LA CIFRA PLAYFAIR

A pesar del nombre del Barón de Playfair estar asociado la una de las cifra clásicas más conocidas, fue su amigo, el científico Charles Wheatstone, quien la concibió. Después de su creación en 1854, el barón consiguió que el gobierno británico adoptara oficialmente el uso de la cifra - de ahí el nombre Cifra "de" Playfair.

La Playfair es una cifra de bloque primitiva, usando algunos principios comunes a las cifras de bloque actuales. El mejor medio de aproximarse de la criptología moderna, sin tener que enfrentar la teoría de los números y la matemática, es entendiendo la Playfair.

ALGO DE HISTORIA

Wheatstone presentó su cifra en 1854 en una cena ofrecida por el lord Granville. Entre otros invitados ilustres estaba lord Palmerston. Wheatstone demostró su sistema usando la palabra-llave Palmerstone. Aparentemente su intención era la de convencer algunos invitados de que era una cifra segura y que podría ser utilizada en la Criméia. Conforme Bauer, el sistema realmente puede haber sido usado por primera vez en la guerra de la Criméia y existen informes que comprueban su uso en la guerra de los Boers.

Wheatstone y Playfair presentaron este sistema a la oficina de Relaciones Exteriores para ser usado enmedio diplomático, pero el sistema fue rechazado por ser muy complejo. Wheatstone argumentó de que podría enseñarlo para tres de cada cuatro alumnos de escuela primaria en menos de quince minutos, a lo que el secretario respondió "Es decir más que probable, pero nunca va a conseguir enseñarlo a los attachés."

CARACTERÍSTICAS

Origen:	Creada por Charles Wheatstone. Puede ser considerada como una cifra de bloque primitiva. Si quisiera, vea la Criptología - Historia Reciente o en la  Cronología Temporal y después retorne.
Clase:	Sustitución.
Tipo:	Polialfabética en bloque bigrámico. Si quisiera, vea más sobre el  Sistema de Cifras de Sustitución y después retorne.
Características:	Sustitución de letras, tomas dos a dos (bloque bigrâmico), de acuerdo con reglas aplicadas la una reja de 5 por 5 que contiene el alfabeto cifrante.
Seguridad:	Baja
Uso:	Interés histórico.
Criptoanálisis:	Análisis de frecuencia de dígrafos. Por ser una cifra polialfabética, la Playfair dificulta la criptoanálisis. Por ser una cifra de dígrafos, es preciso hacer un análisis de frecuencia de dígrafos - y existen más dígrafos que letras - y el número de elementos disponibles para análisis disminuye. Por ejemplo: en un mensaje de 100 letras, cifrada con una sustitución simple, tenemos 100 elementos derivados de una elección de 26; en un mensaje de 100 letras, cifrada en dígrafos, tenemos 50 elementos derivados de una elección de 676.

La Playfair posee otras ventajas: no necesita de tablas o dispositivos complicados, posee una palabra-llave que puede ser memorizada o intercambiada con facilidad, es muy fácil de ser implementada y poco sujeta a errores. Debido a estas características el sistema es perfecto para ser usado como una "cifra de campo".

PREPARANDO El TEXTO CLARO

La preparación del texto claro es extremadamente fácil: basta formar grupos de 2 letras, los bloques digrâmicos. Cada bloque recibirá un tratamiento de acuerdo con las reglas cifrantes (vea abajo). El texto claro que será cifrado con La Playfair es:

Sérgio Vieira de Melo, o brasileiro embaixador da paz, acaba de ser assassinado.

Preparamos o texto para ser cifrado:

SE RG IO VI EI RA DE ME LO OB RA SI LE IR OE MB
AI XA DO RD AP AZ AC AB AD ES ER AS SA SS IN AD O

De inmediato notamos que el último bloque quedó con sólo una letra y que existe un bloque con letra doble (SS). Letras repetidas impiden que la cifra pueda ser aplicada correctamente. En estos casos, convenciona-si una letra de separación. Generalmente son usados la X y o/la Z. Si falte una letra en el final, se añade X o Z. Corrigiendo los bloques obtenemos:

SE RG IO VI EI RA DE ME LO OB RA SI LE IR OE MB
AI XA DO RD AP AZ AC AB AD ES ER AS SA SX SI NA DO

El CIFRANTE

El alfabeto cifrante propuesto por Wheatstone queda dispuesto en una reja de 5 por 5. Como el alfabeto latino posee 26 letras, es preciso eliminar una de las letras. Varios criterios pueden ser utilizados. La variante inglesa es considerar I/J como sólo I. Otros optan por eliminar la W, sustituyéndolo por V, o entonces eliminar la Q, sustituyéndolo por K.

