Шифр подстановки
Шифр Цезаря — один из древнейших шифров. При шифровании каждая буква заменяется другой, отстоящей от ней в алфавите на фиксированное число позиций. Шифр назван в честь римского императора Гая Юлия Цезаря, использовавшего его для секретной переписки. Естественным развитием шифра Цезаря стал шифр Виженера.
Шифрование с использованием ключа formula_1:
Шифр подстановки
Шифр Хилла, изобретённый в 1929 году Лестером С. Хиллом, является полиграммным шифром, который может использовать большие группы с помощью линейной алгебры. Каждой букве сперва сопоставляется число.
Для латинского алфавита часто используется простейшая схема: A = 0, B =1, …, Z=25. Блок из n букв рассматривается как n-мерный вектор и умножается на n × n матрицу по модулю 26. Компоненты матрицы являются ключом, и должны быть случайными при условии, что матрица должна быть обратима в formula_2, чтобы была возможна операция расшифрования.
Шифр Хилла уязвим к атаке на основе открытых текстов, потому что в нём используются линейные операции. Поэтому, для увеличения криптостойкости, в него должны быть добавлены какие-либо нелинейные операции. Комбинирование линейных операций, как в шифре Хилла, и нелинейных шагов привело к созданию подстановочно-перестановочной сети (например, сеть Фейстеля). Поэтому с определённой точки зрения можно считать современные блочные шифры, как вид полиграммных шифров.