Substitution cipher
کرپٹوگرافی میں، متبادل سائفر خفیہ کاری کا ایک طریقہ ہے جس میں سادہ متن کی اکائیوں کو ایک کلید کی مدد سے متعین انداز میں سائفر ٹیکسٹ سے تبدیل کیا جاتا ہے۔ "یونٹس" واحد حروف (سب سے عام)، حروف کے جوڑے، حروف کے تین گنا، اوپر کے مرکب وغیرہ ہو سکتے ہیں۔ وصول کنندہ اصل پیغام کو نکالنے کے لیے الٹا متبادل عمل انجام دے کر متن کو سمجھاتا ہے۔ متبادل سائفرز کا موازنہ ٹرانسپوزیشن سائفرز سے کیا جا سکتا ہے۔ ٹرانسپوزیشن سائفر میں، سادہ متن کی اکائیوں کو ایک مختلف اور عام طور پر کافی پیچیدہ ترتیب میں دوبارہ ترتیب دیا جاتا ہے، لیکن اکائیوں کو خود ہی تبدیل نہیں کیا جاتا ہے۔ اس کے برعکس، ایک متبادل سائفر میں، سادہ متن کی اکائیوں کو سائفر ٹیکسٹ میں اسی ترتیب میں برقرار رکھا جاتا ہے، لیکن اکائیوں کو خود تبدیل کیا جاتا ہے۔ متبادل سائفر کی کئی مختلف قسمیں ہیں۔ اگر سائفر ایک حرف پر کام کرتا ہے، تو اسے سادہ متبادل سائفر کہا جاتا ہے ؛ ایک سائفر جو حروف کے بڑے گروپوں پر کام کرتا ہے اسے پولی گرافک کہا جاتا ہے۔ ایک مونوالفیبیٹک سائفر پورے پیغام پر فکسڈ متبادل کا استعمال کرتا ہے، جبکہ ایک پولیالفیبیٹک سائفر پیغام میں مختلف پوزیشنوں پر متعدد متبادلات کا استعمال کرتا ہے، جہاں سادہ متن سے ایک یونٹ کو سائفر ٹیکسٹ میں کئی امکانات میں سے ایک میں نقشہ بنایا جاتا ہے اور اس کے برعکس۔ سادہ متبادل سائفرز کو کیسے کریک کیا جائے اس کی پہلی شائع شدہ تفصیل الکندی نے 850 عیسوی کے آس پاس لکھے گئے ڈیسیفرنگ کرپٹوگرافک میسجز پر ایک مخطوطے میں دی تھی۔ اس نے جو طریقہ بیان کیا وہ اب تعدد تجزیہ کے نام سے جانا جاتا ہے۔ اقسام واحد حروف کا سادہ متبادل الگ سے-سادہ متبادل-متبادل کی نمائندگی کرنے کے لیے حروف تہجی کو کسی ترتیب میں لکھ کر ظاہر کیا جا سکتا ہے۔ اسے متبادل حروف تہجی کہا جاتا ہے۔ سائفر حروف تہجی کو منتقل یا الٹا کیا جا سکتا ہے (بالترتیب سیزر اور اتباش سائفرز بنانا) یا زیادہ پیچیدہ انداز میں تراشا جا سکتا ہے، ایسی صورت میں اسے مخلوط حروف تہجی یا مسخ شدہ حروف تہجی کہا جاتا ہے۔ روایتی طور پر، مخلوط حروف پہلے ایک مطلوبہ الفاظ لکھ کر، اس میں بار بار حروف کو ہٹا کر، پھر حروف تہجی میں باقی تمام حروف کو معمول کے مطابق لکھ کر بنائے جا سکتے ہیں۔ اس نظام کا استعمال کرتے ہوئے، کلیدی لفظ "" ہمیں درج ذیل حروف دیتا ہے: ایک پیغام فورا بھاگ جائے۔ ہم دریافت ہو گئے ہیں! SIAA ZQ LKBA پر خفیہ کاری کرتا ہے۔ وی اے زویا آر ایف پی بلوآور! عام طور پر سائفر ٹیکسٹ کو مقررہ لمبائی کے بلاکس میں لکھا جاتا ہے، جس میں وقفے اور خالی جگہوں کو چھوڑ دیا جاتا ہے۔ یہ سادہ متن سے لفظ کی حدود کو چھپانے اور ترسیل کی غلطیوں سے بچنے میں مدد کے لیے کیا جاتا ہے۔ ان بلاکس کو "گروپس" کہا جاتا ہے، اور بعض اوقات "گروپ کاؤنٹ" (یعنی۔ گروپوں کی تعداد) ایک اضافی چیک کے طور پر دی گئی ہے۔ پانچ حرفی گروپ اکثر استعمال کیے جاتے ہیں، اس وقت سے جب پیغامات ٹیلی گراف کے ذریعے منتقل کیے جاتے تھے: SIAAZ QLKBA VAZOA RFPBL UAOAR اگر پیغام کی لمبائی پانچ سے تقسیم نہیں ہوتی ہے، تو اسے آخر میں "نل" کے ساتھ پیڈ کیا جا سکتا ہے۔ یہ کوئی بھی کردار ہو سکتے ہیں جو واضح بکواس کو ڈکرپٹ کرتے ہیں، تاکہ وصول کنندہ آسانی سے ان کا پتہ لگا سکے اور انہیں ضائع کر سکے۔ سائفر ٹیکسٹ حروف تہجی بعض اوقات سادہ متن حروف تہجی سے مختلف ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، پگپین سائفر میں، سائفر ٹیکسٹ گرڈ سے اخذ کردہ علامتوں کے ایک سیٹ پر مشتمل ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر: اس طرح کی خصوصیات سے کسی اسکیم کی سلامتی میں بہت کم فرق پڑتا ہے، تاہم-کم از کم، عجیب علامتوں کے کسی بھی سیٹ کو A-Z حروف تہجی میں دوبارہ نقل کیا جا سکتا ہے اور اسے معمول کے مطابق نمٹا جا سکتا ہے۔ فروخت کنندگان کے لیے فہرستوں اور کیٹلاگ میں، بعض اوقات عددی ہندسوں کو حروف سے تبدیل کرنے کے لیے ایک بہت ہی آسان خفیہ کاری استعمال کی جاتی ہے۔ مثال: MAT کو 120 کی نمائندگی کرنے کے لیے استعمال کیا جائے گا۔ اگرچہ مخلوط متبادل حروف تہجی بنانے کے لیے روایتی مطلوبہ الفاظ کا طریقہ آسان ہے، لیکن ایک سنگین نقصان یہ ہے کہ حروف تہجی کے آخری حروف (جو زیادہ تر کم تعدد ہوتے ہیں) آخر میں ہی رہتے ہیں۔ مخلوط حروف تہجی کی تعمیر کا ایک مضبوط طریقہ یہ ہے کہ متبادل حروف تہجی کو مکمل طور پر تصادفی طور پر تیار کیا جائے۔ اگرچہ ممکنہ متبادل حروف کی تعداد بہت زیادہ ہے (26! ≈ 288.4، یا تقریبا 88 بٹس)، یہ سائفر زیادہ مضبوط نہیں ہے، اور آسانی سے ٹوٹ جاتا ہے۔ بشرطیکہ پیغام معقول لمبائی کا ہو (نیچے دیکھیں)، خفیہ تجزیہ کار خفیہ متن کی تعدد کی تقسیم کا تجزیہ کرکے سب سے عام علامتوں کے ممکنہ معنی کا اندازہ لگا سکتا ہے۔ یہ جزوی الفاظ کی تشکیل کی اجازت دیتا ہے، جو عارضی طور پر بھرے جا سکتے ہیں، بتدریج (جزوی) حل کو بڑھا رہے ہیں (اس کے مظاہرے کے لیے تعدد تجزیہ دیکھیں)۔ بعض صورتوں میں، بنیادی الفاظ کا تعین ان کے حروف کے نمونے سے بھی کیا جا سکتا ہے ؛ مثال کے طور پر، کشش، اوسوس، اور جڑ کے طور پر ان دونوں کے ساتھ الفاظ واحد عام انگریزی الفاظ ہیں جن کے نمونے اے بی بی سی اے ڈی بی ہیں۔ بہت سے لوگ تفریح کے لیے اس طرح کے سائفرز کو حل کرتے ہیں، جیسا کہ اخبار میں کرپٹوگرام پہیلیاں۔ انگریزی کے یکسانیت کے فاصلے کے مطابق، مخلوط حروف تہجی کے سادہ متبادل کو توڑنے کے لیے خفیہ متن کے 27.6 حروف کی ضرورت ہوتی ہے۔ عملی طور پر، عام طور پر تقریبا 50 حروف کی ضرورت ہوتی ہے، حالانکہ اگر غیر معمولی نمونے پائے جاتے ہیں تو کچھ پیغامات کو کم سے توڑا جا سکتا ہے۔ دوسرے معاملات میں، سادہ متن کو تقریبا فلیٹ فریکوئنسی کی تقسیم کے لیے تشکیل دیا جا سکتا ہے، اور اس کے بعد خفیہ تجزیہ کار کو بہت طویل سادہ متن کی ضرورت ہوگی۔ نومینکلیٹر متبادل سائفر کا ایک بار عام قسم نومینکلیٹر ہے۔ سرکاری اہلکار کے نام سے منسوب جس نے آنے والے معززین کے عنوانات کا اعلان کیا، یہ سائفر ایک چھوٹی سی کوڈ شیٹ کا استعمال کرتا ہے جس میں حرف، حرف اور لفظ کے متبادل ٹیبل ہوتے ہیں، بعض اوقات ہم جنس پرست، جو عام طور پر علامتوں کو نمبروں میں تبدیل کرتے ہیں۔ اصل میں کوڈ کا حصہ اہم لوگوں کے ناموں تک محدود تھا، اس لیے سائفر کا نام ؛ بعد کے سالوں میں، اس میں بہت سے عام الفاظ اور مقامات کے نام بھی شامل تھے۔ پورے الفاظ (جدید بول چال میں کوڈ ورڈز) اور حروف (جدید بول چال میں سائفر) کی علامتوں کو سائفر ٹیکسٹ میں ممتاز نہیں کیا گیا تھا۔ فرانس کے لوئس XIV کے ذریعہ استعمال کیا جانے والا راسگنولس کا عظیم سائفر ان میں سے ایک تھا۔ پندرہویں صدی کے اوائل سے اٹھارہویں صدی کے آخر تک سفارتی خط و کتابت، جاسوسی، اور جدید سیاسی سازش کے معیاری کرایہ نامے تھے۔ زیادہ تر سازشی خفیہ نگاری کے لحاظ سے کم نفیس تھے اور رہے ہیں۔ اگرچہ سولہویں صدی کے وسط تک حکومتی انٹیلی جنس خفیہ تجزیہ کار منظم طریقے سے ناموں کو توڑ رہے تھے، اور 1467 سے اعلی درجے کے نظام دستیاب تھے، لیکن خفیہ تجزیہ کا معمول کا جواب صرف میزوں کو بڑا بنانا تھا۔ اٹھارہویں صدی کے آخر تک، جب یہ نظام ختم ہونا شروع ہو رہا تھا، کچھ ناموں میں 50,000 علامتیں تھیں۔ اس کے باوجود، تمام ناموں کو توڑا نہیں گیا تھا ؛ آج، آرکائیو شدہ خفیہ متن کا خفیہ تجزیہ تاریخی تحقیق کا ایک نتیجہ خیز شعبہ ہے۔ ہوموفونک متبادل سائفرز پر فریکوئنسی تجزیہ حملوں کی دشواری کو بڑھانے کی ابتدائی کوشش ہوموفونی کے ذریعے سادہ متن کے حرف کی تعدد کو چھپانا تھا۔ ان سائفرز میں، سادہ متن کے حروف ایک سے زیادہ سائفر ٹیکسٹ علامت کا نقشہ بناتے ہیں۔ عام طور پر، سب سے زیادہ تعدد والی سادہ متن کی علامتوں کو کم تعدد والے حروف سے زیادہ مساوی دیا جاتا ہے۔ اس طرح تعدد کی تقسیم چپٹی ہو جاتی ہے، جس سے تجزیہ مزید مشکل ہو جاتا ہے۔ چونکہ سائفر ٹیکسٹ حروف تہجی میں 26 سے زیادہ حروف کی ضرورت ہوگی، اس لیے بڑے حروف ایجاد کرنے کے لیے مختلف حل استعمال کیے جاتے ہیں۔ شاید سب سے آسان عددی متبادل 'حروف تہجی' کا استعمال کرنا ہے۔ ایک اور طریقہ موجودہ حروف تہجی پر سادہ تغیرات پر مشتمل ہے۔ بڑے حروف، چھوٹے حروف، الٹا نیچے، وغیرہ۔ زیادہ فنکارانہ طور پر، اگرچہ ضروری نہیں کہ زیادہ محفوظ ہو، کچھ ہوموفونک سائفرز نے مکمل طور پر ایجاد شدہ خیالی علامتوں کے حروف کو استعمال کیا۔ بک سائفر ہوموفونک سائفر کی ایک قسم ہے، جس کی ایک مثال بیل سائفرز ہیں۔ یہ دفن شدہ خزانے کی کہانی ہے جسے 1819-21 میں ایک خفیہ متن کے استعمال سے بیان کیا گیا تھا جو اعلامیہ آزادی کی کلید تھی۔ یہاں ہر سائفر ٹیکسٹ کردار کی نمائندگی ایک نمبر کے ذریعے کی جاتی تھی۔ تعداد کا تعین سادہ متن کے کردار کو لے کر اور اعلامیہ آزادی میں ایک لفظ ڈھونڈ کر کیا گیا جو اس کردار سے شروع ہوا اور اعلامیہ آزادی میں اس لفظ کی عددی پوزیشن کو اس خط کی خفیہ شکل کے طور پر استعمال کیا گیا۔ چونکہ اعلامیہ آزادی کے بہت سے الفاظ ایک ہی حرف سے شروع ہوتے ہیں، اس لیے اس حرف کی خفیہ کاری اعلامیہ آزادی کے الفاظ سے وابستہ ان نمبروں میں سے کوئی بھی ہو سکتی ہے جو اس حرف سے شروع ہوتے ہیں۔ خفیہ کردہ متن کے کردار X (جو ایک نمبر ہے) کو سمجھنا اتنا ہی آسان ہے جتنا کہ اعلامیہ آزادی کے 10 ویں لفظ کو دیکھنا اور اس لفظ کے پہلے حرف کو خفیہ کردہ کردار کے طور پر استعمال کرنا۔ ایک اور ہوموفونک سائفر کو اسٹہل نے بیان کیا تھا اور یہ خفیہ کاری کے ذریعے کمپیوٹر میں ڈیٹا سسٹمز کی کمپیوٹر سیکیورٹی فراہم کرنے کی پہلی کوششوں میں سے ایک تھی۔ اسٹہل نے سائفر کو اس طرح بنایا کہ کسی دیئے گئے کردار کے لیے ہوموفونز کی تعداد کردار کی تعدد کے تناسب میں تھی، اس طرح تعدد کا تجزیہ بہت زیادہ مشکل ہو جاتا ہے۔ ڈیوک آف منٹوا، فرانسیسکو اول گونزاگا نے ایک سیمون ڈی کریما کے ساتھ خط و کتابت کے لیے 1401 میں ہوموفونک متبادل سائفر کی قدیم ترین مثال استعمال کی۔ میری، اسکاٹس کی ملکہ، جب الزبتھ اول نے 1578 سے 1584 تک کے سالوں میں قید کیا تھا، مائیکل ڈی کاسٹیلناؤ سمیت اپنے اتحادیوں کے ساتھ بات چیت کرتے ہوئے بار بار سابقہ، لاحقہ، اور مناسب ناموں کے لیے نام کا استعمال کرتے ہوئے اضافی خفیہ کاری کے ساتھ ہوموفونک سائفرز کا استعمال کیا۔ ابن الدرہیم (1312-1359) کے ابتدائی کام پر مبنی القلقشندی (1355-1418) کا کام، سائفرز کے متبادل اور منتقلی کے بارے میں پہلی شائع شدہ بحث کے ساتھ ساتھ ایک پولیالفیبیٹک سائفر کی پہلی وضاحت پر مشتمل ہے، جس میں ہر سادہ متن کے حرف کو ایک سے زیادہ متبادل تفویض کیا گیا ہے۔ پولیالفیبیٹک متبادل سائفرز کو بعد میں 1467 میں لیون بٹسٹا البرٹی نے ڈسک کی شکل میں بیان کیا۔ جوہانس ٹریتھیمیئس نے اپنی کتاب اسٹیگانوگرافیا ("پوشیدہ تحریر" کے لیے قدیم یونانی) میں جھانکی کی اب زیادہ معیاری شکل متعارف کرائی (نیچے دیکھیں ؛ ca. 1500 لیکن بہت بعد تک شائع نہیں ہوا)۔ مخلوط حروف کا استعمال کرتے ہوئے ایک زیادہ نفیس ورژن 1563 میں جیووانی بٹسٹا ڈیلا پورٹا نے اپنی کتاب ڈی فرٹیوس لیٹررم نوٹس (لاطینی میں "تحریری طور پر پوشیدہ حروف پر") میں بیان کیا تھا۔ پولیالفیبیٹک سائفر میں، متعدد سائفر حروف استعمال کیے جاتے ہیں۔ خفیہ کاری کو آسان بنانے کے لیے، تمام حروف عام طور پر ایک بڑی میز میں لکھے جاتے ہیں، جسے روایتی طور پر جھانکی کہا جاتا ہے۔ جھانکی عام طور پر 26 × 26 ہوتی ہے، تاکہ 26 مکمل خفیہ متن حروف دستیاب ہوں۔ جھانکی کو بھرنے کا طریقہ، اور اگلا کون سا حروف استعمال کرنا ہے اس کا انتخاب، مخصوص پولیالفیبیٹک سائفر کی وضاحت کرتا ہے۔ اس طرح کے تمام سائفرز کو توڑنا ایک بار یقین کرنے سے زیادہ آسان ہے، کیونکہ متبادل حروف کو کافی بڑے سادہ متن کے لیے دہرایا جاتا ہے۔ سب سے زیادہ مقبول میں سے ایک بلیز ڈی ویجینیر کا تھا۔ پہلی بار 1585 میں شائع ہوا، اسے 1863 تک اٹوٹ سمجھا جاتا تھا، اور درحقیقت اسے عام طور پر لی شیفری انڈیکیفریبل ("ناقابل فہم سائفر" کے لیے فرانسیسی) کہا جاتا تھا۔ ویجینیر سائفر میں، جھانکی کی پہلی قطار کو سادہ متن حروف تہجی کی نقل سے بھرا جاتا ہے، اور یکے بعد دیگرے آنے والی قطاروں کو صرف ایک جگہ بائیں طرف منتقل کیا جاتا ہے۔ (اس طرح کی سادہ جھانکی کو ٹیبولا ریکٹا کہا جاتا ہے، اور ریاضیاتی طور پر سادہ متن اور کلیدی حروف، ماڈیولو 26 کو شامل کرنے سے مطابقت رکھتا ہے۔) اس کے بعد کون سا خفیہ متن حروف تہجی استعمال کرنا ہے اس کا انتخاب کرنے کے لیے ایک کلیدی لفظ استعمال کیا جاتا ہے۔ کلیدی لفظ کے ہر حرف کو باری باری استعمال کیا جاتا ہے، اور پھر انہیں شروع سے دوبارہ دہرایا جاتا ہے۔ لہذا اگر کلیدی لفظ 'کیٹ' ہے، تو سادہ متن کا پہلا حرف حروف تہجی 'سی' کے تحت، دوسرا 'اے' کے تحت، تیسرا 'ٹی' کے تحت، چوتھا دوبارہ 'سی' کے تحت، اور اسی طرح درج کیا جاتا ہے۔ عملی طور پر، ویجینیر چابیاں اکثر جملے کئی الفاظ لمبے ہوتے تھے۔ 