Cifrado de Vigenere

El cifrado Vigenère es un algoritmo de cifrado polialfabético inventado por el criptólogo francés Blaise de Vigenère en el siglo XVI. Se basa en un cifrado de turno al que se le agrega el uso de una palabra clave que cambia el turno en cada paso.

El cifrado de Vigenere usa una clave (y un alfabeto).

Haga coincidir, para cada letra, el valor de su rango en el alfabeto, comenzando desde 0: 0=A,1=B,…,25=Z.

Existen varios métodos de encriptación (que logran el mismo resultado):

Cifrado de Vigenere agregando letras

El cifrado consiste en agregar la clave al texto sin formato. El cálculo se realiza letra por letra (la adición de letra se realiza de hecho por números, se suman los valores de las letras). El resultado se da módulo 26: si el resultado es mayor o igual a 26, reste 26 del resultado (donde 26 es la longitud del alfabeto).

Para hacer coincidir la longitud del texto con la clave, se repite sin cesar: CLAVECLAVECLA..

Para cada número obtenido (que debe tener un valor entre 0 y 25), haga coincidir la letra que tiene el mismo rango en el alfabeto.

Cifrado de Vigenere con una matriz

Para cifrar con Vigenere a través de una tabla con dos entradas, use la siguiente cuadrícula (caso en el que el alfabeto es ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ):

Busque la letra del mensaje en claro en la parte superior de la tabla y la letra de la clave en la columna izquierda. La letra encriptada se encuentra en la intersección.

Continúe con la siguiente letra del mensaje y la siguiente letra de la clave, al final de la clave, comience nuevamente al principio.

El descifrado de Vigenere requiere una clave (y un alfabeto).

Descifrado de Vigenere por sustracción de letras

Haga coincidir, para cada letra, el valor de su rango en el alfabeto, comenzando desde 0: 0=A,1=B,…,25=Z.

Para descifrar, tome la primera letra del mensaje y la primera letra de la clave, y reste sus valores. Si el resultado es negativo, agregue 26 al resultado (donde 26 es el número de letras en el alfabeto), el resultado corresponde al rango en el alfabeto de la letra clara.

Continúe con la siguiente letra del mensaje y la siguiente letra de la clave, al final de la clave, comience nuevamente al principio.

Descifrado de Vigenere con una matriz

Para descifrar con Vigenere a través de una tabla cuadrada con dos entradas, use la siguiente cuadrícula (caso en el que el alfabeto es ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ):

Localice la primera letra de la clave en la columna izquierda y explore la línea hasta encontrar la primera letra del mensaje cifrado. Entonces, vuelva a subir la columna para leer la letra clara correspondiente (en la parte superior).

Continúe con la siguiente letra del mensaje y la siguiente letra de la clave, al final de la clave, comience nuevamente al principio.

Después de un cifrado Vigenere, el mensaje tiene un índice de coincidencia que disminuye entre 0.05 y 0.04 dependiendo de la longitud de la clave, disminuye hacia 0.04 cuanto más larga sea la clave.

Las técnicas sin clave más comunes utilizan métodos estadísticos para encontrar la longitud de la clave, y el análisis de frecuencia le permite encontrar la clave.

Prueba de Kasiski

La prueba de Kasiski consiste en localizar repeticiones de letras en el texto cifrado.

El hecho de que haya una repetición significa que la misma secuencia de letras en texto plano se ha cifrado con la misma parte de la clave o que diferentes secuencias de letras en texto plano se cifran de la misma manera. Esta segunda posibilidad tiene solo una baja probabilidad de llegar. Al analizar las diferencias entre dos redundancias de secuencias idénticas, es posible determinar un múltiplo de la longitud de la clave. Al analizar para cada desviación, los posibles divisores, la longitud de la clave se deduce con gran probabilidad.

Prueba por índice de coincidencia

La prueba del índice de coincidencia consiste en extraer una letra de n en el mensaje y medir el índice de coincidencia. Cuanto mayor es, mayor es la probabilidad de que n sea la longitud de la clave.

De hecho, tomar una letra en n cuando n es la longitud de la clave equivale a tomar una serie de letras cifradas siempre cifradas con el mismo desplazamiento, por lo tanto, el índice de coincidencia es igual al del texto sin formato.

Durante el cifrado, la clave se agrega al texto sin formato para obtener texto cifrado. Entonces, del texto cifrado, reste el texto plano para obtener la clave.

Hay varias variaciones, como la cifra de Beaufort, la cifra de Vigenere Autoclave o la cifra de Vernam.

Para que Vigenere sea resistente a los ataques, el codificador debe determinar la clave de cifrado más segura posible. Todos los ataques se basan en la detección de repeticiones de claves, por lo que para evitar este problema, es necesario utilizar una clave la más larga posible para que no se repita o de una una longitud mayor que el tamaño del texto. Este es el caso especial del cifrado de Vernam.

La variante de clave actual utiliza una longitud de clave al menos igual a la del texto. Esta técnica hace posible asegurar el cifrado de Vigenere porque el ataque de Kasiski ya no es válido.Para obtener una clave lo suficientemente larga, es común usar un libro largo u otro mensaje. El uso de este tipo de clave abre la posibilidad de otros ataques, por palabra probable y / o por análisis de las frecuencias de los caracteres si el mensaje es lo suficientemente largo.En el caso particular donde la clave completa está compuesta de caracteres aleatorios (ver cifrado de Vernam), el mensaje se vuelve completamente inatacable por cualquier método de criptoanálisis (seguridad incondicional).

Al utilizar un alfabeto desordenado o una clave que permita modificar el alfabeto latino tradicional, la mayoría de las herramientas de criptoanálisis se vuelven inútiles y el cifrado Vigenère es resistente a los ataques clásicos.

La regla Saint-Cyr es un instrumento con forma de regla que facilita el cifrado y descifrado manual de un mensaje codificado con Vigenère. Su parte fija está compuesta por el alfabeto, y su parte móvil deslizante es un alfabeto doble.  Para cifrar una letra, mueva la diapositiva de modo que la A de la parte fija corresponda a la letra de la clave. Luego mire la letra de la parte móvil directamente debajo de la letra del mensaje claro escrito en la parte fija.

Blaise de Vigenère (1523-1596) fue un diplomático francés.

César es en realidad el equivalente de un código Vigénere de una letra. El código de Vigenere usa claves más largas y, por lo tanto, cada letra se puede codificar de varias maneras. El análisis de frecuencia no se puede usar directamente.

Blaise de Vigenère escribió un tratado que describe esta cifra en 1586. Una reedición completa está disponible here (affiliate link) Sin embargo, otro tratado que data de 1553 por Giovan Battista Bellaso ya describió un sistema muy similar.