vervangingsschemas

Een vervangingsschema is een cryptografische methode waarbij elke eenheid van de platte tekst wordt vervangen door een andere eenheid volgens een vaste mapping die door een sleutel is vastgesteld. De mapping is doorgaans één-op-één en omkeerbaar, zodat de ontvanger de oorspronkelijke tekst kan reconstrueren met dezelfde sleutel.

Veelvoorkomende typen vervangingsschema’s zijn monoalfabetische substitutie, waarbij elke letter van de plaintext altijd naar dezelfde ciphertext-letter wordt omgezet; polyalfabetische substitutie, waarbij meerdere replaceeralgoritmes bestaan die afhankelijk zijn van positie of context (bijv. Vigenère); en homofone substitutie, waarbij één plaintext-teken naar meerdere mogelijke ciphertext-symbolen kan leiden.

De uitvoering bestaat uit encryptie en decryptie, waarbij de sleutel de exacte substituties bepaalt. Vervanging kan plaatsvinden op tekens uit een alfabet of op grotere blokken. In de praktijk wordt vaak onderscheid gemaakt tussen stream-substitutie (één voor één) en blokmatige substitutie (per blok).

Qua beveiliging zijn vervangingsschema’s gevoelig voor analyse van frequenties: in monoalfabetische substitutie weerspiegelen de ciphertext-symbolen de frequentie van de plaintext, waardoor lange berichten onderhevig zijn aan dergelijke cryptanalyse. Moderne toepassingen vereisen vaak aanvullende technieken of hybride systemen; klassieke substitutie alleen voldoet niet aan hedendaagse beveiligingsnormen. Voorbeelden uit de geschiedenis zijn het Caesar- en het Atbash-systeem; ROT13 is een simpele Caesar-variant.

Samengevat is een vervangingsschema een fundamentele bouwsteen in cryptografie die tekst omzet via een vaste mapping, met varianten die de rol van context en meerdere alfabetten benutten; de belangrijkste kwetsbaarheden zijn frequentieanalyse en bekend-plaintext-aanvallen.