Szyfr Beauforta
Wpisz wiadomość i słowo kluczowe, aby ją zaszyfrować lub odszyfrować szyfrem Beauforta — albo jego wariantem, czyli szyfrem Vigenère'a działającym wstecz. Narzędzie pokazuje kwadrat Beauforta i sumę stojącą za każdą literą, więc wynik możesz sprawdzić ręcznie. Za darmo, bez rejestracji, a nic nie opuszcza Twojej przeglądarki.
Tylko litery. Słowo kluczowe powtarza się w tekście, dając jedną literę klucza na każdą literę tekstu.
Klasyczny Beaufort jest odwracalny: te same kroki szyfrują i odszyfrowują. Wariant to szyfr Vigenère'a wykonany wstecz, więc odszyfrowanie dodaje klucz z powrotem.
Obliczenia
- Litery są ponumerowane A = 0, B = 1 … Z = 25, a każda suma zawija się przy 26.
- Szyfrowanie: litera szyfru = litera klucza − litera zwykła.
Kwadrat Beauforta
| A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A | A | Z | Y | X | W | V | U | T | S | R | Q | P | O | N | M | L | K | J | I | H | G | F | E | D | C | B |
| B | B | A | Z | Y | X | W | V | U | T | S | R | Q | P | O | N | M | L | K | J | I | H | G | F | E | D | C |
| C | C | B | A | Z | Y | X | W | V | U | T | S | R | Q | P | O | N | M | L | K | J | I | H | G | F | E | D |
| D | D | C | B | A | Z | Y | X | W | V | U | T | S | R | Q | P | O | N | M | L | K | J | I | H | G | F | E |
| E | E | D | C | B | A | Z | Y | X | W | V | U | T | S | R | Q | P | O | N | M | L | K | J | I | H | G | F |
| F | F | E | D | C | B | A | Z | Y | X | W | V | U | T | S | R | Q | P | O | N | M | L | K | J | I | H | G |
| G | G | F | E | D | C | B | A | Z | Y | X | W | V | U | T | S | R | Q | P | O | N | M | L | K | J | I | H |
| H | H | G | F | E | D | C | B | A | Z | Y | X | W | V | U | T | S | R | Q | P | O | N | M | L | K | J | I |
| I | I | H | G | F | E | D | C | B | A | Z | Y | X | W | V | U | T | S | R | Q | P | O | N | M | L | K | J |
| J | J | I | H | G | F | E | D | C | B | A | Z | Y | X | W | V | U | T | S | R | Q | P | O | N | M | L | K |
| K | K | J | I | H | G | F | E | D | C | B | A | Z | Y | X | W | V | U | T | S | R | Q | P | O | N | M | L |
| L | L | K | J | I | H | G | F | E | D | C | B | A | Z | Y | X | W | V | U | T | S | R | Q | P | O | N | M |
| M | M | L | K | J | I | H | G | F | E | D | C | B | A | Z | Y | X | W | V | U | T | S | R | Q | P | O | N |
| N | N | M | L | K | J | I | H | G | F | E | D | C | B | A | Z | Y | X | W | V | U | T | S | R | Q | P | O |
| O | O | N | M | L | K | J | I | H | G | F | E | D | C | B | A | Z | Y | X | W | V | U | T | S | R | Q | P |
| P | P | O | N | M | L | K | J | I | H | G | F | E | D | C | B | A | Z | Y | X | W | V | U | T | S | R | Q |
| Q | Q | P | O | N | M | L | K | J | I | H | G | F | E | D | C | B | A | Z | Y | X | W | V | U | T | S | R |
| R | R | Q | P | O | N | M | L | K | J | I | H | G | F | E | D | C | B | A | Z | Y | X | W | V | U | T | S |
| S | S | R | Q | P | O | N | M | L | K | J | I | H | G | F | E | D | C | B | A | Z | Y | X | W | V | U | T |
| T | T | S | R | Q | P | O | N | M | L | K | J | I | H | G | F | E | D | C | B | A | Z | Y | X | W | V | U |
| U | U | T | S | R | Q | P | O | N | M | L | K | J | I | H | G | F | E | D | C | B | A | Z | Y | X | W | V |
| V | V | U | T | S | R | Q | P | O | N | M | L | K | J | I | H | G | F | E | D | C | B | A | Z | Y | X | W |
| W | W | V | U | T | S | R | Q | P | O | N | M | L | K | J | I | H | G | F | E | D | C | B | A | Z | Y | X |
| X | X | W | V | U | T | S | R | Q | P | O | N | M | L | K | J | I | H | G | F | E | D | C | B | A | Z | Y |
| Y | Y | X | W | V | U | T | S | R | Q | P | O | N | M | L | K | J | I | H | G | F | E | D | C | B | A | Z |
| Z | Z | Y | X | W | V | U | T | S | R | Q | P | O | N | M | L | K | J | I | H | G | F | E | D | C | B | A |
Wiersz = litera klucza, kolumna = litera zwykła, komórka = litera szyfru. Wybierz literę poniżej, aby ją podświetlić: jej wiersz i kolumna zmienią kolor na niebieski, a komórka, w której się spotykają, na bursztynowy.
