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El cifrado Vigenere es un criptosistema simétrico, es decir, utiliza la misma clave para cifrar y descifrar. El cifrado Vigenère se asemeja mucho al cifrado César, pero su diferencia radica en que el primero utiliza una clave más larga para contrarrestar el gran problema del cifrado César: el hecho de que una letra sólo puede ser codificada de una forma. Para resolver este problema, se utiliza una palabra clave en lugar de un carácter simple.
En primer lugar, se asocia cada letra con una cifra correspondiente.

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Se codifica un texto con una palabra agregándole las letras de otra palabra (llamada palabra clave) a cada una de sus letras. La palabra clave se agrega indefinidamente en el texto que se va a cifrar, y después se agrega el código ASCII de cada una de las letras de la palabra clave al texto a cifrar. Por ejemplo, el texto "rendezvousamidi" con su palabra clave "bonjour" será codificado de la siguiente manera:

Texto original:
r e n d e z v o u s a m i d i
114 101 110 100 101 122 118 111 117 115 97 109 105 100 105

Palabra clave:
b o n j o u r
98 111 110 106 111 117 114

Texto cifrado
\r+B E+O \n+\n -d+J E+O u +\r O+B u+O s -a+J M+O i -d+\r i
114 + 98 101 + 111 110 + 110 100 + 106 101 + 111 122 + 117 118 + 114 111 + 98 117 + 111 115 + 110 97 + 106 109 + 111 105 + 117 100 + 114 105 + 98

Para descifrar este mensaje, se necesita la clave secreta y se realiza el descifrado inverso utilizando la sustracción.

A pesar de que el cifrado es mucho más sólido que el cifrado César, aún así se puede romper fácilmente. Cuando los mensajes son mucho más largos que la palabra clave, es posible identificar el largo de la palabra clave y utilizar, para cada secuencia de palabra clave, el método de cálculo de la frecuencia con que aparecen las letras, y determinar así los caracteres de las palabras claves una a la vez...

Para evitar este problema, una solución es utilizar una palabra clave que sea casi igual de larga como el texto, a fin de evitar un estudio estadístico del texto cifrado. Este tipo de sistema de cifrado se llama sistema one-time pad. El problema con este tipo de método es la longitud de la clave de cifrado (cuanto más largo el texto a ser cifrado, más grande deberá ser la clave) que impide su memorización e implica una probabilidad mucho más grande de errores en la clave (un solo error hace que el texto sea casi imposible de leer...).