روشی برای است که در آن هر واحد از متن اصلی بر طبق یک سیستم معین با رمزشده آن جایگزین می‌شود. یک واحد ممکن است یک حرف باشد (که معمولاً این طور است) یا دو حرف، سه حرف یا حتی ترکیبی از آنها و شکل‌های مشابه آن باشد. رمزگشایی آن با کمک عکس عمل جاگذاری انجام پذیر است.
 این روش با قابل مقایسه است. روش جانشینی بدون تغییر مکان حروف خود آنها را تغییر می‌دهد ولی رمزنگاری جابجایی حروف را تغییر نمی‌دهد و فقط آنها را با هم جابجا می‌کند.
 یکی از ساده‌ترین مثال‌های این روش می‌باشد.
 رمزنگاری جانشینی انواع مختلفی دارد. اگر رمزنگاری بر روی یک حرف انجام شود به آن گویند. به این نوع رمزنگاری روی گروه‌های بزرگتری از حروف، گویند. یک از جانشینی ثابت بر روی کل پیام استفاده می‌کند. درحالیکه از چندین جانشینی در موقعیت‌های مختلف در یک پیام استفاده می‌کند، به طوریکه یک واحد از متن اصلی به یکی از چندین احتمال در متن رمزشده نگاشته می‌شود و برعکس.
 جانشینی یک حرف ( ) را با نوشتن حروف الفبا با یک ترتیب خاص به منظور نشان دادن جانشینی، می‌توان نمایش داد. به این، گویند. ممکن است حروف الفبای رمز، شیفت داده شوند یا معکوس شوند(که به ترتیب و اتباش(Atbash) را ایجاد می‌کنند) یا در یک مدل پیچیده‌تر پیش روند که در این صورت به آن الفبای ترکیبی(mixed alphabet) یا الفبای بی‌ترتیب(deranged alphabet) گویند. به طور سنتی، الفبای ترکیبی ممکن است ابتدا توسط نوشتن یک کلیدواژه، حذف حروف تکراری از آن، سپس نوشتن تمامی حروف باقی مانده در حروف الفبا با ترتیب معمولی آنها ساخته شود.
 با استفاده از این سیستم، کلیدواژه‌ی " " الفبای زیر را به ما می‌دهد:
 پیام:
 
 
 
 
 
 به طور سنتی، متن رمزشده به صورت بلاک‌هایی با طول ثابت با حذف نقطه‌گذاری و فاصله‌ها نوشته می‌شود. این به منظور کمک به حذف خطای انتقال و پنهان کردن محدودیت‌های کلمه از انجام می‌شود.به این بلاک‌ها که “گروه‌ها” و گاهی “تعداد گروه” گویند، یک بررسی اضافی نسبت داده می‌شود. گروه‌های پنج حرف از زمان اولین پیام که توسط منتقل شد به صورت سنتی وجود دارند:
 
 
 اگر طول پیام به پنج بخش پذیر نباشد، ممکن است در پایان با "nulls" تکمیل شود. این‌ها می‌توانند هر کاراکتری باشند که به یک چیز بی معنی رمزگشایی می‌شوند، بنابراین گیرنده به راحتی می‌تواند آنها را تشخیص دهد و از بقیه جدا کند.
گاهی الفبای متن رمزشده با الفبای متن اصلی متفاوت است. برای مثال، در ، متن رمزشده شامل مجموعه‌ای از نمادهاست که مشتق شده از یک توری هستند. برای مثال:
 چنین ویژگی‌هایی تفاوت کوچکی در امنیت طرح ایجاد می‌کند. با این حال، در پایان، هر مجموعه‌ای از نمادهای عجیب می‌توانند به صورت حروف الفبا از A تا Z بازنویسی شوند و به صورت عادی با آنها برخورد شود.
در لیست‌ها و کاتالوگ‌های فروشندگان، گاهی یک رمزگذاری ساده برای جایگذاری رقم‌های اعداد با حروف استفاده می‌شود.
 مثال: MAT برای نمایش 120 به کار خواهد رفت.
