Байыркы замандан бери шифрлер сырды сактоо үчүн колдонулуп келген. Тарых бизге жеткирген эң байыркы шифр системаларынын бири тентип жүрөт. Аны байыркы гректер биздин заманга чейинки V кылымда эле колдонушкан. Ошол күндөрү Персия колдогон Спарта Афинага каршы согуш ачкан. Спартан генералы Лисандер перстерди кош оюнга шектене баштады. Ал тез арада алардын ниети жөнүндө чыныгы маалыматка муктаж болчу. Эң оор учурда Перс лагеринен кабарчы кул расмий кат менен келди. Катты окуган соң Лизандер кабарчыдан кур талап кылган. Көрсө, бул курга ишенимдүү дос (азыр биз "жашыруун агент" деп айтаар элек) Лисандра шифрленген билдирүү жазган экен. Мессенджердин куруна эч кандай сөз кошпогон, баш аламан жазылган ар кандай каттар жазылган. Анысы аз келгенсип, каттар белдин бою менен эмес, туурасынан жазылган. Лизандер белгилүү бир диаметри бар жыгач цилиндрди алып (тентип), кабарчынын курун курдун четтери жабылып калгандай кылып ороп, цилиндрдин генератрицасы боюнча курга ал күткөн билдирүү катталган. өйдө Көрсө, перстер спартандыктарга белине күтүлбөгөн жерден бычак уруп, Лисандердин тарапкерлерин өлтүрүүнү пландап жатышкан экен. Бул кабарды алган Лизандер күтүлбөгөн жерден жана жашыруун түрдө перс аскерлери жайгашкан жерге келип, күтүүсүз сокку менен аларды талкалады. Бул тарыхта шифрленген билдирүү өтө маанилүү ролду ойногон биринчи белгилүү учурлардын бири.
Бул алмаштыруучу шифр болчу, анын шифринин тексти ачык тексттен турат, бирок белгилүү эмес, бирок чоочун мыйзам тарабынан белгилүү. Бул жерде шифрлөө системасы тамгаларды алмаштыруу, иш -аракеттер - тентип жүргөн курдун айлануусу. Шифр ачкычы - тентип жүргөндүн диаметри. Билдирүүнүн жөнөтүүчүсү менен алуучусунун диаметри бирдей аркан болушу керек экени түшүнүктүү. Бул шифрлөө ачкычы жөнөтүүчүгө да, алуучуга да белгилүү болушу керек деген эрежеге ылайык келет. Адашуу - шифрдин эң жөнөкөй түрү. Ар кандай диаметри бар бир нече селсаяктарды алуу жетиштүү, жана алардын бирине курду орогондон кийин жөнөкөй текст пайда болмок. Бул шифрлөө системасы байыркы убакта чечмеленген. Бел бир аз конусу менен конустук адашууга жараланган. Конустук скиталанын кесилишинин диаметри шифрлөө үчүн колдонулган диаметри жакын болгон жерде, билдирүү жарым-жартылай окулат, андан кийин кур керектүү диаметри скиталанын айланасына оролот.
Юлий Цезарь башка шифрлерди (алмаштыруучу шифрлерди) кеңири колдонгон, ал тургай бул шифрлердин бирин ойлоп тапкан. Цезарь шифринин идеясы кагазда (папирус же пергамент) билдирүү жазыла турган тилдин эки алфавитинин биринин артынан бири жазылышы болгон. Бирок, экинчи алфавит биринчисинин астына белгилүү (жөнөтүүчү менен алуучуга гана белгилүү, смена) менен жазылган. Цезарь шифри үчүн бул жылыш үч позицияга барабар. Биринчи (жогорку) алфавиттен алынган тиешелүү тексттин тамгасынын ордуна, бул тамганын астындагы төмөнкү алфавит белгиси билдирүүгө (шифрдик текстке) жазылат. Табигый түрдө, азыр мындай шифр системасы жөнөкөй адам тарабынан да оңой эле бузулат, бирок ал кезде Цезарь шифри бузулгус деп эсептелген.
Бир аз татаалыраак шифрди байыркы гректер ойлоп табышкан. Алар алфавитти 5 х 5 стол түрүндө, символдору бар саптарды жана мамычаларды белгилешти (б.а. аларды номерлешти) жана ачык тексттин ордуна эки символду жазышты. Эгерде бул белгилер билдирүүдө бир блок катары берилсе, анда бир конкреттүү таблицанын кыска билдирүүлөрү менен мындай шифр заманбап түшүнүктөргө ылайык да абдан туруктуу. Болжол менен эки миң жылдык бул идея Биринчи дүйнөлүк согуш учурунда татаал шифрлерде колдонулган.
