Playfair-rejtjel ismertető

A Playfair-rejtjel vagy Playfair-négyzet egy szimmetrikus kézi kódolási módszer, amely az első szó szerinti digrafikus helyettesítő rejtjel volt. 1854-ben Charles Wheatstone találta fel,
de legfőbb támogatójának, Lord Playfairnek a nevét viseli.

A módszer betűpárokat (digráfokat vagy bigrammákat) kódol, szemben az abban az időben használatos egyszerű helyettesítő rejtjelekkel és bonyolultabb Vigenére-féle módszerrel, amelyek
a betűket helyettesítették. Tehát a Playfairt sokkal nehezebb feltörni, hiszen az egyszerű helyettesítő rejtjelek megfejtésére használt gyakoriságelemzés itt nem működik. Pontosabban fogalmazva használható, de az angol nyelvben több mint 600 betűpárra a 26 betű helyett, a magyar nyelvben 1600 betűpárra
a 40 betű helyett. A betűpárok gyakoriságelemzése lehetséges,
de jóval bonyolultabb, és sokkal nagyobb kódolt szövegre van szükség, hogy legyen valami haszna.

Története

A Playfair-kódról az első írásos emlék 1854. március 26-áról származik, melyet bár Wheatstone írt alá, maga a rejtjel mégis Wheatstone barátjának, az azt népszerűsítő Lord Playfairnek
a nevét viseli. A kidolgozásakor a brit külügyminisztérium a bonyolultságára hivatkozva elutasította. Amikor Wheatstone
meg akarta nekik mutatni, hogy négy iskolás gyerekből három
meg tudja tanulni használni 15 perc alatt, a külügyminisztérium államtitkára azt válaszolta, hogy "az lehet, de soha nem fogja
tudni megtanítani a mi attaséinknak."

A második búr háborúban és az I. világháborúban a brit hadsereg taktikai célokra használta,
az ausztrálok pedig hasonló megfontolásokból a II. világháború alatt. Ennek az oka az volt, hogy a Playfair meglehetősen gyorsan és bármiféle különleges felszerelés nélkül használható.
A Playfair használatának egyik tipikus forgatókönyve a tényleges csata alatt fontos, de nem kritikus titkok megvédésére irányul. Mire az ellenség kriptanalitikusai feltörik a kódot, a szöveg tartalma már érvényét veszti. A digitális kódolóeszközök megjelenésével a Playfair katonai alkalmazása azonban megszűnt. A Playfairt ma már bármilyen célra megbízhatatlannak tartják - még az elavult Intel 80386-os PC is rövid idő alatt feltöri.

A Playfair-rejtjel első publikált megoldását Joseph O. Mauborgne hadnagy egy 19 oldalas füzetben írta le, 1914-ben.

Használata

A Playfair-rejtjel egy 5×5-ös táblát használ, amely tartalmaz egy kulcsszót vagy -kifejezést. Ennek a kulcsszónak a megjegyzése, valamint négy egyszerű szabály betartása volt minden, amit meg kellett tenni az 5x5-ös tábla elkészítéséhez és a kód használatához.

A kulcstábla elkészítéséhez először a kulcsszó betűivel kell kitölteni a mezőket (az ismétlődő betűket csak egyszer leírva), majd az üresen maradt helyeket az ábécé többi betűjével kell kitölteni (Ez általában a Q betű kihagyásával törénik, hiszen a négyzet 25 mezőjébe nem fér be az angol ábécé mind a 26 betűje. Más változatok az I-t és a J-t egy betűként kezelik.)
A kulcsszót írhatjuk a tábla legfelső sorába, balról jobbra, vagy valamilyen más elrendezés szerint, például a bal felső sarokból induló spirálban, amely középen végződik. A kulcsszó
az 5×5-ös tábla kitöltési módjával együtt alkotja magát a kódot.

A szöveg kódolásához az eredeti szöveget két betűből álló csoportokba kell rendezni (például a "Playfair-rendszer" "PL AY FA IR RE ND SZ ER" lesz), amelyeket a kulcstáblán kell elosztani, majd egymás után alkalmazni az alábbi 4 szabályt az eredeti szöveg minden betűpárjára:

Ha az egyik pár mindkét eleme ugyanaz a betű, vagy már csak egy betű maradt az utolsó párba, akkor írjunk egy "X"-et az első betű után, és ezt az új párt kódoljuk. Néhány változat "X" helyett "Q"-t használ, de bármely ritka betű megteszi.

Ha az egyik pár mindkét betűje ugyanabban a sorban jelenik meg a kulcstáblán, akkor a tőlük közvetlenül jobbra állóval kell helyettesíteni őket (ha történetesen az egyik betű a sor jobb szélén van, akkor a sor bal szélén álló betűvel kell helyettesíteni).

Ha az egyik pár mindkét betűje ugyanabban az oszlopban jelenik meg a kulcstáblán, akkor közvetlenül az alattuk állóval kell helyettesíteni őket (ha az egyik betű az oszlop alján van, akkor az oszlop tetején álló betűvel kell helyettesíteni).

Ha az egyik pár betűi nincsenek sem egy sorban, sem egy oszlopban, akkor tekintsük azt
a kulcstábla mezőiből felépülő téglalapot, amelynek a két betű a két szemközti csúcsa.
A betűket a saját sorukban, a téglalap másik csúcsánál lévő betűkkel helyettesítjük.

A megfejtéshez az eljárás fordítottját kell végrehajtani (a fölösleges "X"-ek vagy "Q"-k elhagyásával a végső szövegből).