1863 میں، فریڈرک کاسکی نے ایک طریقہ شائع کیا (شاید چارلس بیبیج کے ذریعہ کریمین جنگ سے پہلے خفیہ اور آزادانہ طور پر دریافت کیا گیا تھا) جس نے ویجینیر خفیہ پیغام میں مطلوبہ الفاظ کی لمبائی کا حساب لگانے کے قابل بنایا۔ ایک بار ایسا کرنے کے بعد، ایک ہی حروف تہجی کے تحت خفیہ کردہ خفیہ متن کے حروف کو منتخب کیا جا سکتا ہے اور متعدد نیم آزاد سادہ متبادلات کے طور پر الگ سے حملہ کیا جا سکتا ہے-اس حقیقت کی وجہ سے پیچیدہ ہے کہ ایک حروف تہجی کے اندر حروف الگ ہو گئے تھے اور مکمل الفاظ نہیں بنتے تھے، لیکن اس حقیقت سے آسان کیا گیا کہ عام طور پر ایک ٹیبولا ریکٹا استعمال کیا گیا تھا۔ اس طرح، آج بھی ایک ویجینیر قسم کے سائفر کو نظریاتی طور پر توڑنا مشکل ہونا چاہیے اگر جھانکی میں مخلوط حروف استعمال کیے جائیں، اگر مطلوبہ الفاظ بے ترتیب ہوں، اور اگر سائفر ٹیکسٹ کی کل لمبائی مطلوبہ الفاظ کی لمبائی سے 27.67 گنا کم ہو۔ ان تقاضوں کو عملی طور پر شاذ و نادر ہی سمجھا جاتا ہے، اور اس لیے ویجینیر انسیفرڈ میسج سیکیورٹی عام طور پر اس سے کم ہوتی ہے جو ہو سکتی تھی۔ دیگر قابل ذکر کثیر حروف تہجی میں شامل ہیں: دی گرونزفیلڈ سائفر۔ یہ ویجینیر سے ملتا جلتا ہے سوائے اس کے کہ صرف 10 حروف استعمال کیے گئے ہیں، اور اس لیے "کلیدی لفظ" عددی ہے۔ بیوفورٹ سائفر۔ یہ عملی طور پر ویجینیر جیسا ہی ہے، سوائے اس کے کہ ٹیبولا ریکٹا کو بیک ورڈ سے تبدیل کیا جاتا ہے، جو ریاضیاتی طور پر سائفر ٹیکسٹ = کلیدی-سادہ متن کے مساوی ہے۔ یہ عمل سیلف انورس ہے، جس کے تحت ایک ہی ٹیبل کو خفیہ کاری اور ڈکرپشن دونوں کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ آٹوکی سائفر، جو وقتا فوقتا بچنے کے لیے سادہ متن کو ایک کلید کے ساتھ ملا دیتا ہے۔ چل رہا کلیدی سائفر، جہاں کلید کو کسی کتاب یا اسی طرح کے متن کے حصے کا استعمال کرکے بہت لمبا بنایا جاتا ہے۔ جدید اسٹریم سائفرز کو کافی تجریدی نقطہ نظر سے، پولیالفیبیٹک سائفر کی ایک شکل کے طور پر بھی دیکھا جا سکتا ہے جس میں کلیدی سلسلے کو زیادہ سے زیادہ لمبا اور غیر متوقع بنانے کی تمام کوششیں کی گئی ہیں۔ پولی گرافک متبادل سائفر میں، سادہ متن کے حروف کو انفرادی طور پر حروف کو تبدیل کرنے کے بجائے بڑے گروپوں میں تبدیل کیا جاتا ہے۔ پہلا فائدہ یہ ہے کہ تعدد کی تقسیم انفرادی حروف کے مقابلے میں بہت زیادہ چپٹی ہے (اگرچہ اصل زبانوں میں حقیقت میں چپٹی نہیں ہے ؛ مثال کے طور پر، 'ٹی ایچ' انگریزی میں 'ایکس کیو' سے کہیں زیادہ عام ہے)۔ دوسرا، علامتوں کی بڑی تعداد میں خط کی تعدد کا نتیجہ خیز تجزیہ کرنے کے لیے اسی کے مطابق زیادہ خفیہ متن کی ضرورت ہوتی ہے۔ حروف کے جوڑوں کو تبدیل کرنے کے لیے 676 علامتوں کی لمبائی () کے متبادل حروف کی ضرورت ہوگی۔ اوپر مذکور اسی ڈی فرٹیوس لیٹرریم نوٹس میں، ڈیلا پورٹا نے دراصل اس طرح کے نظام کی تجویز پیش کی، جس میں 20 x 20 جھانکی (اطالوی/لاطینی حروف تہجی کے 20 حروف کے لیے جو وہ استعمال کر رہے تھے) 400 منفرد گلیفس سے بھری ہوئی تھی۔ تاہم یہ نظام ناقابل عمل تھا اور شاید حقیقت میں کبھی استعمال نہیں ہوا۔ سب سے قدیم عملی ڈیگرافک سائفر (جوڑی کے لحاظ سے متبادل)، نام نہاد پلے فیئر سائفر تھا، جسے 1854 میں سر چارلس وہیٹ اسٹون نے ایجاد کیا تھا۔ اس سائفر میں، ایک 5 x 5 گرڈ مخلوط حروف تہجی کے حروف سے بھرا ہوتا ہے (دو حروف، عام طور پر I اور J، مشترکہ ہوتے ہیں)۔ اس کے بعد حروف کے جوڑوں کو ایک مستطیل کے دو کونوں کے طور پر لے کر، اور دوسرے دو کونوں کو خفیہ متن کے طور پر استعمال کرکے ایک ڈیگرافک متبادل کی تقلید کی جاتی ہے (خاکہ کے لیے پلے فیئر خفیہ مرکزی مضمون دیکھیں)۔ خصوصی قوانین ایک ہی صف یا کالم میں آنے والے دوہرے حروف اور جوڑوں کو سنبھالتے ہیں۔ پلے فیئر بوئر جنگ سے لے کر دوسری جنگ عظیم تک فوجی استعمال میں تھا۔ 1901 میں فیلکس ڈیلسٹیل نے کئی دیگر عملی پولی گرافکس متعارف کروائے، جن میں بیفڈ اور چار مربع سائفرز (دونوں ڈیگرافک) اور ٹرائیفڈ سائفر (شاید پہلا عملی ٹریگرافک) شامل ہیں۔ ہل سائفر، جسے 1929 میں لیسٹر ایس ہل نے ایجاد کیا تھا، ایک پولی گرافک متبادل ہے جو لکیری الجبرا کا استعمال کرتے ہوئے حروف کے بہت بڑے گروپوں کو بیک وقت جوڑ سکتا ہے۔ ہر حرف کو بیس 26 میں ایک ہندسوں کے طور پر سمجھا جاتا ہے: A = 0، B = 1، اور اسی طرح۔ (ایک تغیر میں، بیس کو پرائم بنانے کے لیے 3 اضافی علامتیں شامل کی جاتی ہیں۔) اس کے بعد n حروف کے ایک بلاک کو n طول و عرض کا ویکٹر سمجھا جاتا ہے، اور n x n میٹرکس، ماڈیولو 26 سے ضرب دی جاتی ہے۔ میٹرکس کے اجزاء کلیدی ہیں، اور بے ترتیب ہونے چاہئیں بشرطیکہ میٹرکس میں الٹا ہو (اس بات کو یقینی بنانے کے لیے کہ ڈکرپشن ممکن ہے)۔ طول و عرض 6 کے ہل سائفر کا ایک مکینیکل ورژن 1929 میں پیٹنٹ کیا گیا تھا۔ ہل سائفر ایک معروف متن کے حملے کا شکار ہے کیونکہ یہ مکمل طور پر لکیری ہے، اس لیے اس حملے کو شکست دینے کے لیے اسے کسی غیر لکیری قدم کے ساتھ جوڑنا ضروری ہے۔ ہل سائفر جیسے وسیع تر اور وسیع تر کمزور، لکیری پھیلاؤ والے اقدامات کا امتزاج، غیر لکیری متبادل اقدامات کے ساتھ، بالآخر ایک متبادل-پرموٹیشن نیٹ ورک کی طرف جاتا ہے (جیسے. ایک فیسٹل سائفر)، لہذا یہ ممکن ہے-اس انتہائی نقطہ نظر سے-جدید بلاک سائفرز کو پولی گرافک متبادل کی ایک قسم کے طور پر غور کرنا۔ پہلی جنگ عظیم کے آس پاس اور کمپیوٹرز کی وسیع پیمانے پر دستیابی کے درمیان (کچھ حکومتوں کے لیے یہ تقریبا 1950 یا 1960 کی دہائی تھی ؛ دیگر تنظیموں کے لیے یہ ایک دہائی یا اس سے زیادہ بعد کی تھی ؛ افراد کے لیے یہ 1975 سے پہلے نہیں تھی)، پولی فابیٹک متبادل سائفرز کے مکینیکل نفاذ کو بڑے پیمانے پر استعمال کیا جاتا تھا۔ کئی موجد ایک ہی وقت کے بارے میں اسی طرح کے خیالات رکھتے تھے، اور روٹر سائفر مشینوں کو 1919 میں چار بار پیٹنٹ کرایا گیا تھا۔ نتیجے میں آنے والی مشینوں میں سب سے اہم انیگما تھی، خاص طور پر جرمن فوج کے ذریعہ تقریبا 1930 سے استعمال ہونے والے ورژن میں۔ اتحادیوں نے روٹر مشینیں بھی تیار کیں اور استعمال کیں (مثال کے طور پر سگا اور ٹائپکس)۔ یہ سب ایک جیسے تھے کہ متبادل حرف کو برقی طور پر ممکنہ امتزاج کی بڑی تعداد میں سے منتخب کیا گیا تھا جس کے نتیجے میں کئی حرف ڈسکوں کی گردش ہوتی تھی۔ چونکہ ایک یا زیادہ ڈسک میکانکی طور پر ہر سادہ متن کے حرف کے ساتھ گھومتی ہیں، اس لیے استعمال ہونے والے حروف کی تعداد فلکیاتی تھی۔ اس کے باوجود، ان مشینوں کے ابتدائی ورژن توڑنے کے قابل تھے۔ امریکی فوج کے ایس آئی ایس کے ولیم ایف فریڈمین نے ابتدائی طور پر ہیبرن کی روٹر مشین میں کمزوریوں کا پتہ لگایا، اور جی سی اینڈ سی ایس کے ڈلون ناکس نے دوسری جنگ عظیم شروع ہونے سے بہت پہلے انیگما مشین (جن کے پاس "پلگ بورڈ" نہیں تھا) کے ورژن کو حل کیا۔ بنیادی طور پر تمام جرمن فوجی اینگماؤں کے ذریعہ محفوظ ٹریفک کو الائیڈ کرپٹو تجزیہ کاروں نے توڑا، خاص طور پر بلیچلے پارک میں، جس کا آغاز 1930 کی دہائی کے اوائل میں استعمال ہونے والے جرمن آرمی ورژن سے ہوا۔ اس ورژن کو پولینڈ میں ماریان ریجوسکی کی متاثر کن ریاضیاتی بصیرت نے توڑا تھا۔ جہاں تک عوامی طور پر معلوم ہے، سگا اور ٹائپکس مشینوں کے ذریعے محفوظ کردہ کوئی بھی پیغام اس وقت کے دوران یا اس کے قریب نہیں توڑا گیا جب یہ نظام کام کر رہے تھے۔ ون ٹائم پیڈ ایک قسم کا متبادل سائفر، ون ٹائم پیڈ، منفرد ہے۔ اسے پہلی جنگ عظیم کے اختتام کے قریب امریکہ میں گلبرٹ ورنم اور جوزف موبورگن نے ایجاد کیا تھا۔ کلاڈ شینن نے شاید دوسری جنگ عظیم کے دوران اسے ریاضیاتی طور پر اٹوٹ ثابت کیا تھا۔ ان کا کام پہلی بار 1940 کی دہائی کے آخر میں شائع ہوا تھا۔ اس کے سب سے عام نفاذ میں، ایک وقتی پیڈ کو صرف ایک غیر معمولی نقطہ نظر سے متبادل سائفر کہا جا سکتا ہے۔ عام طور پر، سادہ متن کے حرف کو کسی نہ کسی انداز میں (مثال کے طور پر، XOR) اس پوزیشن پر کلیدی مادی کردار کے ساتھ ملایا جاتا ہے (متبادل نہیں)۔ ون ٹائم پیڈ، زیادہ تر معاملات میں، ناقابل عمل ہوتا ہے کیونکہ اس کے لیے ضروری ہے کہ کلیدی مواد سادہ متن جتنا لمبا ہو، دراصل بے ترتیب ہو، ایک بار اور صرف ایک بار استعمال کیا جائے، اور بھیجنے والے اور مطلوبہ وصول کنندہ کے علاوہ سب سے مکمل طور پر خفیہ رکھا جائے۔ جب ان شرائط کی خلاف ورزی کی جاتی ہے، یہاں تک کہ معمولی طور پر، ون ٹائم پیڈ اب اٹوٹ نہیں رہتا ہے۔ دوسری جنگ عظیم کے دوران مختصر وقت کے لیے امریکہ سے بھیجے گئے سوویت ایک وقتی پیڈ پیغامات میں غیر بے ترتیب کلیدی مواد استعمال کیا گیا۔ امریکی خفیہ تجزیہ کار، جو 40 کی دہائی کے آخر میں شروع ہوئے، کئی لاکھ میں سے چند ہزار پیغامات کو مکمل یا جزوی طور پر توڑنے میں کامیاب رہے۔ (وینونا پروجیکٹ دیکھیں) میکانی نفاذ میں، راکیکس آلات کی طرح، کیوبا میزائل بحران کے بعد قائم ہونے والی ماسکو-واشنگٹن ہاٹ لائن پر بھیجے گئے پیغامات کے لیے ون ٹائم پیڈ کا استعمال کیا گیا تھا۔ جدید کرپٹوگرافی میں متبادل سائفرز جیسا کہ اوپر بحث کی گئی ہے، خاص طور پر پرانے پنسل اور کاغذ کے ہینڈ سائفرز، اب سنجیدہ استعمال میں نہیں ہیں۔ تاہم، متبادل کا کرپٹوگرافک تصور آج بھی جاری ہے۔ تجریدی نقطہ نظر سے، جدید بٹ پر مبنی بلاک سائفرز (مثال کے طور پر، ڈی ای ایس، یا اے ای ایس) کو ایک بڑے بائنری حروف تہجی پر متبادل سائفرز کے طور پر دیکھا جا سکتا ہے۔ اس کے علاوہ، بلاک سائفرز میں اکثر چھوٹے متبادل ٹیبلز شامل ہوتے ہیں جنہیں ایس باکسز کہا جاتا ہے۔ متبادل-پرموٹیشن نیٹ ورک بھی دیکھیں۔ مقبول ثقافت میں شرلاک ہومز "دی ایڈونچر آف دی ڈانسنگ مین" میں ایک متبادل سائفر توڑتا ہے۔ وہاں، سائفر دہائیوں نہیں تو برسوں تک غیر واضح رہا۔ اس کی مشکل کی وجہ سے نہیں، بلکہ اس وجہ سے کہ کسی کو شک نہیں تھا کہ یہ کوڈ ہے، اس کے بجائے اسے بچکانہ تحریر سمجھا جاتا ہے۔ فائنل فینٹسی ایکس میں البید زبان دراصل ایک متبادل سیفر ہے، حالانکہ اسے صوتی طور پر بیان کیا جاتا ہے (یعنی۔ انگریزی میں "آپ" کا ترجمہ البید میں "اوئی" میں کیا جاتا ہے، لیکن اس کا تلفظ اسی طرح کیا جاتا ہے جس طرح فرانسیسی میں "اوئی" کا تلفظ ہوتا ہے)۔ بابل 5 سیریز سے منباری کا حروف تہجی انگریزی سے ایک متبادل سیفر ہے۔ سٹار فاکس ایڈونچرز: ڈایناسور پلینٹ میں مقامی سورین اور کرسٹل کے ذریعے بولی جانے والی زبان بھی انگریزی حروف تہجی کا ایک متبادل سیفر ہے۔ ٹیلی ویژن پروگرام فیوٹوراما میں ایک متبادل سائفر موجود تھا جس میں تمام 26 حروف کو علامتوں سے تبدیل کر دیا گیا تھا اور اسے "ایلین لینگویج" کہا جاتا تھا۔ ڈائی ہارڈ ناظرین نے سادہ انگریزی اور غیر ملکی زبان دونوں میں لفظ "ڈرنک" کے ساتھ ایک "سلرم" اشتہار دکھا کر اسے تیزی سے سمجھ لیا۔ بعد میں، پروڈیوسروں نے ایک دوسری اجنبی زبان بنائی جس میں متبادل اور ریاضیاتی سائفرز کا امتزاج استعمال کیا گیا۔ ایک بار جب اجنبی زبان کے انگریزی حرف کو سمجھ لیا جاتا ہے، تو اس حرف کی عددی قیمت ("A" کے لیے 0 سے "Z" کے لیے 25) کو اصل مطلوبہ حرف کو ظاہر کرنے والے پچھلے حرف کی قیمت میں (ماڈیولو 26) شامل کیا جاتا ہے۔ یہ پیغامات سیریز کی ہر قسط اور اس کے بعد کی فلموں میں دیکھے جا سکتے ہیں۔ کارٹون سیریز گریویٹی فالس کے ہر سیزن 1 قسط کے اختتام پر، کریڈٹ رول کے دوران، تین سادہ متبادل سائفرز میں سے ایک ہوتا ہے: A-3 سیزر سائفر (افتتاحی ترتیب کے آخر میں "3 حروف پیچھے" سے اشارہ کیا جاتا ہے)، ایک اتباش سائفر، یا ایک حرف سے نمبر کا سادہ متبادل سائفر۔ سیزن 1 کا فائنل تینوں کے ساتھ ایک پیغام کو انکوڈ کرتا ہے۔ دوسرے سیزن میں، ویجینیر سائفرز کو مختلف مونوالفیبیٹک سائفرز کی جگہ استعمال کیا جاتا ہے، ہر ایک اپنے قسط میں چھپی ہوئی کلید کا استعمال کرتا ہے۔ ایون کولفر کی آرٹیمس فاؤل سیریز میں تین متبادل سائفرز ہیں ؛ گنومش، سینٹوریئن اور ایٹرینین، جو صفحات کے نچلے حصے میں چلتے ہیں یا کتابوں کے اندر کہیں اور ہوتے ہیں۔ کرسٹن کیشور کے تیسرے ناول بٹر بلو میں، متبادل سائفرز کوڈڈ مواصلات کی ایک اہم شکل کے طور پر کام کرتے ہیں۔ 2013 کے ویڈیو گیم بائیو شاک انفینٹ میں، پورے کھیل میں متبادل سائفر چھپے ہوئے ہیں جن میں کھلاڑی کو کوڈ بک تلاش کرنا ضروری ہے تاکہ انہیں سمجھنے اور اضافی سامان تک رسائی حاصل کرنے میں مدد ملے۔ دی ڈیول از اے پارٹ ٹائمر! کے اینیمی موافقت میں، اینٹے اسلا کی زبان، جسے اینٹین کہا جاتا ہے، سائفر ٹیکسٹ حروف تہجی کے ساتھ ایک متبادل سائفر کا استعمال کرتی ہے، جس سے ان کی اصل پوزیشنوں میں صرف A، E، I، O، U، L، N، اور Q رہ جاتے ہیں۔ سینٹیبن ٹیبل کے ساتھ بین (یونٹ) بھی دیکھیں خفیہ نگاری میں کاپی لیٹ ویجینیر خفیہ کاری کے موضوعات حوالہ جات بیرونی لنکس مونوالفیبیٹک متبادل کو توڑنا ایک مونوالفیبیٹک خفیہ کاری کا نظام معروف سادہ متن کے حملے کلاسیکی خفیہ کاری کی تاریخ کا استعمال کرتے ہوئے