Шифр Бофора

Шифр Бофорта — полиалфавитный подстановочный шифр, созданный сэром Фрэнсисом Бофортом. Шифр похож на шифр Виженера, со слегка измененным механизмом шифрования и использованием tabula recta (также известная как таблица Виженера). Применялся в роторной шифровальной машине M-209.

Описание

Ключ

Длина ключа (K) должна быть равной длине исходного текста. Для этого циклически записывают ключевое слово до тех пор, пока его длина не будет соответствовать длине исходного текста.

Шифрование

Tabula recta (или таблица Виженера)

Для того чтобы зашифровать открытый текст (M) с использованием ключа (K) нужно:

1. Взять n-ый символ открытого текста (m_n, где 0≤n<количество символов ключа);
2. Найти столбец ( j ) где символ в первой строке равен m_n (s_{1 j} = m_n);
3. Найти строку ( i ) где символ в j-ом столбце равен k_n (s_{i j} = k_n, где k_n - n-ый символ ключа);
4. Добавить к шифротексту ( C ) символ 1-го столбца i-ой строки (с_n = s_{i 1}).

Дешифрирование

Для того чтобы дешифрировать шифротекст (C) с использованием ключа (K) нужно:

1. Взять n-ый символ шифротекста (c_n, где 0≤n<количество символов C);
2. Найти строку ( i ) где символ в 1-м столбце равен c_n (s_{i 1} = c_n);
3. Найти столбец ( j ) где символ в i-ой строке равен k_n (s_{i j} = k_n, где k_n - n-ый символ ключа);
4. Добавить к расшифрованному тексту ( M ) символ 1-й строки j-го столбца (m_n = s_{1 j}).

Пример

Пусть дан исходный текст: C = "HELLOWORLD"
и ключ: K = "KEY"

Ключ

Длина клера - 10 символов, значит и длина ключа также должна равнятся 10 символам.
K = "KEYKEYKEYK"

Шифрование

• m₁ = "H".
• j = 8
• i = 4
• c₁ = s_{4 1} = "D"
  C += "D" (C = "D")
• m₂ = "E"
• j = 5
• i = 1
• c₂ = s_{1 1} = "A"
  C += "A" (C = "DA")

. . . . . . . . .

• m₁₀ = "D"
• j = 4
• i = 8
• c₁₀ = s_{8 1} = "H"
  C += "H" (C = "DANZQCWNNH")

Шифротекст (C) - "DANZQCWNNH"

Дешифрирование

• c₁ = "D".
• i = 4
• j = 8
• m₁ = s_{1 8} = "H"
  M += "D" (M = "H")
• c₂ = "A"
• i = 1
• j = 5
• m₂ = s_{1 5} = "E"
  M += "E" (M = "HE")

. . . . . . . . .

• c₁₀ = "H"
• i = 8
• j= 4
• c₁₀ = s_{1 4} = "D"
  M += "H" (M = "HELLOWORLD")

Дешифрованный текст (M) - "HELLOWORLD"

Реализация

Python

Код

m = "HELLOWORLD"
k = "KEY"

k = (k*(len(m))+k)[:len(m)] # подгоняем ключ
c = ''.join([chr(((ord(k[i]) - ord(m[i])) % 26)+ord("A")) for i in xrange(len(m))]) # шифруем
print c # выдаст DANZQCWNNH
e = ''.join([chr(((ord(k[i]) - ord(c[i])) % 26)+ord("A")) for i in xrange(len(c))]) # дешифруем
print e # выдаст HELLOWORLD

JavaScript

Код

var a = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";	//задаём строку алфавита
var m = "HELLOWORLD";
var k = "KEY";
for(i=k.length, j=0; i<m.length; i++, j++){k += k[ ( ( i + j ) % k.length ) ]; } // # подгоняем ключ

function encrypt(m,k){
	c = '';
	for(i=0; i<m.length; i++){ 			// шифруем
		c += a[ ( ( ( a.length + a.indexOf( k[i] ) - a.indexOf( m[i] ) ) % a.length ) ) ];	//посимвольно
	}
	return c;
}
//Можно скопировать и вставить этот код - в консоль браузера.
console.log('cypher = ', encrypt(m,k)); 				//# выдаст DANZQCWNNH
console.log('decrypted = ', encrypt(encrypt(m,k),k)); 	//# выдаст HELLOWORLD