Nazariy qism: Polialfavitli almashtirish usullari

Mavzu: Polialfavitli almashtirish algoritmi yordamida shifrlashga misol
Nazariy qism:
Polialfavitli almashtirish usullari aytarlicha yuqori kriptoturg‘unlikka ega. Bu usullar dastlabki matn simvollarini almashtirish uchun bir necha alfavitdan foydalanishga asoslangan. Rasman polialfavitli almashtirishni quyidagicha tasavvur etish mumkin. N-alfavitli almashtirishda dastlabki A₀ alfavitdagi s₀₁ simvoli A₁ alfavitdagi s₁₁ simvoli bilan almashtiriladi va h. s_0N ni s_NN simvol bilan almashtirilganidan so‘ng S_0(N+1) simvolning o‘rnini A₁ alfavitdagi S_1(N+1) simvol oladi va h.
Polialfavitli almashtirish algoritmlari ichida Вижинер jadvali (matritsasi) T_B ni ishlatuvchi algoritm eng keng tarqalgan. Вижинер jadvali [RxR] o‘lchamli kvadrat matritsadan iborat bo‘lib, (R-ishlatilayotgan alfavitdagi simvollar soni) birinchi qatorida simvollar alfavit tartibida joylashtiriladi. Ikkinchi qatordan boshlab simvollar chapga bitta o‘ringa siljitilgan holda yoziladi. Siqib chiqarilgan simvollar o‘ng tarafdagi bo‘shagan o‘rinni to‘ldiradi (siklik siljitish). Agar o‘zbek alfaviti ishlatilsa, Vijiner matritsasi [36x36] o‘lchamga ega bo‘ladi ( 2.1. -rasm).

2.1.-rasm. Вижинер matritsasi
SHifrlash takrorlanmaydigan M simvoldan iborat kalit yordamida amalga oshiriladi. Vijinerning to‘liq matritsasidan [(M+1),R] o‘lchamli shifrlash matritsasi T_(SH) ajratiladi. Bu matritsa birinchi qatordan va birinchi elementlari kalit simvollariga mos keluvchi qatorlardan iborat bo‘ladi.
Agar kalit sifatida <ҒЎЗА> so‘zi tanlangan bo‘lsa, shifrlash matritsasi beshta qatordan iborat bo‘ladi. (2.2- rasm)

2.2.-rasm. «ҒЎЗА» kaliti uchun shifrlash matritsasi.
Vijiner jadvali yordamida shifrlash algoritmi quyidagi qadamlar ketma-ketligidan iborat.
1-qadam. Uzunligi M simvolli kalit K ni tanlash.
2-qadam. Tanlangan kalit K uchun [(M+1),R] o‘lchamli shifrlash matritsasi T_sh=(b_ij) ni qurish.
3- qadam. Dastlabki matnning har bir simvoli s_0r tagiga kalit simvoli k_m joylashtiriladi. Kalit keraklicha takrorlanadi.
4-qadam. Dastlabki matn simvollari shifrlash matritsasi T_sh dan quyidagi qoida bo‘yicha tanlangan simvollar bilan ketma-ket almashtiriladi.

1. 
   K kalitning almashtiriluvchi s_0r simvolga mos k_m simvoli aniqlanadi;
   
2. 
   shifrlash matritsasi T_sh dagi k_m = b_j1 shart bajariluvchi i qator topiladi.
   
3. 
   s_or = b_i1 shart bajariluvchi j ustun aniqlanadi....
   
4. 
   s_or simvoli b_ij simvoli bilan almashtiriladi.
   

5-qadam. SHifrlangan ketma-ketlik ma’lum uzunlikdagi (masalan 4 simvolli) bloklarga ajratiladi. Oxirgi blokning bo‘sh joylari maxsus simvol-to‘ldiruvchilar bilan to‘ldiriladi.
Rasshifrovka qilish quyidagi ketma-ketlikda amalga oshiriladi.
1-qadam. SHifrlash algoritmining 3-qadamidagidek shifrmatn tagiga kalit simvollari ketma-ketligi yoziladi.
2-qadam. SHifrmatndan s_1r simvollari va mos kalit simvollari k_m ketma-ket tanlanadi. T_sh matritsada k_m = b_ij shartni qanoatlantiruvchi i qator aniqlanadi. i-qatorda b_ij= s_1r element aniqlanadi. Rasshifrovka qilingan matnda r - o‘rniga b_ij simvoli joylashtiriladi.
3-qadam. Rasshifrovka qilingan matn ajratilmasdan yoziladi. Xizmatchi simvollar olib tashlanadi.
Misol. K=<ҒЎЗА> kaliti yordamida T=<ПАХТА ҒАРАМИ> dastlabki matnni shifrlash va rasshifrovka qilish talab etilsin. SHifrlash va rasshifrovka qilish mexanizmi quyida keltirilgan.
Dastlabki matn ПАХТА_ҒАРАМИ
Kalit Ғ ЎЗАҒЎЗАҒЎЗ А
Almashtirilgan
so‘nggi matn МЎЯТҒЯЕАНЎФИ
SHifrmatn МЎЯТҒЯЕАНЎФИ
Kalit Ғ ЎЗАҒЎЗАҒЎЗ А
Rasshifrovka
qilingan matn ПАХТА_ҒАРАМИ
Dastlabki matn ПАХТА_ҒАРАМИ
Polialfavitli almashtirish usullarining kriptoturg‘unligi oddiy almashtirish usullariga qaraganda aytarlicha yuqori, chunki ularda dastlabki ketma-ketlikning bir xil simvollari turli simvollar bilan almashtirilishi mumkin. Ammo shifrning statistik usullarga bardoshliligi kalit uzunligiga bog‘liq. 
Axborotlarni kodlashni polealfabitli almashtirishlarni ko‘rib o‘tamiz:
Masalan: SHAYDULLA so‘zini shifrlashni ko‘rib o‘tamiz.
Bunda kalit sifatida DASTUR so‘zini olamiz.

Shifrlangan matn UHSQXLNLS ga teng bo‘ladi.