Рим империясынын кыйрашы криптографиянын төмөндөшү менен коштолгон. Тарых алгачкы жана орто кылымдарда криптографиянын өнүгүшү жана колдонулушу жөнүндө эч кандай олуттуу маалыматты сактаган эмес. Ал эми бир миң жылдан кийин гана Европада криптография жанданууда. Италияда он алтынчы кылым - интриганын, кутумдун жана баш аламандыктын кылымы. Боргия жана Медичи кландары саясий жана финансылык бийлик үчүн күрөшөт. Мындай атмосферада шифрлер жана коддор өтө маанилүү болуп калат.
1518 -жылы Германияда жашаган Бенедикт монахы Аббот Тритемиус "Полиграфия" аттуу латын тилинде китеп чыгарган. Бул криптография искусствосу боюнча биринчи китеп болуп, көп өтпөй француз жана немис тилдерине которулган.
1556 -жылы Миландан келген доктор жана математик Жироламо Кардано өзү ойлоп тапкан шифрлөө системасын сүрөттөгөн чыгарманы басып чыгарды жана ал тарыхта "Cardano Lattice" деген ат менен калды. Бул тешиктери туш келди тартипте кесилген катуу картон. Cardano тору алмаштыруу шифринин биринчи колдонмосу болгон.
Ал өткөн кылымдын экинчи жарымында да, математиканын жетишерлик жогорку деңгээлдеги өнүгүүсү менен, абсолюттук күчтүү шифр деп эсептелген. Ошентип, Жули Верн, Матиас Сандордун романында драмалык окуялар көгүчкөн менен жөнөтүлгөн шифр каттын айланасында өнүгөт, бирок кокусунан саясий душмандын колуна түшүп калат. Бул катты окуу үчүн, ал каттын авторуна үйүндө шифр торун табуу максатында кызматчы катары катталган. Романда эч ким колдонулбаган шифр системасы жөнүндөгү билимге таянып, ачкычсыз катты ачууга аракет кылуу идеясына ээ эмес. Баса, кармалган кат 6х6 тамга таблицасына окшош экен, бул шифрлөөнүн одоно катасы болгон. Эгерде ошол эле тамга боштуксуз сапта жазылса жана толуктоонун жардамы менен тамгалардын жалпы саны 36 болбогондо, шифр чечүүчү дагы колдонулган шифрлөө системасы жөнүндө гипотезаларды текшериши керек болчу.
Сиз 6 x 6 Cardano торчосу берген шифрлөө параметрлеринин санын эсептей аласыз. Мындай торду бир нече он миллиондогон жылдар бою чечүү! Карданонун ойлоп табуусу өтө бышык болуп чыкты. Анын негизинде, Экинчи Дүйнөлүк Согуш учурунда Улуу Британиядагы эң туруктуу деңиз шифрлеринин бири түзүлгөн.
Бирок, азырынча, белгилүү бир шарттарда, мындай системаны жетишерлик тез чечүүгө мүмкүндүк берген ыкмалар иштелип чыкты.
Бул тордун кемчилиги - тордун өзүн чоочун адамдардан ишенимдүү түрдө жашыруу зарылдыгы. Кээ бир учурларда уячалардын жайгашуусун жана алардын номерлөө тартибин эстөө мүмкүн болсо да, тажрыйба көрсөткөндөй, адамдын эс тутумуна, өзгөчө система сейрек колдонулганда, таянууга болбойт. "Матиас Сандор" романында тордун душмандын колуна өтүшү каттын автору үчүн жана ал мүчө болгон бүт революциялык уюм үчүн эң кайгылуу натыйжаларга алып келген. Ошондуктан, кээ бир учурларда, анча күчтүү эмес, бирок эс тутумдан калыбына келтирүүгө оңой шифрлөө системалары артыкчылыктуу болушу мүмкүн.
Эки адам бирдей ийгилик менен "заманбап криптографиянын атасы" наамын талап кыла алмак. Бул италиялык Джованни Баттиста Порта жана француз Блез де Вигенер.
