Przejdź do treści

Szyfr czterech kwadratów

Wpisz dwa słowa kluczowe i wiadomość, aby ją zaszyfrować lub odszyfrować szyfrem czterech kwadratów Félixa Delastelle'a. Narzędzie pokazuje cztery kwadraty 5 × 5 i zaznacza prostokąt za każdą parą liter, dzięki czemu wynik można sprawdzić ręcznie. Za darmo, bez rejestracji, a nic nie opuszcza przeglądarki.

Tryb

Jego litery najpierw wypełniają kwadrat, każda raz; resztę alfabetu dopisujemy po kolei. Dwa słowa kluczowe mogą być takie same, ale wtedy szyfr jest słabszy.

Umieszczenie 26 liter w 25 polach

Najczęściej wpisuje się je wzdłuż wierszy. Przykład Amerykańskiego Stowarzyszenia Kryptogramów wpisuje je wzdłuż kolumn.

Szyfrowane są tylko litery. Spacje, cyfry i znaki interpunkcyjne są pomijane, a wynik zapisywany jest wielkimi literami.

Nieparzysta ostatnia litera jest uzupełniana literą X (Z, jeśli sama jest X); zdekodowany tekst zachowuje to dopełnienie.

I i J dzielą jedno pole, więc każde J wraca jako I.

Cztery kwadraty i pary

Szyfrowanie: znajdź pierwszą literę w lewym górnym kwadracie, a drugą w prawym dolnym. Pierwsza litera szyfrogramu jest w prawym górnym kwadracie, w wierszu pierwszej litery i kolumnie drugiej. Druga litera szyfrogramu jest w lewym dolnym kwadracie, w wierszu drugiej litery i kolumnie pierwszej.

Lewy górny – alfabet jawny

ABCDE
FGHIK
LMNOP
QRSTU
VWXYZ

Prawy górny – z kluczem

EXAMP
LBCDF
GHIKN
OQRST
UVWYZ

Lewy dolny – z kluczem

KEYWO
RDABC
FGHIL
MNPQS
TUVXZ

Prawy dolny – alfabet jawny

ABCDE
FGHIK
LMNOP
QRSTU
VWXYZ

Wybierz parę poniżej. Przy szyfrowaniu jej dwie litery jawne (niebieskie) znajdują się w dwóch jawnych kwadratach, a litery szyfrogramu (bursztynowe) w pozostałych rogach prostokąta, który wyznaczają. Przy dekodowaniu jest odwrotnie.

ParaPierwsza literaDruga literaWynik
H: wiersz 2, kolumna 3E: wiersz 1, kolumna 5FY
L: wiersz 3, kolumna 1P: wiersz 3, kolumna 5NF
M: wiersz 3, kolumna 2E: wiersz 1, kolumna 5NE
O: wiersz 3, kolumna 4B: wiersz 1, kolumna 2HW
I: wiersz 2, kolumna 4W: wiersz 5, kolumna 2BX
A: wiersz 1, kolumna 1N: wiersz 3, kolumna 3AF
K: wiersz 2, kolumna 5E: wiersz 1, kolumna 5FO
N: wiersz 3, kolumna 3O: wiersz 3, kolumna 4KH
B: wiersz 1, kolumna 2I: wiersz 2, kolumna 4MD
Y: wiersz 5, kolumna 4O: wiersz 3, kolumna 4YI
U: wiersz 4, kolumna 5A: wiersz 1, kolumna 1OO
R: wiersz 4, kolumna 2E: wiersz 1, kolumna 5TE
M: wiersz 3, kolumna 2Y: wiersz 5, kolumna 4KU
O: wiersz 3, kolumna 4N: wiersz 3, kolumna 3II
L: wiersz 3, kolumna 1Y: wiersz 5, kolumna 4KT
H: wiersz 2, kolumna 3O: wiersz 3, kolumna 4DH
P: wiersz 3, kolumna 5E: wiersz 1, kolumna 5NO

