Columnar Transposition Cipher เป็นอัลกอริทึมที่คล้ายกับ Rail Fence Cipher ซึ่งมีความแตกต่างกันที่วิธีอ่านและเขียน โดยจะเขียนตามแนวแถว และอ่านตามแนวคอลัมน์ในเมตริกซ์ รวมทั้งลำดับคอลัมน์ในการอ่าน อัลกอรึทึมนี้อาจจะต้องเพิ่มการตรวจสอบ input จาก user ในการกรอก key เพราะต้องเป็นตัวเลขที่ไม่ซ้ำ แต่ต่อเนื่องและไม่ต้องเรียงลำดับ ซึ่งในที่นี้จะให้เริ่มที่ 1 ถึง 9จากรูปซ้าย เมื่อเข้ารหัสแล้วจะได้ผลลัพธ์ ดังนี้ EVLNE ACDTK ESEAQ ROFOJ DEECU WIREE กรณีเมตริกซ์ไม่เต็ม แบบรูปขวา ให้อ่านข้ามช่องว่าง (ในโค้ดจะใส่ค่า Nothing ลงไป) ไปได้เลย ผลลัพธ์คือ EVLNA CDTES EAROF ODEEC WIREE
ตัวอย่างโค้ดการเข้ารหัส(Encrypt) แบบ Columnar Transposition Cipher
Function Encrypt(ByVal PlainText As String, ByVal Key As String) As String
'หาจำนวนคอลัมน์
Dim ColumnNum As Byte = Key.Length
'หาจำนวนแถว
Dim RowNum As Byte = PlainText.Length \ Key.Length
If (PlainText.Length Mod Key.Length) > 0 Then RowNum += 1
Dim CharMatrix(RowNum - 1, ColumnNum - 1) As Char
Dim CharArray(CharMatrix.Length - 1) As Char
'นำตัวอักษรใน PlainText มาเรียงในเมตริกซ์ (Array 2 มิติ)
'เรียงจากซ้ายไปขวาทีละแถว
Dim Count As Byte = 0
For CountRow As Byte = 0 To RowNum - 1
For CountCol As Byte = 0 To ColumnNum - 1
If Count <= PlainText.Length - 1 Then
CharMatrix(CountRow, CountCol) = PlainText(Count)
Count += 1
Else
CharMatrix(CountRow, CountCol) = Nothing
End If
Next CountCol
Next CountRow
'อ่านตัวอักษรในเมตริกซ์ จากบนลงล่าง ทีละคอลัมน์
'มาเรียงเป็นข้อความแถวเดียว
Count = 0
For CountCol As Byte = 1 To Key.Length
'หา column index ตามลำดับก่อนหลัง เก็บไว้ที่ตัวแปร ColumnOrder
Dim ColumnOrder As Byte
For ColumnOrder = 0 To Key.Length - 1
Dim Num As Byte = CByte(Key(ColumnOrder).ToString)
If CountCol = Num Then Exit For
Next ColumnOrder
For CountRow As Byte = 0 To RowNum - 1
If Not CharMatrix(CountRow, ColumnOrder) = Nothing Then
CharArray(Count) = CharMatrix(CountRow, ColumnOrder)
Count += 1
End If
Next CountRow
Next CountCol
'ส่งค่าตัวอักษรที่เป็น array กลับเป็น string
Return CharArray
End Function
ตัวอย่างโค้ดการถอดรหัส(Decrypt) แบบ Columnar Transposition Cipher
Function Decrypt(ByVal CipherText As String, ByVal Key As String) As String
'หาจำนวนคอลัมน์
Dim ColumnNum As Byte = Key.Length
'หาจำนวน cell ว่าง
Dim EmptyNum As Byte
Dim CharTotal As Byte = CipherText.Length
Dim Fraction As Byte = CharTotal Mod ColumnNum
EmptyNum = IIf(Fraction = 0, 0, ColumnNum - Fraction)
'หาจำนวนแถว
Dim RowNum As Byte = CipherText.Length \ Key.Length
If (CipherText.Length Mod Key.Length) > 0 Then RowNum += 1
Dim CharMatrix(RowNum - 1, ColumnNum - 1) As Char
Dim CharArray(CharMatrix.Length - 1) As Char
'นำตัวอักษรใน CipherText มาเรียงในเมตริกซ์ (Array 2 มิติ)
'เรียงจากบนลงล่าง ทีละคอลัมน์
Dim Count As Byte = 0
For CountCol As Byte = 1 To Key.Length
'หา column index ตามลำดับก่อนหลัง เก็บไว้ที่ตัวแปร ColumnOrder
Dim ColumnOrder As Byte
For ColumnOrder = 0 To Key.Length - 1
Dim Num As Byte = CByte(Key(ColumnOrder).ToString)
If CountCol = Num Then Exit For
Next ColumnOrder
'คอมลัมน์ที่ไม่มีช่องว่าง
If ColumnOrder <= (Key.Length - 1 - EmptyNum) Then
For CountRow As Byte = 0 To RowNum - 1
CharMatrix(CountRow, ColumnOrder) = CipherText(Count)
Count += 1
Next CountRow
Else 'คอมลัมน์ที่มีช่องว่าง (Nothing)
For CountRow As Byte = 0 To RowNum - 2
CharMatrix(CountRow, ColumnOrder) = CipherText(Count)
Count += 1
Next CountRow
End If
Next CountCol
'อ่านตัวอักษรในเมตริกซ์ จากซ้ายไปขวา ทีละแถว
'มาเรียงเป็นข้อความแถวเดียว
Count = 0
For CountRow As Byte = 0 To RowNum - 1
For CountCol As Byte = 0 To ColumnNum - 1
If Count <= CipherText.Length - 1 Then
CharArray(Count) = CharMatrix(CountRow, CountCol)
Count += 1
End If
Next CountCol
Next CountRow
'ส่งค่าตัวอักษรที่เป็น array กลับเป็น string
Return CharArray
End Function
แหล่งข้อมูล :
Transposition cipher - wikipedia
Cryptography/Transposition ciphers - wikibooks
Transposition ciphers - Torbjörn Andersson
Columnar Transposition Ciphers - The Contest Center
Braingle - มีโปรแกรมให้เล่น