| Litera zwykła | Litera klucza | Działanie | Litera szyfru |
|---|---|---|---|
| F | 5 − 3 = 2 | C | |
| O | 14 − 4 = 10 | K | |
| R | 17 − 5 = 12 | M | |
| T | 19 − 4 = 15 | P | |
| F | 5 − 13 = −8 ≡ 18 | S | |
| O | 14 − 3 = 11 | L | |
| R | 17 − 19 = −2 ≡ 24 | Y | |
| T | 19 − 7 = 12 | M | |
| F | 5 − 4 = 1 | B | |
| O | 14 − 4 = 10 | K | |
| R | 17 − 0 = 17 | R | |
| T | 19 − 18 = 1 | B | |
| F | 5 − 19 = −14 ≡ 12 | M | |
| O | 14 − 22 = −8 ≡ 18 | S | |
| R | 17 − 0 = 17 | R | |
| T | 19 − 11 = 8 | I | |
| F | 5 − 11 = −6 ≡ 20 | U | |
| O | 14 − 14 = 0 | A | |
| R | 17 − 5 = 12 | M | |
| T | 19 − 19 = 0 | A |
Pokazano pierwszych 20 liter.
Jak korzystać z narzędzia szyfru Beauforta
- 1. Wybierz wersję. Klasyczny Beaufort odejmuje literę zwykłego tekstu od litery klucza. Wariant odejmuje literę klucza od litery zwykłego tekstu. Nadawca i odbiorca muszą używać tej samej wersji.
- 2. Wpisz słowo kluczowe. Liczą się tylko jego litery. Słowo kluczowe powtarza się w wiadomości, przesuwając się o jedną literę klucza na każdą literę tekstu.
- 3. Wpisz lub wklej wiadomość. Wybierz Szyfruj dla zwykłego tekstu albo Odszyfruj dla zaszyfrowanego. Spacje, cyfry i znaki interpunkcyjne przechodzą bez zmian i nie zużywają liter klucza.
- 4. Odczytaj obliczenia. Wybierz dowolną literę w tabeli obliczeń, a jej wiersz, kolumna i wynik zaświecą się w kwadracie.
Jak działa szyfr Beauforta
Szyfr Beauforta to szyfr podstawieniowy wieloalfabetowy oparty na tej samej tabeli 26 × 26 co szyfr Vigenère'a. Ponumeruj litery: A = 0, …, Z = 25. Dla każdej litery wiadomości weź kolejną literę powtarzanego słowa kluczowego, K, i literę wiadomości, P, i oblicz C = K − P (mod 26). W szyfrze Vigenère'a klucz dodaje się do zwykłej litery; tutaj zwykłą literę odejmuje się od klucza.
Ta jedna zmiana sprawia, że szyfr jest odwracalny. Ponieważ P = K − C to to samo odejmowanie, odszyfrowujesz wiadomość Beauforta, szyfrując ją ponownie tym samym słowem kluczowym — nie ma osobnej procedury deszyfrowania, dlatego szyfr nadawał się do pracy ręcznej albo do maszyny z jednym ustawieniem. Ręcznie znajdujesz zwykłą literę na górze kwadratu, schodzisz w dół do litery klucza i odczytujesz literę szyfru na początku wiersza tej kolumny.
Wariant Beauforta
Wariant Beauforta używa C = P − K. To dokładnie deszyfrowanie szyfru Vigenère'a, więc wiadomość w wariancie Beauforta można odczytać dowolnym narzędziem Vigenère'a, wybierając odszyfrowanie. Wariant nie jest odwracalny: aby go odszyfrować, dodajesz klucz z powrotem, P = C + K. Książki z zagadkami i American Cryptogram Association wymieniają te dwa jako osobne typy szyfrów, dlatego to narzędzie oferuje obie wersje.
Przykład krok po kroku
Zaszyfruj DEFEND THE EAST WALL słowem kluczowym FORT. Litery klucza to F = 5, O = 14, R = 17 i T = 19, powtarzane. Wynik narzędzia zgadza się z przykładem opublikowanym na ciphersonline.com, a każdy krok możesz sprawdzić w tabeli obliczeń.
| Zwykła | Klucz | Suma | Szyfr |
|---|---|---|---|
| D (3) | F (5) | 5 − 3 = 2 | C |
| E (4) | O (14) | 14 − 4 = 10 | K |
| F (5) | R (17) | 17 − 5 = 12 | M |
| E (4) | T (19) | 19 − 4 = 15 | P |
| N (13) | F (5) | 5 − 13 = −8 ≡ 18 | S |
Pełna wiadomość staje się CKMPSL YMB KRBM SRIU. Wprowadź ją ponownie z tym samym kluczem, a Beaufort zwróci DEFEND THE EAST WALL. Zwróć uwagę, że pierwsze E i drugie E szyfrują się do K i P — jedna zwykła litera, kilka liter szyfru — co uniemożliwia łamanie przez proste liczenie liter.