 با اینکه روش سنتی کلیدواژه برای ایجاد یک جانشینی الفبایی ترکیبی، ساده است، یک عیب جدی این است که آخرین حروف الفبا(که معمولا فراوانی کمی دارند) تمایل دارند در انتها بمانند. یک روش قوی‌تر برای ایجاد یک الفبای ترکیبی، اجرای رمزنگاری جابه‌جایی در الفبای معمولی با استفاده از کلیدواژه است ولی معمولا انجام نمی‌شود.
 با اینکه تعداد احتمالی بسیار بزرگ است(26! ≈ 2^88.4 یا حدودا ۸۸ بیت)، رمز خیلی قوی نیست و به راحتی شکسته می‌شود. به شرط اینکه پیام طول معقولی داشته باشد، می‌تواند معنای احتمالی رایج‌ترین نمادها را با تحلیل متن رمزشده کاهش دهد. این، اجازه‌ی تشکیل کلمات جزئی را می‌دهد که می‌تواند به صورت آزمایشی پر شود و به تدریج راه‌حل جزئی را گسترش دهد(برای اثبات این موضوع به مراجعه کنید). در برخی موارد کلمات اساسی می‌توانند از الگوی حروفشان مشخص شوند. برای مثال، attract، osseous و کلماتی که ریشه شان این کلمات هستند، تنها کلمات رایج با الگوی ABBCADB هستند. بسیاری از مردم این نوع رمزنگاری‌ها را برای سرگرمی به عنوان کریپتوگرام(cryptogram)در روزنامه‌ها حل می‌کنند.
 مطابق فاصله در ، ۲۷.۶ حرف از متن رمزشده برای رمزگشایی جایگزینی ساده ی الفبایی ترکیبی لازم است.در عمل، معمولا حدود ۵۰ حرف لازم است، با اینکه برخی پیام‌ها با تعداد کم در صورت یافتن الگوهای غیرمعمول می‌توانند شکسته شوند. در موارد دیگر، می‌توان تصور کرد متن اصلی، توزیع فراوانی تقریبا مسطحی دارد و در این صورت متن‌های طولانی‌تری توسط رمزنگاری موردنیاز خواهد بود.
 یک نوع متداول از رمزهای جایگزینی، است. از روی عنوان مقام عمومی که عناوین بازدید مقامات رسمی را اعلام میکند، نامگذاری شده است. این یک صفحه کد کوچک شامل جدول جایگزینی حرف، سیلاب و کلمه، گاهی اوقات هوموفونیک که معمولا نمادها را به اعداد تبدیل می‌کند، استفاده می‌کند. در اصل قسمت کد به نام‌های افراد مشهور محدود شده بود از این رو، نام رمزگذاری در سال‌های بعد کلمه‌های رایج بسیار و نام مکان‌ها را نیز پوشش داد. نماد برای کلمه‌های کلیدی(whole words)(رمزنگاری(codewords) در زبان مدرن) و حروف(letters) (رمز(cipher) در زبان مدرن) در متن رمزشده تشخیص داده نمی‌شد. که توسط فرانسه استفاده شد، یکی از آنها بود.
 نامگذارها از اوایل قرن پانزدهم تا اواخر قرن هجدهم، کرایه‌های استاندارد مکاتبات، و توطئه‌های سیاسی پیشرفته بودند. بسیاری از توطئه‌گران کمتر رمزنگار و کمتر پیچیده بودند و همانطور ماندند. با اینکه در اواسط قرن شانزدهم، رمزنگاران مرتبا نامگذارها را می‌شکستند و سیستم‌های برتر از 1467 در دسترس بودند، جواب رایج به رمزنگاران به سادگی بزرگ کردن جدول‌ها بود. در اواخر قرن هجدهم وقتی سیستم شروع به از بین رفتن کرد، برخی نامگذار‌ها 50,000 تا نماد داشتند.
 با این اوصاف، همه‌ی نامگذارها شکسته نشدند. امروزه رمزنگاری متن‌های آرشیو شده یک حوزه مفید برای باقی مانده‌اند.
 تلاش اولیه برای افزایش سختی حملات تحلیل فراوانی بر روی رمزنگاری جایگزینی، پوشاندن فراوانی حروف متن اصلی توسط هوموفونیک بود. در این رمزگذاری‌ها، حروف متن اصلی به بیش از یک نماد متن رمزشده، نسبت داده می‌شدند. معمولا نمادهای متن اصلی با بیشترین‌ترین فراوانی معادل بیشتری نسبت به حروف با فراوانی کمتر دارند.با این روش توزیع فراوانی مسطح شده و تحلیل را سخت‌تر می‌کند.
