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転置式暗号とは?アルゴリズムや鍵数について解説!

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悩んでいる男の子

転置式暗号ってどういう暗号方式なのかな?
基本的なことが分からないから教えてほしいな~。

こんな悩みを解決します。

  • 本記事の内容
  • 転置式暗号とは?
  • 転置式暗号の鍵数やアルゴリズムについて
  • 本記事の執筆者
いずみん(@izumin_0401)

今回は、転置式暗号について解説します。

いずみん

本記事を読めば転置式暗号の基本が理解できるので、是非最後まで読んでみてください!

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目次

転置式暗号とは

転置式暗号とは、文字の位置を入れ替える暗号のことです。

平文を別の文字に入れ替えたりするのではなく、あくまで位置を入れ替える方法になります。

文字の位置を入れ替えるということは、一種の「アナグラム」とも言えます。

転置式暗号はどうやるの?

転置式暗号は平文の位置を入れ替えるわけですが、平文の文字数は決まっているわけではありません

ですので、平文をブロックで区切ります

例えば、「あほぼけかす」という平文に対し、ブロックを2文字と定義した場合、

  • あほ / ぼけ / かす

と区切ります。

で、2文字ずつに区切った文字をそれぞれ入れ替えます。

  • ほあ / けぼ / すか

これで暗号文「ほあけぼすか」の完成となります。

転置式暗号の一般的なルール

転置式暗号を適用する場合、平文が中途半端な場合は注意が必要です。

例えば、平文が「あほぼけかす」で、ブロックを4文字で区切る場合、

  • あほぼけ / かす

となります。

かす」が半端に残ってしまいますが、この場合は、

  1. そのままにする
  2. 半端な部分だけ別途決まりを定義する

の二択になります。

文字を補う方法を「パディング」と言いますが、パディングは転置式暗号ではおすすめできません。
パディングした内容が暗号文を解読するためのヒントになるためです。

転置式暗号の種類

転置式暗号は平文の位置を規則に従って入れ替えているだけなので、そういった類の暗号はすべて転置式暗号と言えます。

以下が転置式暗号に該当する暗号方式です。

  • 逆順
  • シャッフル
  • スキュタレー暗号(冗字を使用しない場合)

ナポレオンの転置式暗号

ナポレオンは転置式暗号を使用していたと言われています

方法としては、先ほど例に出した「2文字をそれぞれ入れ替える方法」を使用していました。

転置式暗号のアルゴリズム

転置式暗号の分割文字数を「n」とします。

「n = 1」の場合

これは平文と同じになるため無視します。

「n = 平文の文字数」の場合

平文をシャッフルした状況と同じになります。

「n > 平文の文字数」の場合

多少の工夫が必要です。

パディングはしない方がよいですが、一旦パディングをして暗号化するしか、簡単な方法としてはありません。

「n < 平文の文字数」の場合

n」がどれだけ小さいかを気を付ける必要があります。

仮に、末尾に半端な文字があり、半端な文字はそのまま暗号文として使うというルールだった場合、末尾の文字はそのまま暗号文に出力されることになります

転置式暗号の鍵数

アルファベットは全26文字なので、それを前提として考えます。

n」が仮に「4」だった場合、鍵の総数は以下のようになります。

  • 4! = 4 × 3 × 2 × 1 = 24

また、分割文字数が「4」と分かっていない場合で、「6以下」だということだけが分かっている場合はこうなります。

  • 2! + 3! + 4! + 5! + 6! = 2 + 6 + 24 + 120 + 720 = 872

まとめ

今回は、転置式暗号について解説しました。

転置式暗号の暗号方式自体は意外と簡単ですね。

ではまた!

まとめ
  • 転置式暗号とは、文字の位置を入れ替える暗号のこと。
  • 転置式暗号は、平文をブロックで区切って暗号化する。
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いずみん

僕は↑の本で暗号の勉強をしました!
非常に分かりやすいので是非!

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