Substitutieversleuteling

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken

Substitutieversleuteling is een encryptiemethode. De versleuteling veronderstelt de aanwezigheid van een set ter vervanging dienende symbolen. Deze symbolen zijn niet beperkt tot alfabetten.

Buiten het vervangen per letter kan men ook combinaties van letters vervangen. Men spreekt in het eerste geval van een eenvoudige substitutie en in het tweede van polygrafische subsititutie. Daarnaast bestaat het onderscheid tussen monoalfabetische substitutie, waarbij voor het hele te versleutelen bericht één enkel substitutie-alfabet gebruikt wordt, en polyalfabetische substitutie, waarbij het substitutie-alfabet tijdens de versleuteling verandert.

Men zou de Morsecode als substitutieversleuteling kunnen zien. Morsecode is echter nooit geheim geweest en kan dientengevolge niet worden ingedeeld in de geheimschriften.

A diagram drawn by Conan Doyle

Substitutie komt voor in literatuur, bijvoorbeeld in Edgar Allan Poe's de goud-kever maar ook in Sherlock Holmes' Avontuur van de dansende mannen.

Substitutieversleuteling verschilt van transpositieversleuteling, waar de letters niet vervangen worden maar alleen anders gerangschikt. Combinaties zijn uiteraard mogelijk.

Monoalfabetische substitutie[bewerken]

Monoalfabetische substitutie vervangt gedurende de hele encryptie elke letter van het klaarschrift met een vooraf vastgesteld substituut. Historische voorbeelden hiervan zijn het Caesarcijfer en atbash. Er zijn verscheidene variaties op deze twee methoden en totdat Arabische wiskundigen in de 9e eeuw de techniek van frequentieanalyse ontdekten werden ze als onbreekbaar beschouwd. Naast de twee genoemde is ook het rozenkruisersgeheimschrift een voorbeeld van monoalfabetische substitutie.

Homofone substitutie[bewerken]

Een belangrijke ontwikkeling om de frequentieanalyse tegen te gaan was de homofone substitutie. Hierbij worden in het versleutelingsalfabet meer symbolen gebruikt dan in het alfabet van het klaarschrift. De veel voorkomende letter E kan bijvoorbeeld vervangen worden door drie substituten, bijvoorbeeld de getallen 5, 31 en 57. Veel voorkomende letters krijgen bij homofone substitutie meer substituten dan minder vaak voorkomende. De frequentieverdeling van de versleutelde tekst wordt als gevolg daarvan plat, omdat elk substituut ongeveer even vaak voorkomt.

Een uitgebreidere variant van homofone substitutie is de nomenclatuur.[1] Hier wordt het gebruikt in combinatie met een codeboek waarin veel voorkomende namen en begrippen een eigen substituut krijgen. Een voorbeeld hiervan is het Grote Geheimschrift van Lodewijk XIV.

Polygrafische substitutie[bewerken]

Bij polygrafische substitutie worden de letters in combinatie in plaats van per letter vervangen. Dit was een belangrijke ontdekking tegen frequentieanalyse. De oudst bekende verhandeling van polygrafische substitutie komt uit 1586 beschreven in de furtivis literarum notis van Giambattista della Porta. Felix Delastelle publiceerde over verscheidene polygrafische versleutelingen zoals het bifid-, het trifid- en het vier-vierkantencijfer. Een ander bekend voorbeeld van polygrafische subtitutie is het playfaircijfer.

Polyalfabetische substitutie[bewerken]

Vigenèretabel

Bij polyalfabetische substitutie wordt gebruikgemaakt van meerdere versleutelingsalfabetten, veelal in de vorm van tabellen. De oudst bekende omschrijving van polyalfabetische substitutie stamt uit 1463 en komt van Leone Battista Alberti, in omstreeks 1500 gevolgd door een beschrijving in het werk Steganographia van Johannes Trithemius. In 1563 wordt in De Furtivis Literarum Notis van Giambattista della Porta een meer complexe manier met een gemengd alfabet omschreven. Het meest bekende werk aangaande polyalfabetische substitutie komt echter van Blaise de Vigenère. Zijn Vigenèrecijfer heeft lang bekendgestaan als le chiffre indéchiffrable (Frans: het onontcijferbare geheimschrift).

Verwijzingen[bewerken]

  1. Cryptology and statecraft in the Dutch Republic - Karl de Leeuw (verklarende woordenlijst) ISBN 90-5776-039-8

Literatuur[bewerken]

  • Geheimschriften en codes - D.T. Moore / M. Waller
  • Cryptanalysis - a study of ciphers and their solution - H.F. Gaines ISBN 0-486-20097-3