 از آنجایی که بیش از ۲۶ کاراکتر برای الفبای متن رمزشده لازم است، راه حل‌های متنوعی برای اختراع حروف الفبای بزرگ‌تر به کار می‌رود. شاید ساده ترین آن استفاده از الفبای جایگزین عدد باشد. یک روش دیگر شامل تغییرات ساده مانند حروف بزرگ، حروف کوچک، وارونه و غیره در الفبای موجود است. به صورت هنرمندانه‌ای، با وجود اینکه امنیت زیادی نخواهد داشت ولی برخی رمزنگاری‌های هوموفونیک الفبای نمادهای کاملا خیالی اختراع شده را به طور کامل به کار گرفته‌اند.
 رمزنگاری بیل(Beale) یک نمونه دیگر از رمزنگاری هوموفونیک است. این داستان گنج دفن شده در سال 20-1819 که توسط متن رمزشده با اعلامیه استقلال است . اینجا هر کاراکتر متن رمزشده توسط یک عدد نمایش داده شده بود. عدد با انتخاب کاراکتر از متن اصلی و پیدا کردن یک کلمه در اعلامیه استقلال که با آن کاراکتر شروع می‌شود و با استفاده از جایگاه عددی آن کلمه در اعلامیه استقلال به عنوان حالت رمزشده آن حرف، مشخص می‌شود. از آنجایی که کلمات بسیاری در اعلامیه استقلال با همان حرف شروع می‌شوند، رمزگشایی آن کاراکتر می‌تواند هر یک از عددهایی که به کلمه‌ها در اعلامیه استقلال متصل است باشد، که با آن حرف شروع می‌شود. رمزگشایی کاراکتر X در متن رمزشده(که یک عدد است) به سادگی پیداکردن Xامین کلمه در اعلامیه استقلال و استفاده از اولین حرف آن کلمه به عنوان کاراکتر رمزگشایی شده، است.
 رمزنگاری هوموفونیک دیگر توسط Stahl توصیف شده و یکی از اولین تلاش‌ها برای تهیه امنیت کامپیوتری سیستم‌های داده در کامپیوترها به منظور رمزگذاری بود. Stahl رمز را به روشی ساخت که تعداد هوموفون‌ها برای کاراکتر داده شده نسبتی از فراوانی کاراکتر بود. بنابراین تحلیل فراوانی بسیار سخت‌تر بود.
 رمزنگاری کتاب و straddling checkboard یکی از انواع رمزنگاری هوموفونیک است.
 ، دوک مانتوآ از اولین نمونه شناخته شده رمز جایگزینی هوموفونیک در 1401 برای مکاتبات با سیمئون دو کرما استفاده کرد.
 کار (1418-1355) بر اساس کار قبلی (1359-1312) که شامل اولین بحث منتشر شده‌ی رمزنگاری جایگزینی و جابه‌جایی، همچنین اولین توصیف رمز چندحرفی که در آن هر حرف متن اصلی که به بیش از یک جایگزین اختصاص داده می‌شود، است. رمزنگاری جایگزینی چندحرفی بعدها در 1467 توسط لئون باتیستا آلبرتی به صورت دیسک توصیف شد. در کتاب خود Steganographia (به یعنی نوشته‌ی مخفی) شکل امروزی یک تابلو را معرفی کرد. نسخه بسیار پیچیده‌تر با استفاده از الفبای ترکیبی در 1563 توسط در کتابش De Furtivis Literarum Notis (در به معنای بر روی شخصیت‌های پنهان در نوشتن)توصیف شد.
