Polialfabetik şifre

Bir polialfabetik şifre veya çok alfabeli şifre (İngilizce: polyalphabetic cipher) birden fazla ikame alfabesi kullanan bir yerine koyma şifrelemesi (ikame şifrsi) türüdür. Basitleştirilmiş özel bir durum olmasına rağmen Vigenère şifresi muhtemelen en iyi bilinen polialfabetik şifre örneğidir. Enigma makinesi daha karmaşıktır ancak yine de temelde bir polialfabetik ikame şifresidir.

Tarihçe

Al-Qalqashandi'nin (1355-1418), Ibn al-Durayhim'in (1312-1359) daha önceki çalışmalarına dayanan çalışması, şifrelerin yerine koyma (ikame) ve yer değiştirmesinin (transpozisyon) ilk yayınlanmış tartışmasını ve her bir düz metin harfine birden fazla ikame atanan bir polifabetik şifrenin ilk tanımını içeriyordu.^[1] Bununla birlikte, polialfabetik şifrelerin yüzyıllar önce Arap kriptolog el-Kindi (801-873) tarafından geliştirilmiş olabileceği iddia edilmiştir.^[2]

Leon Battista Alberti tarafından 1467 civarında yazılan Alberti şifresi erken dönem bir polialfabetik şifreydi. Alberti bir mesajı şifrelemek için karışık bir alfabe kullanıyordu, ancak istediği zaman farklı bir alfabeye geçiyor ve bunu kriptograma büyük bir harf veya bir sayı ekleyerek yaptığını belirtiyordu. Bu şifreleme için Alberti, karışık alfabelerle polifabetik bir ikame uygulayan şifre diski adlı bir şifre çözücü cihaz kullanmıştır.

Johannes Trithemius, ölümünden sonra 1518'de yayımlanan "Polygraphiae libri sex" ("Poligrafinin altı kitabı", "Six books of polygraphia") adlı kitabında Trithemius şifresi olarak adlandırılan "aşamalı anahtarlı" bir polifabetik şifre icat etmiştir.^[3] Alberti'nin rastgele aralıklarla alfabe değiştiren şifresinin aksine, Trithemius mesajın her harfi için alfabe değiştirmiştir. İçinde 26 harf bulunan bir tabula recta ile başladı (ancak Latince yazan Trithemius 24 harf kullanmıştı). Her alfabe bir üsttekinden bir harf sola kaydırıldı ve Z'ye ulaştıktan sonra tekrar A ile başlandı (tabloya bakınız).

Trithemius'un fikri, mesajın ilk harfini ilk kaydırılmış alfabeyi kullanarak şifrelemekti, böylece A, B oldu, B, C oldu, vb. Mesajın ikinci harfi ikinci kaydırılmış alfabe kullanılarak şifreleniyordu, vs. Alberti'nin şifre diski de aynı şemayı uyguluyordu. Biri sabit bir dış halkada, diğeri de dönen diskte olmak üzere iki alfabesi vardı. Bir harf, o harf dış halkada aranarak ve diskte altındaki harf olarak kodlanarak şifrelenir. Disk B'nin altında A ile başladı ve kullanıcı her harfi şifreledikten sonra diski bir harf döndürdü.

Şifreyi kırmak son derece kolaydı ve Alberti'nin makine uygulaması çok daha zor değildi. Her iki durumda da "anahtar ilerlemesi" saldırganlardan kötü bir şekilde gizlenmiştir. Alberti'nin polialfabetik şifresini kırmak bile oldukça kolaydı (büyük harf kriptanalist için önemli bir ipucudur). Sonraki birkaç yüz yılın çoğunda, çoklu ikame alfabeleri kullanmanın önemi neredeyse herkes tarafından gözden kaçırıldı. Polifabetik ikame şifre tasarımcıları, çok sayıda alfabe kullanıp hiçbirini tekrarlamayarak mümkün olan artırılmış güvenliğe değil, bu tür birkaç alfabenin seçimini gizlemeye (gerektiğinde tekrarlayarak) odaklanmış görünmektedir.

Prensip (özellikle Alberti'nin sınırsız ek ikame alfabeleri) büyük bir ilerlemeydi - frekans analizi geliştirildiğinden bu yana geçen birkaç yüz yıl içinde en önemlisi. Makul bir uygulamanın kırılması çok daha zor olacaktı (ve nihayet başarıldığında da öyleydi). İyi uygulanmış polialfabetik şifrelerin kriptanalizi 19. yüzyılın ortalarına kadar (Babbage'ın Kırım Savaşı sırasındaki gizli çalışması ve Friedrich Kasiski'nin birkaç yıl sonra genel olarak eşdeğer kamusal ifşası) hiç bir yere varamadı. Bakınız: Kasiski testi.

Ayrıca bakınız

• Vigenère şifrelemesi

Kaynakça

Dış bağlantılar

• Alberti, Leon Battista (1997), A Treatise on Ciphers, trans. A. Zaccagnini. Foreword by David Kahn, Torino: Galimberti 
• Churchhouse, Robert (2002), Codes and Ciphers: Julius Caesar, the Enigma and the Internet, Cambridge: Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-00890-7 
• Gaines, Helen Fouché (1939), Cryptanalysis, Dover, ISBN 0-486-20097-3