Sandi Playfair

Sandi substitusi sederhana seperti Caesar mengenkripsi satu huruf setiap kali, sehingga rentan terhadap analisis frekuensi. Huruf-huruf dalam bahasa Inggris memiliki frekuensi yang dapat diprediksi: E paling sering muncul, disusul T, A, O, dan seterusnya.

Sandi Playfair mengenkripsi pasangan huruf, bukan huruf tunggal. Hal ini secara drastis meningkatkan jumlah bigram yang mungkin dan meratakan analisis frekuensi.

Sandi Playfair menggunakan kisi huruf 5x5 yang disebut persegi kunci. Kisi ini memuat semua 26 huruf alfabet, dengan I dan J digabungkan dalam satu sel karena hanya ada 25 sel.

Untuk membuat persegi kunci, tulis kata kunci terlebih dahulu dengan menghapus huruf yang berulang, lalu isi huruf alfabet yang tersisa secara berurutan. Kata kunci menentukan seluruh susunannya.

Untuk kata kunci "MONARCHY", hapus huruf yang berulang: M-O-N-A-R-C-H-Y. Isi kisi 5x5 baris demi baris: MONAR / CHYBE / DFGIK / LPQST / UVWXZ.

Huruf yang tersisa B, D, E, F, G, I, K, L, P, Q, S, T, U, V, W, X, Z dimasukkan secara berurutan setelah huruf kata kunci, dengan I/J berbagi satu sel.

Sebelum mengenkripsi, teks asli dipecah menjadi pasangan huruf. Jika satu pasangan berisi huruf yang sama, sisipkan X di antara keduanya. Sebagai contoh, "BALLOON" menjadi "BA LX LO ON".

Jika pesan memiliki jumlah huruf ganjil, tambahkan X di bagian akhir. Pemrosesan awal ini memastikan aturan Playfair selalu dapat diterapkan dengan rapi.

Jika kedua huruf dalam satu pasangan berada di baris yang sama pada persegi kunci, ganti masing-masing dengan huruf tepat di sebelah kanannya, dengan kembali ke awal baris setelah mencapai ujung.

Sebagai contoh, dalam matriks MONARCHY, jika mengenkripsi "AR", keduanya berada di baris 1. A menjadi R, dan R menjadi C. Pasangan teks sandinya adalah "RC".

Jika kedua huruf dalam satu pasangan berada di kolom yang sama, ganti masing-masing dengan huruf tepat di bawahnya, dengan kembali dari bagian bawah ke bagian atas kolom.

Aturan ini bekerja secara simetris: jika "MB" berada di kolom yang sama, M akan diganti dengan huruf di bawahnya dalam kolom tersebut. Kolom berputar kembali ke awal seperti halnya baris.

Jika kedua huruf membentuk persegi panjang dalam persegi kunci, ganti setiap huruf dengan huruf pada baris yang sama tetapi di sudut persegi panjang yang berlawanan.

Inilah kasus yang paling umum. Jika mengenkripsi "MU", cari M dan U dalam kisi. M berada di baris 1 kolom 1, sedangkan U berada di baris 5 kolom 1. Keduanya membentuk persegi panjang. M diganti dengan huruf pada baris 1 di kolom U, dan U diganti dengan huruf pada baris 5 di kolom M.

Untuk mengenkripsi "HIDE THE GOLD", hapus spasi dan siapkan pasangan huruf: HI DE TH EG OL DX. Terapkan aturan yang sesuai, yaitu baris yang sama, kolom yang sama, atau persegi panjang, pada setiap pasangan menggunakan persegi kunci.

Setiap pasangan dienkripsi secara terpisah. Hasilnya adalah serangkaian teks sandi berupa pasangan huruf yang harus didekripsi dengan persegi kunci yang sama untuk memulihkan teks asli.

Meskipun lebih kuat daripada substitusi sederhana, Playfair masih rentan terhadap kriptanalisis. Analisis frekuensi pasangan huruf tetap memungkinkan: dalam bahasa Inggris, "TH", "HE", "IN", dan "ER" adalah bigram yang paling umum.

Penyerang yang memiliki cukup banyak teks sandi dapat membuat tabel frekuensi pasangan huruf terenkripsi dan membandingkannya dengan frekuensi pasangan huruf bahasa Inggris yang diperkirakan untuk menyimpulkan persegi kunci.

Sandi Playfair ditemukan oleh Charles Wheatstone pada tahun 1854, tetapi dipopulerkan oleh Baron Playfair, yang menjadi asal namanya. Angkatan Darat Britania menggunakannya secara luas dalam Perang Dunia I untuk komunikasi lapangan.

Sandi ini dipilih karena cukup mudah digunakan tanpa peralatan mekanis, tetapi cukup kuat untuk melindungi komunikasi taktis. Pasukan Australia juga menggunakannya dalam Perang Dunia II, ketika sandi ini berhasil dipecahkan oleh kriptanalis Jepang.

Dekripsi dalam Playfair menggunakan persegi kunci yang sama dan tiga aturan yang sama, tetapi diterapkan secara terbalik. Untuk pasangan pada baris yang sama, geser ke kiri, bukan ke kanan. Untuk pasangan pada kolom yang sama, geser ke atas, bukan ke bawah. Untuk pasangan berbentuk persegi panjang, aturannya sama seperti saat enkripsi.

Setelah dekripsi, huruf X pengisi harus dihapus: huruf ganda yang dipisahkan oleh X digabungkan, dan X di bagian akhir dihilangkan. Langkah rekonstruksi ini diperlukan untuk memulihkan pesan asli.

Uji pemahaman Anda tentang aturan sandi Playfair.

Playfair mengenkripsi pasangan huruf menggunakan persegi kunci 5x5 yang dibuat dari kata kunci. Tiga aturannya menangani kasus baris yang sama, kolom yang sama, dan persegi panjang. Sandi ini jauh lebih kuat daripada substitusi sederhana karena frekuensi pasangan huruf jauh lebih sulit dieksploitasi.

Meskipun cerdik, Playfair berhasil dipecahkan oleh kriptanalis pada era WWI. Sandi ini tetap menjadi tahap penting dalam perkembangan dari enkripsi sederhana menuju enkripsi polialfabetik dan akhirnya enkripsi modern.