 در رمزنگاری چندحرفی، الفباهای رمزنگاری متعددی استفاده شده است. برای تسهیل رمزنگاری، تمام حروف الفبا معمولا در یک بزرگ نوشته می‌شوند که به آن سالهاست tableau (تابلو) می‌گویند. تابلو معمولا 26*26 است، بنابراین تمام 26 حرف الفبا در دسترس‌ است. روش پر کردن تابلو و انتخاب حرف بعدی از بین حروف الفبا، رمزنگاری چندحرفی به خصوصی را تعریف می‌کند. از آنجایی که الفباهای جایگزینی برای متن‌های اصلی که به اندازه کافی بزرگ هستند تکرار می‌شوند، چنین رمزنگاری‌هایی آسان‌تر شکسته می شوند تا اینکه مورد اعتماد واقع شوند.
 یکی از مشهورترین آنها بود. وقتی اولین بار در 1585 منتشر شد، تا سال 1863 غیرقابل شکستن تلقی می‌شد و در واقع معمولا ‘le chiffre indecchrable’ نامیده می‌شد(در به معنای رمز غیرقابل شکستن).
 در ، ردیف اول تابلو با یک کپی از الفبای متن اصلی پر می‌شد و ردیف‌های موفقیت آمیز به سادگی یک خانه به چپ شیفت داده می‌شوند.(به این تابلوهای ساده، تابلوی مستقیم گویند و از لحاظ ریاضی معادل اضافه کردن حروف متن اصلی و کلید به 26 است.) سپس یک کلیدواژه برای انتخاب اینکه کدام الفبای متن رمزشده استفاده شود، استفاده می‌شود.هر حرف کلیدواژه به نوبت استفاده می‌شود و سپس آنها دوباره از ابتدا تکرار می‌شوند. بنابراین اگر کلیدواژه ‘CAT’ باشد، حرف اول متن اصلی تحت حرف ‘C’، حرف دوم تحت حرف ‘A’، حرف سوم تحت حرف ‘T’ و حرف چهارم تحت حرف ‘C’ و به همین ترتیب رمزگشایی می‌شود. در عمل کلیدهای ویژنر عبارت‌هایی به طول چندین کلمه هستند.
 در 1863، یک روش منتشر کرد(احتمالا به صورت مخفیانه و مستقل توسط قبل از کشف شده است) که باعث امکان پذیر شدن محاسبه طول کلیدواژه در پیام رمزنگاری ویژنر شد. زمانی که این اتفاق افتاد، حروف متن رمزشده که تحت حروف الفبای یکسان رمز شده بودند این قابلیت را داشتند که به صورت مجزا به عنوان تعدادی از جایگزین‌های ساده نیمه مستقل انتخاب شوند و مورد حمله قرار گیرند. این کار با این حقیقت که در داخل یک دسته از حروف الفبا جدا شده‌اند و کلمات کامل را تشکیل نمی‌دهند، پیچیده شده است ولی توسط این حقیقت که معمولا از یک تابلوی مستقیم استفاده می‌شود، ساده‌سازی شده است. همچنان امروزه یک نوع از رمزنگاری ویژنر به شرطی که الفبای ترکیبی در تابلو استفاده شده باشد، کلیدواژه تصادفی باشد و طول کلی متن رمزشده کمتر از 27.26 برابر طول کلیدواژه باشد، باید به صورت تئوری به سختی شکسته شود. این نیازمندی‌ها در عمل به ندرت درک می‌شوند و بنابراین امنیت متن‌های رمزشده با ویژنر معمولا کمتر از آن است که باید باشد.
 سایر مواردچندحرفی شامل موارد زیر است:
 
 
 
 مدرن نیز به صورت کافی قابل مشاهده از منظر انتزاعی هستند تا یک رمزنگاری چندحرفی را تشکیل دهند که در آن تمام تلاش صرف ایجاد تا حد ممکن طولانی و غیرقابل پیش بینی می‌شود.
 در رمزنگاری جایگزینی پلی‌گرافیک، حروف متن اصلی به جای اینکه منحصرا با یک حوف جایگزین شوند، با گروه‌های بزرگتری جایگزین می‌شوند. اولین مزیت این است که توزیع فراوانی چند حرف مسطح‌تر از توریع فراوانی منحصرا یک حرف است (اگرچه در زبان‌های واقعی، واقعا مسطح نیستند. برای مثال ‘TH’ در زبان انگلیسی بسیار رایج تر از ‘XQ’ است). دوم هرچه تعداد نمادها بیشتر شود متقابلا متن رمزشده‌ی بیشتری نیاز است تا فراوانی‌های حروف را بتوان به صورت خلاقانه تری تحلیل کرد.
