プレイフェア暗号

Playfair暗号、データ暗号化に使用される代替暗号のタイプ。

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1つ以上の文字で構成された平文の単位を手動で暗号化する暗号システムでは、ダイグラフ（文字のペア）のみが使用されていました。平文のダイグラフを単一の文字としてではなく単位として扱うことにより、生の頻度分布が暗号化プロセスに耐える程度を減らすことができますが、文字のペア自体は高度に相関しているため、排除することはできません。最も有名なダイグラフ置換暗号はプレイフェアであり、1854年にチャールズウィートストン卿によって発明されましたが、英国外務省でリヨンプレイフェア（セントアンドリュースの最初の男爵プレイフェア）によって擁護されました。以下はプレイフェア暗号の例で、ピーターウィムジー卿がドロシーL.セイヤーズの彼の死体を使って解決しました（1932）。ここで、暗号化を実行するために使用されるニーモニック補助は、アルファベットの文字を含む5×5の正方形行列です（IとJは同じ文字として扱われます）。キーワード（この例ではMONARCHY）が最初に入力され、アルファベットの残りの未使用の文字が辞書式順序で入力されます。

平文ダイグラフは、まずマトリックスで2つの平文文字を見つけることにより、マトリックスで暗号化されます。それらは、（1）異なる行と列にあります。（2）同じ行。（3）同じ列内。または（4）同様。対応する暗号化（置換）ルールは次のとおりです。

1. 2つの文字が異なる行と列にある場合、それぞれは同じ行にあるが他の列にある文字に置き換えられます。つまり、WEを暗号化するには、WをUに、EをGに置き換えます。
2. AとRが同じ行にある場合、AはRとして暗号化され、Rは（周期的に行を読み取る）Mとして暗号化されます。
3. IとSが同じ列にある場合、IはSとして暗号化され、SはXとして暗号化されます。
4. 二重文字が発生すると、SUMMERのMMがMQのNLおよびMEのCLとして暗号化されるように、偽のシンボル、たとえばQが導入されます。
5. 必要に応じて、平文の末尾にXを追加して、平文に偶数の文字を与えます。

SayersのPlayfair配列を使用しておなじみの平文の例を暗号化すると、次のようになります。

頻度分布情報が暗号化プロセスで完全に隠された場合、Playfair暗号の文字頻度の暗号文プロットはフラットになります。そうではない。この理想からの逸脱は、一部の文字ペアが他の文字ペアよりも頻繁に発生する傾向と、暗号文のPlayfairのシンボルの行と列の相関関係の尺度です。ただし、平文の頻度分布の重要な部分が失われると、Playfair暗号は、モノアルファベット暗号よりも暗号解析が難しくなります。