Jak korzystać z kodera szyfru czterech kwadratów

  1. 1. Wpisz dwa słowa kluczowe. Pierwsze wypełnia prawy górny kwadrat, drugie lewy dolny. Liczą się tylko litery, a każda jest użyta raz, zanim kwadrat zostanie uzupełniony resztą alfabetu.
  2. 2. Wybierz konwencję kwadratów. Aby umieścić 26 liter w 25 polach, połącz I z J w jednym polu albo pomiń Q, i wybierz, jak wpisywać słowo kluczowe. Dopasuj to do swojej łamigłówki lub podręcznika.
  3. 3. Wpisz wiadomość i wybierz Koduj lub Dekoduj. Szyfrowane są tylko litery; spacje i znaki interpunkcyjne są pomijane. Ostatnia nieparzysta litera zostanie uzupełniona literą X.
  4. 4. Przeczytaj obliczenia. Wybierz parę w tabeli, aby ją podświetlić: litery jawne w dwóch jawnych kwadratach, a litery szyfrogramu w pozostałych rogach prostokąta.

Jak działa szyfr czterech kwadratów

Szyfr czterech kwadratów szyfruje naraz dwie litery. Używa czterech kwadratów 5 × 5 ułożonych w blok 2 × 2. Kwadraty lewy górny i prawy dolny zawierają alfabet jawny. Kwadraty prawy górny i lewy dolny są z kluczem: każdy zaczyna się od własnego słowa kluczowego, a dalej idą nieużyte litery w kolejności alfabetycznej.

Aby zaszyfrować parę, znajdź pierwszą literę w lewym górnym kwadracie, a drugą w prawym dolnym. Leżą one w przeciwległych rogach wyobrażonego prostokąta. Pierwsza litera szyfrogramu znajduje się w prawym górnym kwadracie, w wierszu pierwszej litery i kolumnie drugiej. Druga litera szyfrogramu znajduje się w lewym dolnym kwadracie, w wierszu drugiej litery i kolumnie pierwszej. Aby odszyfrować, przejdź ten sam prostokąt w odwrotnym kierunku, zaczynając od kwadratów z kluczem.

Przykład krok po kroku

Amerykańskie stowarzyszenie kryptogramów (American Cryptogram Association) opisuje szyfr, używając słów kluczowych GEOMETRY (prawy górny) i LOGARITHM (lewy dolny), wpisywanych wzdłuż kolumn, przy czym I i J dzielą jedno pole. Ustaw te wartości i zaszyfruj COMEQUICKLYWENEEDHELPX. Wiersze i kolumny liczymy od 1.

ParaPierwsza litera (lewy górny)Druga litera (prawy dolny)Szyfrogram
COC: wiersz 1, kolumna 3O: wiersz 3, kolumna 4LE
MEM: wiersz 3, kolumna 2E: wiersz 1, kolumna 5WI
QUQ: wiersz 4, kolumna 1U: wiersz 4, kolumna 5XA

Dla pary CO pierwsza litera szyfrogramu znajduje się w prawym górnym kwadracie, w wierszu 1, kolumnie 4 (L), a druga w lewym dolnym kwadracie, w wierszu 3, kolumnie 3 (E). Cała wiadomość staje się LEWIXAFNEXCUDXUVDPGXHZ, czyli szyfrogramem podanym w opisie ACA. Zauważ, że dana para zawsze daje tę samą parę szyfrogramu, ale nie widać żadnego wzorca litera po literze: ta sama litera jawna zamienia się w różne litery, zależnie od partnera.

Konwencje zmieniające wynik

Opublikowane przykłady nie zawsze się zgadzają, dlatego narzędzie pozwala wybrać konwencję. Przykład z angielskiej Wikipedii, z słowami kluczowymi EXAMPLE i KEYWORD wpisywanymi wzdłuż wierszy, zamienia HELPMEOBIWANKENOBI w FYGMKYHOBXMFKKKIMD tylko wtedy, gdy Q zostanie pominięte w kwadratach, zamiast łączenia I z J. Przy połączeniu I z J to samo wejście daje inny wynik, więc przed porównaniem zawsze ustal konwencję.