 جایگزینی یک جفت از حروف به اندازه جایگزینی الفبایی 676 نماد(26^2( خواهد بود. در همان De Furtivis Literarum Notis ذکر شده در بالا، della Porta در واقع یک سیستم پیشنهاد داد با یک تابلو 20*20 (به دلیل اینکه از 20 حرف الفبای ایتالیایی/لاتینی استفاده کرده است) که با 400 یکتا پر شده است. با این حال، سیستم غیر عملی بود و احتمالا در واقع هرگز استفاده نمی‌شود.
 اولین رمزنگاری عملی دیجیتالی(جایگذاری دوطرفه) به اصطلاح است در 1854 توسط سر اختراع شد. در این رمزنگاری یک شبکه توری 5*5 با حرف هایی از الفبای ترکیبی پر شده است( معمولا دو حرف i و j ترکیب شده اند). یک جایگزینی دیجیتالی پس از آن با انتخاب جفت‌ حروف به عنوان دو گوشه یک مستطیل و استفاده کردن از دو گوشه دیگر به عنوان متن رمزشده، شبیه سازی می‌شود(برای دیاگرام اصلی مقاله رمزنگاری پلی‌فیر را مشاهده کنید). قوانین خاص، حرف‌های دوگانه و جفت‌هایی که در یک سطر یا ستون قرار می‌گیرند را مدیریت می‌کند.پلی‌فیر از زمان در طی جنگ جهانی دوم، مورد استفاده ارتش بود.
 چندین پلی‌گرافیک عملی در 1901 توسط که شامل و چهارگوشه(هر دو دیاگرافیک) و رمزنگاری تریفید(احتمالا اولی تری‌گرافیک عملی) هستند، معرفی شد.
 در 1929 توسط اختراع شد یک جایگزینی پلی‌گرافیک است که میتواند گروه‌های بزرگتری از حروف را همزمان با استفاده از ترکیب کند. هر حرف به عنوان یک در 26: A = 0، B = 1 و به همین ترتیب تلقی می‌شود.(در یک دگرگونی، 3 نماد اضافی برای ساخت مبناهای اضافه می‌شود.) سپس یک بلوک از n حرف به عنوان یک n لحاظ می‌شود و در یک n*n به پیمانه 26 ضرب می‌شود. اجزای ماتریس کلید هستند و باید به صورت تهیه شوند که ماتریس معکوس پذیر در Z_26^n باشد(برای اطمینان از ممکن بودن رمزگشایی).یک نسخه مکانیکی رمزنگاری هیل 6 بعدی در 1929 ثبت اختراع شد.
 رمزنگاری هیل به آسیب پذیر است چون کاملا است بنابراین باید با چندین گام جایگزینی برای غلبه بر حمله ترکیب شود. ترکیب بسیار و بسیار ضعیف، گام‌های خطی مانند رمزنگاری هیل، بدون گام‌های جایگزینی غیر خطی، در نهایت باعث تشکیل (مانند رمزنگاری فایستل) می‌شود بنابراین ممکن است _ از این منظر افراطی _ مدرن را به عنوان جایگزینی پلی‌گرافیک لحاظ کرد.
 بین حدود و دسترسی همگانی (برای برخی دولت‌ها نزدیک سال‌های 1950 یا 1960، برای سازمان‌های دیگر یک دهه یا بعدتر و برای افراد عادی این تاریخ زودتر از 1975 نبود) پیاده‌سازی‌های مکانیکی رمزنگاری جایگزینی چندحرفی به صورت گسترده‌ای مورد استفاده قرار گرفت. چندین مخترع ایده‌های مشابهی در زمان یکسان داشتند و چهار بار در 1919 به عنوان ایده‌ی اختراع ثبت شدند. مهم‌ترین ماشین به دست آمده، بود، به خصوص نسخه‌هایی که توسط حدودا از 1930 مورد استفاده قرار گرفت. هم ماشین‌های گردان ساختند و مورد استفاده قرار دادند.(مانند و ).
