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多表式暗号とは、複数の換字式アルファベットを用いる換字暗号の一種です。ヴィジュネル暗号はおそらく多表式暗号の最もよく知られた例ですが、これは簡略化された特殊なケースです。エニグマ暗号機はより複雑ですが、根本的には多表式換字暗号です。
アル・カルカシャンディ（1355–1418）の著作は、イブン・アル・ドゥライヒム（1312–1359）の先行研究に基づいており、暗号の置換と転置に関する最初の公表された議論、および各平文文字に複数の置換文字が割り当てられる多表式暗号の最初の記述を含んでいた。[ 1 ]しかし、多表式暗号は、数世紀前にアラブの暗号学者アル・キンディ（801–873）によって開発された可能性があると主張されている。[ 2 ]
レオン・バッティスタ・アルベルティが1467年頃に考案したアルベルティ暗号は、初期の多表式暗号の一つである。アルベルティは混合アルファベットを用いてメッセージを暗号化したが、必要に応じて別のアルファベットに切り替えることができ、その際には暗号文に大文字や数字を添えることで切り替えたことを示した。この暗号化には、アルベルティが考案した暗号ディスクと呼ばれる復号装置が用いられ、混合アルファベットを用いた多表式換字方式が採用されていた。
ヨハネス・トリテミウスは、死後 1518 年に出版された著書『ポリグラフィアエ・リブリ・セクス』（ポリグラフィアの 6 冊）の中で、トリテミウス暗号と呼ばれる漸進的鍵多表式暗号を発明した。[ 3 ]ランダムな間隔でアルファベットを切り替えるアルベルティの暗号とは異なり、トリテミウスはメッセージの各文字ごとにアルファベットを切り替えた。彼は、26 文字の正方形であるtabula rectaから始めた (ただし、ラテン語で書いたトリテミウスは24 文字を使用した)。各アルファベットは、その上のアルファベットから 1 文字左にずらされ、Z に達した後は再び A から始まった (表を参照)。
トリテミウスのアイデアは、メッセージの最初の文字を最初のシフトされたアルファベットで暗号化し、A を B に、B を C にする、といったものでした。メッセージの 2 番目の文字は、2 番目のシフトされたアルファベットで暗号化され、といった具合でした。アルベルティの暗号円盤も同じ方式を採用していました。円盤には 2 つのアルファベットがあり、1 つは固定された外側のリングに、もう 1 つは回転する円盤にありました。文字を暗号化するには、外側のリングでその文字を探し、円盤上のその文字の下にある文字としてエンコードします。円盤は B の下に A が配置された状態から始まり、ユーザーは文字を暗号化するたびに円盤を 1 文字ずつ回転させました。
この暗号は解読が非常に容易で、アルベルティの機械による実装もそれほど難しくはなかった。どちらの場合も、鍵の進行は攻撃者から十分に隠蔽されていなかった。アルベルティの多表式暗号の実装でさえ、解読はかなり容易だった（大文字は暗号解読者にとって重要な手がかりとなる）。その後数百年の間、複数の置換アルファベットを使用することの重要性は、ほとんど誰にも理解されなかった。多表式暗号の設計者たちは、少数のアルファベットの選択（必要に応じて繰り返す）を隠蔽することに重点を置いており、多くのアルファベットを使用し、決して同じアルファベットを繰り返さないことで得られるセキュリティの向上には注目していなかったようだ。
この原理（特にアルベルティの無制限の追加置換アルファベット）は、周波数解析が開発されて以来数百年で最も重要な進歩であり、大きな進歩であった。適切な実装は、はるかに解読が困難であった（そして、最終的に実現されたときには、実際にそうであった）。適切に実装された多表式暗号の暗号解読がようやく進展したのは、19世紀半ば（クリミア戦争中のバベッジの秘密の研究と、その数年後のフリードリヒ・カシスキによるほぼ同等の公開）になってからのことであった。カシスキの調査を参照のこと。
アブラモ・コロルニは、1593年の著書『スコトグラフィア』の中で多表式暗号について記述している。[ 4 ]
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