A substituição foi um dos primeiros métodos de encriptação desenvolvidos, e é
bastante simples. A idéia é que caracteres são apenas substituídos por outros, como se, ao
escrever, fosse usado um alfabeto embaralhado, mas coerente. Por exemplo, poderemos
substituir todas as letras “A” por “G”, “B” por “F”, e por aí em diante.
É importante notar que o processo pode ser mais complicado, substituindo pares de
letras ou três letras de uma vez só, ou qualquer número de letras por qualquer outro caracter.
Isso aumenta a complexidade da codificação, da decodificação, mas também torna mais difícil
uma criptoanálise (isto é: a quebra do código) da mensagem.
Quando remapeamos as letras individualmente, estamos usando uma cifra de
substituição simples. Se decidirmos substituir grupos de letras, estamos usando uma técnica
chamada “poligrafia”. Ainda existe a possibilidade de usarmos uma cifra polialfabética, onde
existem vários outros alfabetos substituídos de forma diferente, aplicados em partes diferentes
do texto.
Estes métodos de encriptação são todos diretamente derivados da substituição
simples, e, portanto, compartilham suas fraquezas e a sua facilidade de ser quebrado. A forma
clássica de quebrar esta criptografia é analisando a freqüência com que os caracteres se
repetem na mensagem. Para cada língua, existem letras que aparecem com maior frequência.
Com essa informação na mão, um criptoanalista pode descobrir o que cada código quer dizer.
As várias formas de normalizar as freqüências das letras citadas acima foram usadas
desde muito breve na história da criptografia porque a substituição simples foi quebrada muito
rapidamente.
De fato, até a segunda guerra mundial a substituição ainda era largamente usada. Os
alemães, através da máquina mecânica Enigma, usavam cifras de substituição. Devido a
complexidade e versatilidade da Enigma, esses códigos eram muito difíceis de ser quebrados.
Os britânicos precisaram desenvolver as “bombas de Turing”, o primeiro computador, para
poder quebrá-las.
Hoje em dia as cifras de substituição perderam força em detrimento dos algoritmos
matemáticos de encriptação, e quase não são mais usados. Pode-se até ver as cifras em
stream como cifras de substituição, mas com um alfabeto incrivelmente gigante.