 همه‌ی این ماشین‌ها یک نقطه مشترک داشتند و آن این بود که حرف جایگزین از میان تعداد بسیار زیادی از ترکیبات محتمل ناشی از چرخش چندین دیسک حرف به صورت انتخاب می‌شد. از آنجایی که یک یا چند دیسک به صورت مکانیکی با هر حرفی که از متن اصلی رمزگشایی می‌شدند، می‌چرخید، تعداد الفباهای مورد استفاده بی‌شمار بودند. با این وجود نسخه‌های اولیه این ماشین قابل شکستن بودند. از ارتش SIS در همان اوایل، آسیب پذیری‌هایی در پیدا کرد و از نسخه‌هایی از ماشین انیگما را قبل از شروع حل کرد(نسخه‌های بدون تخته سیم‌بندی ‌). ترافیک محافظت شده توسط تمام انیگماهای ارتش آلمان توسط رمزنگاران متفقین به خصوص آنانی که در بودند و با انواع دستگاه‌های ارتش آلمانی که در اوایل 1930 مورد استفاده قرار می‌گرفتند شروع به کار کرده بودند، شکسته شد. این نسخه توسط بینش الهام گرفته شده‌ی ریاضیاتی توسط در شکسته شد.
 هیچ پیام محافظت شده‌ای توسط ماشین‌های SIGABA و Typex، هرگز تا جایی که در عموم اعلام شده باشد شکسته نشده است.
 یک نوع از رمزنگاری جایگزینی، ، بسیار خاص است. در اواخر جنگ جهانی اول توسط و جوزف مابورگن در آمریکا اختراع شد. از لحاظ ریاضی توسط احتمالا در طول جنگ جهانی دوم اثبات شده است که قابل شکستن نیست. این کار او ابتدا در اواخر 1940 منشتر شد. در رایج‌ترین پیاده‌سازی آن، one-time pad را می‌توان از یک جنبه غیرمعمول، رمزنگاری جایگزینی نامید. معمولا حروف متن اصلی به روشی(مثلا ) با کاراکتر کلید در همان جایگاه ترکیب( نه جایگزین) شده است.
 	One-time pad در اکثر موارد عملی نیست از آنجایی که باید طول کلید به اندازه طول متن اصلی و در واقع تصادفی باشد، فقط و فقط یکبار استفاده شود و از همه افراد به جز فرستنده و گیرنده مدنظر مخفی نگهداشته شود. وقتی این شرایط نقض شوند حتی one-time pad به آسانی قابل شکستن نیست.پیام‌های one-time pad که از آمریکا فرستاده می‌شدند، برای مدت کوتاهی در طول جنگ جهانی دوم از کلیدهای غیرتصادفی استفاده می‌کرد. رمزنگاران آمریکایی با شروع از اواخر دهه 40 قادر بودند به صورت کلی یا جزئی چندین هزار پیام از چند صد هزار پیام را رمزگشایی کنند( را مشاهده کنید).
 در یک پیاده‌سازی مکانیکی ترجیحا شبیه ابزار ، از one-time pad برای پیام‌های ارسال شده در hot-line - که پس از برقرار شده بود، استفاده شد.
 رمزنگاری جایگزینی به همان شکل که قبلا به آن اشاره شد، به خصوص رمزنگاری‌های قدیمی که با کاغذ و خودکار انجام می‌شد دیگر به صورت جدی مورد استفاده قرار نمی‌گیرند. با این حال موضوع رمزنگاری جایگزینی امروزه هم مطرح می‌شود. از یک جنبه به اندازه کافی انتزاعی، رمزنگاری بلاک مبتنی بر بیت مدرن(مانند یا ) می‌توانند بر روی یک الفبای بسیار بزرگ به عنوان رمزنگاری جایگزینی مرور شوند. به علاوه رمزنگاری‌های بلاک اغلب شامل جدول‌های جایگزینی کوچکتری به نام S_boxes هستند. هم‌چنین شبکه جایگشت جایگزینی را مشاهده کنید.
{"title": "رمزنگاری جانشینی", "link": "https://fa.wikipedia.org//w/index.php?title=%D8%B1%D9%85%D8%B2%D9%86%DA%AF%D8%A7%D8%B1%DB%8C_%D8%AC%D8%A7%D9%86%D8%B4%DB%8C%D9%86%DB%8C&oldid=33927338", "language": "fa"}