Caesarova šifra

První šifra, se kterou se seznámíme, je pojmenována po Juliu Caesarovi.

V Zápiscích o válce galské se dočteme, že Caesar nevyužíval jen tuto oblíbenou posunovou šifru. Zmiňují totiž i první zdokumentované použití substituční šifry pro vojenské účely. Dnes bychom řekli, že šlo o celkem neškodný trik. Šifra totiž spočívala v tom, že římská písmena byla v textu nahrazena jejich řeckými protějšky a císař se spolehl na to, že nepřítel neznalý této abecedy si text prostě nepřečte.

Bohužel se nedochoval soupis dalších šifer a tajných písem, která Julius při ochraně vojenských tajemství používal. Ale slavným a nesmrtelným na poli kryptografie se díky Caesarově šifře stal i tak.

A jak to celé funguje?

Klasická Caesarova šifra pracuje s posunem o 3 znaky v abecedě.

„I ty, Brute!“ bude tedy zapsáno jako „L wb, Euxwh!“

(Zde je na místě zmínit jedno ze zlatých pravidel šifrování: standardně se používá 26písmenná abeceda. Zapomeňte tedy na háčky, čárky a českou spřežku ch. A nesmutněte, obdobně se obvykle nepoužívají polské spřežky cz, sz, rz, dz, německé sch a tsch, francouzská gn, anglická sh, maďarská gy a tak podobně. Máte-li tedy chuť vyrazit na maďarskou šifrovačku, nic vám nebrání. Tedy alespoň z hlediska použité abecedy.)

Principem šifry je tedy posun v otevřené abecedě, přičemž písmena se v průběhu šifrování zaměňují za písmena umístěná v abecedě o pevně určený počet míst dále. Z toho vyplývá, že posunout je lze o 1–25 pozic, neboť posunem o 26 písmen se dostáváme zpět na začátek a písmeno je nahrazováno sebou samým. Vzhledem k tomu, že touto „šifrou“ s posunem o 26 písmen jsou psány běžné texty, včetně knih, dovolila bych si ji považovat pro šifrování textu za nevhodnou. Pro zlomyslné začátečníky pak doporučuji takovou ne/šifru předložit zkušeným profíkům, budou mít o zábavu postaráno na celý večer.

Celkem tradičně se Caesarova šifra s posunem o 13 znaků používá v geocachingu. Vzor šifrování, se kterým se zde setkáte, obvykle vypadá takto:

Instrukce zní: „Nahraďte písmeno v horní řádku jeho protějškem dole, a naopak.“ Ale my už víme, že se jedná o nám známou šifru, a proto nás nepřekvapí.

Trocha teorie z historie navíc

Na stejném principu jako Caesarova šifra funguje i např. Vigenèrova šifra. Ovšem zde je situace podstatně zapeklitější, neboť namísto jedné abecedy o 26 písmenech používá k šifrování rovnou všech 26 abeced a text šifruje v závislosti na písmenech klíče. Tato šifra nese jméno francouzského diplomata, kryptografa a alchymisty Blaise de Vigenèr z 16. století, který sice nebyl jejím tvůrcem, ale s úspěchem ji použil, a především vylepšil. A to až natolik, že si ti, kteří se ji snažili prolomit, rvali vlasy a nazývali ji „Le chiffre indèchiffrable“, tedy nerozluštitelná šifra.

Čtverec funguje takto: podle klíčového slova vybíráte zleva jeden po druhém řádky posunuté abecedy a odshora hledáte ve sloupcích náhradní písmena pro text, který potřebujete zašifrovat. A protože písmena klíčového slova se mění, změní se pokaždé i to, o kolik pozic písmeno v abecedě posouváte.
Pokud klíčem „lama“ zašifrujete slovo „velbloud“ dostanete při použití Vigenèrova čtverce šifrované slovo „gexbwogd“. Což na velblouda zní skutečně zlověstně.

Jak je zřejmé z příkladu, v případě použití klíče obsahujícího písmeno A dokonale zmatete nepřítele, protože k posunu nedochází vůbec. Zatímco dvě písmena, která byla v původním slově rozdílná – „v“ a „u“ – se použitím čtverce (tedy dvou různých posunutých abeced) zašifrují se stejný výsledkem „G“, písmeno, které bylo původně stejné „l“, se dle klíče šifruje rozdílně na „X“ a „W“.

Síla šifry spočívá v tom, že bez znalosti klíčového slova jste poněkud ztraceni a marně přemýšlíte, co se to s původním textem stalo. Slabina šifry pak spočívá v délce slova, které pro šifrování používáte. Navzdory všemu prostě dříve či později k jistému opakování šifrovaných znaků dochází.

S šifrou pana Vigenèra se ovšem na mensovním setkání při bojovce nejspíš nesetkáte. A pokud ji někdy někde potkáte, poznáte ji podle klíčového slova, které je její nedílnou a pro takové to domácí luštění zcela nenahraditelnou součástí.

Zato Caesara s jeho posunovou šifrou potkáte často a teď už vás nebude děsit.

Takže zkušený šifrovací výraz nasadit, máme pro vás něco na procvičení:

Dva příklady ke zkoušení Caesarovy posunové šifry.

1. NUDOLFNB VQHCQLN
2. CRGEBIL XNZRAL

A ještě dva pro pokročilé:

1. NKOIXUCSJ
2. QJYRAO