Kto wynalazł szyfr Beauforta?
Szyfr nosi imię sir Francisa Beauforta (1774–1857), urodzonego w Irlandii oficera Royal Navy i hydrografa, najbardziej znanego ze skali siły wiatru, która również nosi jego nazwisko. Jego korzenie sięgają dalej: pomysł powtarzanego klucza wybierającego inny alfabet dla każdej litery przedstawił Giovan Battista Bellaso w 1553 roku, a spopularyzował Blaise de Vigenère w 1586 roku; szyfr Beauforta to ten sam schemat z odwróconym odejmowaniem. Opis systemu opublikowano w 1857 roku, w roku śmierci Beauforta. Jego najsłynniejsze późniejsze zastosowanie było w maszynie: Hagelin M-209, polowe urządzenie szyfrujące armii USA z czasów II wojny światowej, wykonuje podstawienie typu Beauforta z kluczem, który nie tylko się powtarza.
Jak łamany jest szyfr Beauforta
Podobnie jak szyfr Vigenère'a, Beaufort to krótki, powtarzany klucz stosowany literę po literze, więc działają te same ataki. Metoda Friedricha Kasiskiego z 1863 roku szuka w szyfrogramie powtarzających się fragmentów, których odstępy są wielokrotnością długości klucza; indeks zgodności Williama Friedmana, opracowany około 1920 roku, szacuje długość klucza statystycznie. Gdy długość jest znana, każda n-ta litera została zaszyfrowana jedną literą klucza, więc każda kolumna to proste podstawienie z odwróconym alfabetem i pada pod analizą częstości. Istnieje też skrót: odwrócenie alfabetu szyfrogramu i klucza (A↔Z, B↔Y — odwzorowanie Atbasz) zamienia wiadomość Beauforta w zwykłą wiadomość Vigenère'a.
Nie do ochrony tajemnic
Szyfr Beauforta to szyfr szkolny i zagadkowy. Komputer łamie go na podstawie kilkuset liter szyfrogramu, więc nigdy nie używaj go do ochrony czegokolwiek ważnego.
Najczęstsze pytania
- Czym jest szyfr Beauforta?
- Szyfr Beauforta to szyfr podstawieniowy wieloalfabetowy, który szyfruje każdą literę jako literę klucza minus zwykłą literę, modulo 26, przy użyciu powtarzanego słowa kluczowego. Używa tej samej tabeli co szyfr Vigenère'a, ale czyta ją inaczej, a nazwę wziął od oficera Royal Navy i hydrografa, sir Francisa Beauforta.
- Czym szyfr Beauforta różni się od szyfru Vigenère'a?
- Vigenère dodaje literę klucza do zwykłej litery (C = P + K), a Beaufort odejmuje zwykłą literę od litery klucza (C = K − P). Dzięki temu Beaufort jest odwracalny — ta sama operacja szyfruje i odszyfrowuje — podczas gdy Vigenère wymaga osobnego kroku deszyfrowania.
- Jak odszyfrować szyfr Beauforta?
- Wpisz to samo słowo kluczowe i zastosuj tę samą operację do szyfrogramu: litera zwykła = litera klucza − litera szyfru. W tym narzędziu możesz wybrać Odszyfruj albo po prostu ponownie Szyfruj; w klasycznym szyfrze Beauforta oba dają tę samą odpowiedź.
- Czym jest wariant szyfru Beauforta?
- Wariant Beauforta oblicza C = P − K, czyli wzór deszyfrowania szyfru Vigenère'a. Odszyfrowuje się go, dodając klucz z powrotem, więc w przeciwieństwie do klasycznego Beauforta nie jest odwracalny. Wybierz wersję, którą podaje Twoja zagadka lub podręcznik.
- Czy szyfr Beauforta jest bezpieczny?
- Nie. Powtarzający się klucz zostawia te same wzorce co Vigenère, więc badanie Kasiskiego i indeks zgodności ujawniają długość klucza, a analiza częstości odzyskuje każdą literę klucza. Odwrócenie alfabetów metodą Atbasz zamienia go nawet w szyfr Vigenère'a. Traktuj go jako szyfr historyczny, z którego można się uczyć.
- Co dzieje się ze spacjami i znakami interpunkcyjnymi?
- Szyfrowane są tylko litery A–Z. Każda zachowuje wielkość liter, akcentowane litery łacińskie traktowane są jak ich podstawowa litera, a wszystko inne przechodzi bez zmian i nie zużywa litery klucza. Włącz grupy po pięć, jeśli chcesz tradycyjnych bloków szyfrogramu.