Homofónna šifra

          Ďalším typom substitučnej šifry je homofónna šifra. Nedostatok klasických monoalfabetických substitučných šifier sa snaží odstrániť tým, že každý znak má v zašifrovanom texte viacero ekvivalentov. Napr. frekvencia písmena A je v anglickom texte približne 8%. Preto tomuto znaku priradíme 8 rôznych ekvivalentov. Písmeno Z má frekvenciu výskytu cca 1% a teda mu priradíme 1 znak. K zašifrovaniu správy by sme použili každý z ekvivalentov náhodne. Frekvencia každého znaku by sa znížila na približne 1%. Ak by sme využili vyššie uvedenú frekvenčnú tabuľku a na reprezentáciu jednotlivých znakov by sme použili dvojciferné čísla, tak šifrová abeceda by mohla vyzerať napr. takto:

A	B	C	D	E	F	G	H	I	J	K	L	M	N	O	P	Q	R	S	T	U	V	W	X	Y	Z
77	35	30	26	03	42	00	90	07	01	04	12	58	57	15	40	21	24	47	55	13	39	19	16	37	59
50	11	25	75	79	89	71	96	17			02	10	91	53	34		78	46	83	63		62		54
49		05	27	73			66	38			06		94	74			33	87	85	88
76			51	82			45	31			81		95	72			80	86	69
08				97			23	52					20	48			84	61	65
28				67			14	29					18	56			92	70	60
99				44										43					41
36				22															09
				32															68
				93
				98
				64

          Ako pomôcka pri prelomení tejto šifry nám veľmi dobre poslúžia práve frekvencie jednotlivých písmen v jazykoch spolu s ďalšími pravidlami medzi písmenami. Napr. v angličtine je zaujímavé písmeno q. Je to písmeno, po ktorom vždy nasleduje u. Frekvencia písmena q je približne 1%, frekvencia písmena u je cca 3%. To znamená, že nám stačí nájsť v zašifrovanom texte znak, po ktorom nasledujú iba 3 rozdielne znaky. Napr. ak by sme v zašifrovanom texte našli bigramy (dvojicu po sebe nasledujúcich znakov) 02 45, 02 75, 02 07 a zároveň by sa po znaku 02 nevyskytovalo v zašifrovanom texte žiadne iné písmeno, môžeme s takmer 100% istotou predpokladať, že znak 02 reprezentuje znak Q a znaky 45, 75, 07 reprezentujú znak U. V predchádzajúcej tabuľke to však neplatí. V nej znak Q reprezentuje 21 a znak U je reprezentovaný ako 13, 63 a 88.
          Na prvý pohľad by sa mohlo zdať, že už nejde o monoalfabetickú substitučnú šifru, ale že je to polyalfabetická substitučná šifra (šifra, ktorá používa viacero šifrových abecied). Princíp polyalfabetických šifier je však v tom, že sa každému znaku počas šifrovania priradí viacero znakov a zároveň tieto znaky môžu byť použité na zašifrovanie iných znakov. Napr. znak písmena A bude v správe zašifrovaný znakmi W, Q, R, T, G a znak J bude zašifrovaný znakmi G, F, E, W. Vidíme, že písmená W a G sú použité k zašifrovaniu viacerých znakov. To však neplatí pri homofónnej substitučnej šifre. Ako ukazuje predchádzajúca tabuľka, každému znaku sa priradzuje viacero znakov, ale tie sa priradzujú práve jednému znaku. Napr. dvojciferné číslo 16 sa priradzuje iba znaku X. A práve tento fakt radí homofónnu substitučnú šifru k monoalfabetickým.


Homofónna šifra   Zdojový kód