🔲 プレイフェア暗号の復号・暗号化ツール

The Playfair cipher is a digraph substitution cipher invented by Charles Wheatstone in 1854. Unlike simple substitution ciphers that encrypt single letters, Playfair encrypts pairs of letters (digraphs) using a 5×5 grid based on a keyword. It works by:

1. キーワードと残りのアルファベット文字（I/Jは統合）で5×5のグリッドを作成する
2. 平文をダイグラフ（2文字のペア）に分割する
3. グリッド内の文字の位置に基づいて変換ルールを適用する

これにより、シーザー暗号や単純な換字暗号よりも大幅に安全になります。

鍵なしでプレイフェア暗号を解読する には、暗号解読技術が必要です:

• 辞書攻撃: 一般的なキーワード（SECRET, CIPHER, MONARCHなど）を体系的に試す Try common keywords systematically (SECRET, CIPHER, MONARCH, etc.)
• 既知平文攻撃: メッセージの一部がわかっている場合、グリッドの位置を推測する If you know part of the message, deduce grid positions
• 頻度分析: 一般的な英語のダイグラフ（TH, HE, AN, IN, ER, ON）を分析する Analyze common English digraphs (TH, HE, AN, IN, ER, ON)
• 山登り法: 最適化を使用して、可能性の高いキーワードを見つける Use optimization to find likely keywords
• パターン認識: AB/BAの対称性の弱点を突く Exploit AB/BA symmetry weakness

当ツールは、自動化された辞書攻撃と頻度分析機能を提供します。長い暗号文（約600文字以上）の場合、頻度分析がより効果的になります。

プレイフェアのグリッドは5×5 = 25セルですが、英語のアルファベットは26文字です。伝統的に、Jは省略され、Iと統合されます。その理由は:, but the English alphabet has 26 letters. Traditionally, J is omitted and combined with I because:

• ラテン語や古英語では、IとJは交換可能だった
• Jは英語で最も使用頻度の低い文字の1つである
• 暗号化中、平文内のJはIに置き換えられる

代替案: 一部のバリアントでは、代わりにQを省略します（Qは使用頻度が低く、通常Uが続くため）。当ツールでは、どちらの文字を省略するかを選択できます。

プレイフェア暗号の3つの変換ルールは次のとおりです: for Playfair cipher encryption are:

1. 同じ行のルール: 両方の文字が同じ行にある場合、それぞれをその右隣の文字に置き換えます（行末の場合は先頭に戻る）。例: キーワード「MONARCHY」で、AR → RD If both letters are in the same row, replace each with the letter to its right (wrapping to the start if at the end). Example: With keyword "MONARCHY", AR → RD
2. 同じ列のルール: 両方の文字が同じ列にある場合、それぞれをその下の文字に置き換えます（列末の場合は先頭に戻る）。例: MU → CV If both letters are in the same column, replace each with the letter below it (wrapping to top if at bottom). Example: MU → CV
3. 長方形のルール: 文字が長方形を形成する場合、それぞれを自身の行にあり、もう一方の文字の列にある文字に置き換えます。例: HE → DM（最も一般的なシナリオ） If letters form a rectangle, replace each with the letter in its own row but the column of the other letter. Example: HE → DM (most common scenario)

復号するには、これらのルールを逆にします（右の代わりに左、下の代わりに上、長方形の交換は同じ）。

プレイフェア暗号には25!（階乗）通りの可能なグリッド配置があり、これは約1.5 × 10²⁵（15セプティリオン）の可能な鍵に相当します。これは次のように計算されます: possible grid arrangements, which equals approximately 1.5 × 10²⁵ (15 septillion) possible keys. This is calculated because:

• 5×5のグリッドは、25文字で25!通りの方法で埋めることができる
• これは単純な換字（26! ≈ 4 × 10²⁶）よりもはるかに大きい
• ただし、行/列の交換により、多くの配置は同等である
• 実質的にユニークな鍵: 約 25!/4 ≈ 3.9 × 10²⁴ Approximately 25!/4 ≈ 3.9 × 10²⁴

この巨大な鍵空間にもかかわらず、十分な暗号文があれば暗号解読によってプレイフェアを破ることができます。

プレイフェア暗号は2つの同一の文字をペアとして暗号化できません。「HELLO」の「LL」のような重複する文字の場合:. For duplicate letters like the "LL" in "HELLO":