Skąd pochodzi szyfr czterech kwadratów

Szyfr jest dziełem Félixa Delastelle'a (1840–1902), francuskiego kryptografa-amatora, który wynalazł także szyfry bifid i trifid. Zebrał swoje systemy w Traité élémentaire de cryptographie, wydanym przez Gauthier-Villars w Paryżu w 1902 roku, kilka miesięcy po jego śmierci. Szyfr czterech kwadratów jest bliskim krewnym szyfru Playfair, który szyfruje pary liter na jednym kwadracie. Potrzebuje dwóch słów kluczowych i czterech siatek, więc jest bardziej pracochłonny w przygotowaniu, a ta dodatkowa praca przy skromnym wzroście siły wyjaśnia, dlaczego Playfair stał się znacznie popularniejszy.

Jak łamie się szyfr czterech kwadratów

Szyfr czterech kwadratów ukrywa częstości pojedynczych liter, bo każda litera zależy od partnera. Nie ukrywa jednak częstości par: dana para jawna zawsze daje tę samą parę szyfrogramu, więc częste pary angielskie, takie jak TH i HE, zostawiają powtarzające się pary w szyfrogramie. Przy kilkuset literach komputer może przeszukać dwa słowa kluczowe i ocenić każde przypuszczenie tym, jak angielsko wygląda odszyfrowany tekst. Przy znanym fragmencie tekstu jawnego kwadraty dają się niemal ułożyć ręcznie. W przeciwieństwie do Playfaira odwrócona para jawna nie daje odwróconej pary szyfrogramu, gdy oba słowa kluczowe się różnią, a podwojone litery nie wymagają wypełniacza, co usuwa dwie cechy, które zdradzają Playfaira.

Szyfr dydaktyczny, nie bezpieczny

Szyfr czterech kwadratów to dobry sposób, by poznać działanie szyfrów digrafowych. Nie chroni niczego prywatnego przed oprogramowaniem.

Najczęstsze pytania

Czym jest szyfr czterech kwadratów?
To szyfr podstawieniowy digrafowy, który szyfruje pary liter za pomocą czterech kwadratów 5 × 5: dwóch z alfabetem jawnym i dwóch z kluczem, ułożonych według dwóch różnych słów kluczowych. Wynalazł go francuski kryptograf Félix Delastelle.
Jak odszyfrować szyfr czterech kwadratów?
Podziel szyfrogram na pary. Znajdź pierwszą literę w prawym górnym kwadracie z kluczem, a drugą w lewym dolnym. Pierwsza litera jawna leży w lewym górnym kwadracie, w wierszu pierwszej litery szyfrogramu i kolumnie drugiej; druga litera jawna leży w prawym dolnym kwadracie, w wierszu drugiej litery szyfrogramu i kolumnie pierwszej.
Czym szyfr czterech kwadratów różni się od Playfaira?
Playfair używa jednego kwadratu z kluczem i przesuwa litery w wierszach lub kolumnach. Szyfr czterech kwadratów używa czterech kwadratów i zawsze stosuje regułę prostokąta. Nie wymaga wypełniacza między podwojonymi literami, a odwrócona para jawna nie daje odwróconej pary szyfrogramu, ale potrzebuje dwóch słów kluczowych i więcej przygotowania.
Czy dwa słowa kluczowe muszą być różne?
Nie, ale użycie tego samego słowa kluczowego dla obu kwadratów z kluczem ułatwia atak. Dwa różne słowa kluczowe dają inny układ w każdym kwadracie z kluczem, a szyfr jest tak silny, jak ta różnica.
Co się dzieje z literą J i z literą Q?
Kwadrat 5 × 5 mieści 25 liter, więc jedną trzeba pominąć. Albo I i J dzielą jedno pole, a każde J jest odczytywane jako I, albo Q zostaje pominięte i usunięte z wiadomości. Opublikowane przykłady używają obu konwencji, więc wybierz tę, która pasuje do twojej.
Czy szyfr czterech kwadratów jest bezpieczny?
Nie. Ponieważ ta sama para jawna zawsze daje tę samą parę szyfrogramu, działa analiza częstości digrafów, a komputer może odzyskać oba słowa kluczowe z kilkuset liter. To szyfr historyczny, przeznaczony do nauki i łamigłówek.

Powiązane narzędzia

Więcej z kategorii Kody i szyfry