多アルファベット暗号

多アルファベット暗号は、複数の置換アルファベットを使用する置換暗号です。ヴィジュネル暗号はおそらく多アルファベット暗号の最もよく知られた例ですが、これは単純化された特殊なケースです。エニグマ暗号はより複雑ですが、基本的には多アルファベット置換暗号です。

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）の初期の著作に基づいており、暗号の置換と転置に関する最初の公開された議論と、各平文文字に複数の置換文字が割り当てられる多アルファベット暗号の最初の説明が含まれていました。^{[1]しかし、多アルファベット暗号は、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言われています。^[2]

1467 年頃のレオン・バッティスタ・アルベルティによるアルベルティ暗号は、初期の多アルファベット暗号でした。アルベルティは、メッセージを暗号化するために混合アルファベットを使用しましたが、必要に応じて別のアルファベットに切り替え、暗号文に大文字または数字を含めることで、切り替えたことを示しました。この暗号化では、アルベルティは、混合アルファベットによる多アルファベット置換を実装した 復号器デバイス、暗号ディスクを使用しました。

ヨハネス・トリテミウスは、死後1518年に出版された著書『ポリグラフィア六書』の中で、トリテミウス暗号と呼ばれる漸進鍵多アルファベット暗号を発明した。^[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文字が入った正方形のタブラ・レクタから始めた（ラテン語で書いたトリテミウスは24文字を使った）。各アルファベットは、上にあるアルファベットから1文字左にシフトされ、Zに達したら再び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を使用して暗号化することで、A は B に、B は C になるというものでした。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を使用して暗号化されるというように続きます。アルベルティの暗号ディスクも同じスキームを実装しました。このディスクには 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 つは回転するディスクにあります。文字は、外側のリングでその文字を探し、ディスク上でその文字の下にある文字としてエンコードすることで暗号化されます。ディスクは B の下の A から始まり、ユーザーは各文字を暗号化した後、ディスクを 1 文字ずつ回転させました。

この暗号は簡単に解読でき、アルベルティの機械実装もそれほど難しくなかった。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。アルベルティの多アルファベット暗号の実装でさえ、解読はかなり容易だった (大文字は暗号解読者にとって大きな手がかりとなる)。その後の数百年間の大半、複数の置換アルファベットを使用することの重要性は、ほとんどすべての人に理解されなかった。多アルファベット置換暗号の設計者は、多数のアルファベットを使用し、決して繰り返しをしないことでセキュリティを向上できるという点ではなく、少数のアルファベットの選択 (必要に応じて繰り返す) をわかりにくくすることに集中していたようだ。

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）は大きな進歩であり、頻度分析が開発されて以来の数百年で最も重要な進歩であった。適切な実装は（そして最終的に実現されたときも）はるかに解読が困難であっただろう。19世紀半ば（クリミア戦争中のバベッジの秘密研究と数年後のフリードリヒ・カシスキによるほぼ同等の公開）になって初めて、適切に実装された多アルファベット暗号の暗号解読は何らかの成果を上げた。カシスキの調査を参照。

アブラモ・コロルニは1593年の著書『スコトグラフィア』で多アルファベット暗号について記述した。^[4]

• Alberti、Leon Battista (1997)、A Treatise on Ciphers、トランス。 A.ザッカニーニ。デヴィッド・カーンによる序文、トリノ：ガリンベルティ
• チャーチハウス、ロバート（2002）、コードと暗号：ジュリアス・シーザー、エニグマ、そしてインターネット、ケンブリッジ：ケンブリッジ大学出版局、ISBN 978-0-521-00890-7
• ゲインズ、ヘレン・フーシェ(1939)、暗号解析、ドーバー、ISBN 0-486-20097-3

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