1. 重複する文字の間にXを挿入します: HELLO → HEL-XO between duplicate letters: HELLO → HEL-XO
2. テキストが奇数文字で終わる場合は、Xを追加します: HELXO → HEL-XO-X
3. 最終的なダイグラフ: HE-LX-OX

BALLOONの例:

• オリジナル: BALLOON
• 重複処理後: BALXLOXON
• ダイグラフ: BA-LX-LO-XO-N(+X) → BA-LX-LO-XO-NX

復号時、これらの挿入されたXは通常、異常な位置に現れるため、識別して削除できます。, these inserted X's can usually be identified and removed as they appear in unusual positions.

いいえ、プレイフェア暗号は今日、機密情報を保護するためには安全ではありません。 その理由は次のとおりです:

• ❌ コンピュータ支援の暗号解読で数秒で破られる可能性がある
• ❌ 既知平文攻撃に脆弱
• ❌ 約600文字の暗号文で頻度分析によりパターンが明らかになる
• ❌ AB/BAパターンの弱点（対称的なダイグラフ暗号化）
• ❌ 現代の計算攻撃に対する保護がない

✅ 今日の有効な用途:

• 教育目的および暗号学の学習
• パズル作成（脱出ゲーム、ジオキャッシング）
• 歴史的なメッセージの復号
• プログラミングの練習とアルゴリズム研究

実際のセキュリティのためには: AES-256、RSA、TLSなどの現代的な暗号を使用してください。

プレイフェア暗号とシーザー暗号の主な違い:

特徴	シーザー暗号	プレイフェア暗号
種類	単アルファベット換字	多アルファベットダイグラフ換字
暗号化対象	単一の文字	文字のペア（ダイグラフ）
鍵	シフト値 (1-25)	キーワード + 5×5グリッド
可能な鍵の数	25	～1.5 × 10²⁵
セキュリティ	非常に弱い（総当たり）	中程度（頻度分析）
発明年	古代ローマ（～紀元前58年）	1854年（チャールズ・ホイートストン）

結論: プレイフェアはシーザー暗号より著しく複雑で安全ですが、どちらも現代の暗号学では時代遅れです。

伝統的なプレイフェア暗号はA-Zの文字でのみ機能します。 数字や特殊文字については、いくつかの選択肢があります:

• 選択肢1: 数字を綴る → "9" は "NINE" に、"2025" は "TWOTHOUSANDTWENTYFIVE" になる Spell out numbers → "9" becomes "NINE", "2025" becomes "TWOTHOUSANDTWENTYFIVE"
• 選択肢2: コードワードを使用する → "123" は "NUMBERTHREETWOTWO" になる Use codeworks → "123" becomes "NUMBERTHREETWOTWO"
• 選択肢3: 暗号化しないままにする（セキュリティ上推奨されません） Leave them unencrypted (not recommended for security)
• 選択肢4: 拡張プレイフェアバリアントを使用する: Use extended Playfair variants:
  • 6×6グリッド（36文字: A-Z + 0-9）
  • 8×8グリッド（64文字: 完全なASCIIサブセット）

句読点について: 通常、暗号化の前に削除されるか、「STOP」のような特別な単語で置き換えられます。

✅ プレイフェア暗号の利点:

• 単純な換字暗号よりはるかに強力
• 単純な頻度分析に耐性がある（単一文字ではなくダイグラフを暗号化するため）
• 手作業で迅速に暗号化/復号できる（特別な機器は不要）
• 大きな鍵空間（25!通りの可能な配置）
• 学びやすく教えやすい
• 軍事利用で歴史的に証明済み（第一次世界大戦、ボーア戦争）

❌ プレイフェア暗号の欠点:

• 既知平文攻撃に脆弱
• 一般的なダイグラフのパターンは依然として見える（TH, HE, AN）
• AB/BAの対称性の弱点（ダイグラフとその逆は逆のダイグラフにマッピングされる）
• 頻度分析で破るには約600文字の暗号文が必要
• 変更なしでは同一の文字ペアを暗号化できない（Xの挿入が必要）
• 現代の計算攻撃に対して完全に安全ではない
• Same key must be used for encryption and decryption (symmetric cipher)