Además de eso, para facilitar la memorización del cifrante, Wheatstone sugirió comenzar el preenchimento de la reja con una palabra-llave. El restante de las células es llenado con las letras faltantes en orden alfabética.

En nuestro ejemplo usaremos la palabra-llave NUMABOA, que necesita ser reducida para NUMABO para que el La no se repita. Además de eso, la W será eliminado. Vea abajo:

N	U	M	A	B
O	C	D	E	F
G	H	I	J	K
L	P	Q	R	S
T	V	X	Y	Z

Las REGLAS CIFRANTES

Las letras de un bloque pueden tener sólo 3 localizaciones en la reja: están en la misma línea, están en la misma columna o están en líneas y columnas diferentes. Por lo tanto, existen sólo 3 reglas que deben ser aplicadas a los bloques digrâmicos:

1. Letras en la misma línea: son sustituidas por las letras a la su derecha. Si una de las letras del bigrama esté en la última columna de la reja, "se rueda la línea" y se utiliza la letra de la primera columna.
2. Letras en la misma columna: son sustituidas por las letras abajo de ellas. Si la letra esté en la última línea, "se rueda la columna" y se utiliza la letra de la primera línea.
3. Letras en líneas y columnas diferentes: las letras del bigrama forman un "cuadrilátero" y sustituidas por las letras posicionadas en los cantos contrarios del cuadrilátero.

No se apavore. Algunos ejemplos muestran que es pico. Observe la regla 1 en funcionamiento, donde sustituimos RA por YE. Si el digrama fuera GT, la G sería sustituido por L y la T sería sustituido por N. Si el digrama fuera GL, sería sustituido por LT.

La regla 2 indica como el digrama OE debe ser sustituido. La letra O por la letra a la su derecha C y la letra E por la letra a la su derecha F. Otros ejemplos serían PS sustituido por QL y MA sustituido por AB.

La regla 3 es de más empalagada. Tomemos como ejemplo el digrama LE. Visualice inicialmente el cuadrilátero formado por estas dos letras. Conforme la regla, las letras del digrama serán sustituidas por las por las letras de la misma línea pero en el canto opuesto. Siendo así, L es sustituida por R y Y es sustituida por El.

Por la regla 3, LE es sustituido por RO, MG por IN y BP por SU.

Estas tres reglas son el alma de la cifra Playfair. Obviamente, las mismas reglas son aplicadas para descifrar el texto, sólo que son usadas "al contrario".

EJEMPLO CIFRADO

Obedeciendo las reglas para la sustitución, vea abajo el texto cifrado del ejemplo. Los digramas fueron mantenidos para que quede más fácil consultar las sustituciones efectuadas.

SE RG IO VI EI RA DE ME LO OB RA SI LE IR OE MB
RF LJ GD XH DJ YE EF AD TG FN YE QK RO JQ CF AN

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AI XA DO RD AP AZ AC AB AD ES ER AS SA SX SI NA DO
MJ YM EC QE UR BY UE BN ME FR JY BR RB QZ QK UB EC

Observe las sustituciones sufridas por la letra E: fue intercambiada por F, D, O y J. Note que otras letras también fueron sustituidas por más de una. Este es el resultado de la sustitución polialfabética. Cada digrama, por su posición en la reja, acaba haciendo uso de una nueva combinación de letras, o sea, de un nuevo alfabeto cifrante.

SIMULACIÓN DE LA CIFRA

Mensaje claro CIFRA DE PLAYFAIR	Reja
Palavra-clave
Mensaje cifrado

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Fuentes

Didier Müller - Le chiffre Playfair
Ben Goren - The Playfair Cipher
John Savard - Playfair and its Relatives
Beginners Guide to Cryptography

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Créditos: Didier Müller  , vovó Vicki, Manuel González Rodríguez

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