Полиалфавитный шифр (многоалфавитный шифр) — это совокупность шифров простой замены, которые используются для шифрования очередного символа открытого текста согласно некоторому правилу.
Суть полиалфавитного шифра заключается в циклическом применении нескольких моноалфавитных шифров к определённому числу букв шифруемого текста. Предположим, что имеется некоторое сообщение x1 , x2 , x3 , …, xn , …, x2n, …, которое необходимо зашифровать, а также для использования полиалфавитного шифра взяли n моноалфавитных шифров. В данном случае к первой букве применяется первый моноалфавитный шифр, ко второй букве — второй, к третьей — третий, …, к n-ой букве — n-ый, а к (n+1)-ой вновь первый, и так далее, пока все сообщение не будет зашифровано. Таким образом, получается довольно-таки сложная последовательность, вскрыть которую сложнее нежели моноалфавитный шифр. Важным эффектом, достигаемым при использовании полиалфавитного шифра, является маскировка частот появления тех или иных букв в тексте, чего лишены шифры простой замены.
История криптоанализа берет своё начало с моноалфавитных шифров. Данный шифр обеспечивал необходимую секретность передаваемым сообщениям до тех пор, пока развитие частотного криптоанализа не разрушило его стойкость. Первым слабость таких шифров к частотному криптоанализу показал ещё в IX веке арабский философ и математик Аль-Кинди в своем труде «Манускрипт о дешифровке криптографических сообщений»[1]. В Европе моноалфавитные шифры пользовались большой популярностью вплоть до XV века. Ярким примером ненадежности этого шифра послужила казнь Марии Стюарт в 1587 году. Доказательством заговора против английской королевы Елизаветы стало расшифрованное Томасом Фелиппесом письмо Марии Стюарт к Энтони Бабингтону[1].
Таким образом, возникла потребность в создании более совершенного способа защиты информации, и на смену моноалфавитным шифрам пришли полиалфавитные. В шестидесятых годах XV века итальянский учёный и архитектор Леон Баттиста Альберти (итал. Leone Battista Alberti), стремясь получить устойчивый к частотному криптоанализу шифр, одним из первых начал применять вместо одного секретного алфавита два или более, переходя от одного к другому по некоторому правилу[2]. Однако довести эту систему до полноценной предстояло его последователям[3].
Значительного результата достиг немецкий монах Иоганн Тритемий (лат. Iohannes Trithemius). Согласно его методу очередная буква заменяется символом из собственного шифралфавита, причем каждый следующий алфавит получается из предыдущего путём сдвига на одну букву. Совокупность этих шифров сдвига, записанных по порядку один под другим, называется таблицей Тритемия[4].