きで書き、周期7の Odd periods are popular は MWEINGIMGEOYYRLVEYWY になります。そして周期が重要です。周期1では文は変わらず、非常に短い周期では追加の安全性はほとんど得られません。

Bifid暗号の由来

Bifid暗号は、フランスのアマチュア暗号研究家フェリックス・デラステル（1840–1902）の考案によるものです。彼は1895年に Revue du Génie civil 誌で、cryptographie nouvelle の名で一版を発表しました。考案時期を1901年頃とする資料もあります。彼は Traité élémentaire de cryptographie でbifid、trifid、four-squareをまとめました。この本はパリのGauthier-Villarsから、彼の死の数か月後の1902年に刊行されました。Bifidは、文字を分数化する実用的な手書きの暗号だったため重要な一歩であり、そのアイデアは後にADFGVXのような暗号にも使われました。

Bifid暗号の解読

Bifidはブロック長が短い暗号で、そのブロック長が手がかりになります。各暗号文字は、一定の距離で離れた2つの平文文字に依存するため、暗号文の文字の組み合わせの統計から周期が現れ、2文字の組み合わせの頻度にもその痕跡があります。ある公表された方法では、周期の半分だけ離れた文字を見ます。周期が偶数なら各文字は2つの平文文字に、奇数なら3つに依存するため、奇数の周期はこの方法では攻撃しにくいとされます。周期が分かれば、ヒルクライミング法のソフトウェアが鍵の正方形を探索し、解読結果の英語らしさで各候補を評価できます。数百文字もあれば十分です。

よくある質問

Bifid暗号とは何ですか？

Bifid暗号は、ポリュビオスの正方形を使う分数化暗号です。メッセージの行番号と列番号を2行に書き、数字を横に読んで、新しい数字の組ごとに文字に戻します。フランスの暗号研究家フェリックス・デラステルが考案しました。

Bifid暗号はどのように復号しますか？

各暗号文字を行と列に変換し、数字を1本の並びとして書き出して、ブロックごとにその並びを半分に分けます。前半は行、後半は列を表し、行と列の各組が1つの平文文字になります。キーワード、正方形の約束事、周期が必要です。

Bifid暗号の周期とは何ですか？

周期とは、まとめて1ブロックとして暗号化される文字数です。長いメッセージはその長さのブロックに分けられ、各ブロックは別々に分数化されます。典型的な周期は約5〜13で、ここでは周期0がメッセージ全体を1つのブロックとすることを意味します。

Bifidと単純なポリュビオスの正方形暗号は、どう違いますか？

単純なポリュビオスの正方形暗号は、各文字を2つの座標に置き換えるため、文字の頻度が見えてしまいます。Bifidはその座標をブロック全体で混ぜ合わせ、再び文字に戻すため、どの暗号文字も2つの平文文字に依存します。

Bifid暗号で数字も暗号化できますか？

はい。6 × 6の正方形には26文字と数字0–9が入るため、数字も文字と一緒に暗号化できます。このツールではこの選択肢を提供しており、5 × 5の正方形では数字は除かれます。

Bifid暗号は安全ですか？

いいえ。単一文字の頻度は隠れますが、周期は2文字の組み合わせの統計に現れ、ソフトウェアは数百文字の暗号文から鍵の正方形を復元できます。歴史的な暗号であり、学習やパズルのためのものです。