Mật mã đa chữ cái là bất kỳ mật mã nào dựa trên sự thay thế, sử dụng một số bảng chữ cái thay thế. Trong mật mã thay thế đa pha, các chữ cái rõ ràng được kết hợp khác nhau dựa trên sự cài đặt của chúng trong văn bản. Thay vì là thư từ một-một, có mối quan hệ một-nhiều giữa mỗi chữ cái và các chữ cái thay thế.
Ví dụ:‘a’ có thể được viết dưới dạng ‘d’ ở đầu văn bản, nhưng là ‘n’ ở giữa. Các mật mã đa pha có lợi ích là ẩn tần số chữ cái của ngôn ngữ cơ bản. Do đó kẻ tấn công không thể sử dụng tần số tĩnh của từng chữ cái riêng lẻ để phân chia bản mã.
Mật mã đa pha đầu tiên là Mật mã Alberti được Leon Battista Alberti giới thiệu vào năm 1467. Nó sử dụng một bảng chữ cái ngẫu nhiên để mã hóa bản rõ, nhưng ở những điểm khác nhau và nó có thể thay đổi thành một bảng chữ cái hỗn hợp khác, biểu thị sự thay đổi bằng chữ hoa. chữ cái trong văn bản mật mã.
Nó có thể sử dụng mật mã này, Alberti đã sử dụng một đĩa mật mã để hiển thị cách các chữ cái rõ ràng được liên kết với các chữ cái văn bản mật mã. Trong mật mã này, mỗi ký tự bản mã dựa trên cả ký tự rõ ràng tương ứng và vị trí của ký tự rõ ràng trong thông báo.
Như tên polyalphabetic khuyến nghị, điều này đạt được bằng cách sử dụng nhiều khóa thay vì chỉ một khóa. Điều này ngụ ý rằng khóa phải là một luồng các khóa con, trong đó mỗi khóa con phụ thuộc vào vị trí của ký tự bản rõ cần khóa con để ký kết.
Nói cách khác, bắt buộc phải có luồng khóa s k =(K 1 , K 2 , K 3 ...) trong đó K i được sử dụng để giải mã ký tự thứ i trong bản rõ để tạo thành ký tự thứ i ký tự trong bản mã. Thuật toán đơn giản nhất và được biết đến nhiều nhất như vậy được định nghĩa là mật mã Vigenere.
Mật mã Vigenere là một trong những thuật toán đơn giản và phổ biến trong mật mã đa pha. Theo cách tiếp cận này, văn bản chữ cái được mã hóa bằng một chuỗi gồm nhiều mật mã Caesar dựa trên các chữ cái của từ khóa.
Mật mã Caesar khôi phục từng chữ cái trong bản rõ với các chữ cái đứng vị trí cố định ở bên phải trong bảng chữ cái. Sự thay đổi này được thực hiện theo mô-đun 26. Ví dụ, trong mật mã Caesar của ca 3, A có thể trở thành D, B có thể trở thành E, v.v.
Mật mã Vigenère bao gồm một số mật mã thay thế đơn giản theo trình tự với một số giá trị dịch chuyển. Trong mật mã này, từ khóa được lặp lại ngay trước khi nó kết nối với khoảng thời gian của bản rõ.
Mã hóa được thực hiện bằng cách chuyển đến hàng trong bảng tương quan với khóa, và khám phá cột có tiêu đề chữ cái tương ứng của ký tự bản rõ; ký tự tại giao điểm của hàng và cột tương ứng của Vigenere Square tạo ra ký tự bản mã. Phần còn lại của bản rõ được mã hóa theo phương pháp tương tự.