1565 -жылы Неаполдон келген математик Джованни Порта алмаштыруучу шифр системасын жарыялаган, бул ачык тексттин символун он бир башка жолдор менен шифр тамгасы менен алмаштырууга мүмкүндүк берген. Бул үчүн 11 шифр алфавити алынат, алардын ар бири жуп тамга менен аныкталат, алар ачык текстти шифр алфавитине алмаштыруу үчүн кайсы алфавитти колдонуу керектигин аныктайт. Порт шифрдик алфавиттерди колдонууда, 11 алфавитке ээ болгондон тышкары, ар бир шифрлөө кадамында тиешелүү шифр алфавитин аныктоочу ачкыч сөзгө ээ болушуңуз керек.
Джованни Портанын столу
Адатта билдирүүдөгү шифрдик текст бир бөлүккө жазылат. Техникалык байланыш линияларында, адатта, бири-биринен боштук менен бөлүнгөн беш орундуу топтор түрүндө берилет, ар бир сапта он топ.
Порттор системасы абдан бийик бышыктыкка ээ, өзгөчө заманбап критерийлерге ылайык, алфавитти өзүм билемдик менен тандоо жана жазуу менен. Бирок анын кемчиликтери да бар: эки корреспондент тең кызыксыз столдорго ээ болушу керек, аларды кызыктыруучу көздөрдөн сактоо керек. Мындан тышкары, сиз кандайдыр бир жол менен жашыруун болушу керек болгон ачкыч сөзгө макул болушуңуз керек.
Бул көйгөйлөрдү дипломат Вигенер чечкен. Римде ал Тритемиус менен Карданонун чыгармалары менен таанышып, 1585 -жылы "Шифрлер жөнүндө трактат" деген эмгегин жарыялаган. Порт методу сыяктуу эле, Vigenère методу столго негизделген. Vigenere методунун негизги артыкчылыгы анын жөнөкөйлүгү. Порт системасы сыяктуу эле, Vigenère системасы шифрлөө үчүн ачкыч сөздү (же фразаны) талап кылат, анын тамгалары ачык тексттин ар бир конкреттүү тамгасы 26 шифр алфавитинин кайсынысын аныктайт. Негизги текст тамгасы мамычаны аныктайт, б.а. атайын шифр алфавити. Шифр текстинин тамгасы ачык тексттин тамгасына туура келген таблицанын ичинде. Vigenere системасы 26 гана шифрди колдонот жана күчү жагынан Порттор системасынан төмөн. Бирок Vigenere столун шифрлөөдөн мурун эсинен калыбына келтирүү оңой, анан жок кылат. Системанын туруктуулугун ачкыч сөз менен эмес, узун ачкыч сөз менен макулдашуу аркылуу жогорулатууга болот, анда шифр алфавиттеринин колдонуу мөөнөтүн аныктоо кыйла кыйын болот.
Vigenère шифри
ХХ кылымга чейинки бардык шифрлөө тутумдары кол менен жасалган. Шифр алмашуунун төмөн интенсивдүүлүгү менен бул кемчилик болгон жок. Телеграф менен радионун келиши менен баары өзгөрдү. Байланыштын техникалык каражаттары аркылуу шифр билдирүүлөрүнүн алмашуу интенсивдүүлүгүнүн жогорулашы менен, уруксатсыз адамдардын берилүүчү билдирүүлөргө кирүүсү бир топ жеңилдеди. Шифрлердин татаалдыгына, маалыматты шифрлөөнүн (декоддун) ылдамдыгына талаптар кескин жогорулады. Бул ишти механизациялоо зарыл болуп калды.
Биринчи дүйнөлүк согуштан кийин, шифрлөө бизнесинин тез өнүгүшү башталган. Жаңы шифрлөө системалары иштелип жатат, шифрлөө процессин тездетүүчү машиналар ойлоп табылууда. Эң атактуусу "Hagelin" механикалык шифрлөөчү машинасы болгон. Бул машиналарды өндүрүүчү компания швед Борис Хагелин тарабынан негизделген жана бүгүнкү күнгө чейин бар. Хагелин компакт, колдонууга оңой жана шифрдин жогорку күчүн камсыздаган. Бул шифрлөөчү машина алмаштыруу принцибин ишке ашырды жана колдонулган шифр алфавиттеринин саны Порттор системасынан ашты жана бир шифр алфавитинен экинчисине өтүү псевдо-кокустук ыкма менен ишке ашты.
Унаа Хагеллин C-48
Технологиялык жактан алганда, машинанын иштешинде кошуучу машиналардын жана механикалык автоматтык машиналардын иштөө принциптери колдонулат. Кийинчерээк бул машина математикалык жана механикалык жактан жакшыртылган. Бул системанын туруктуулугун жана колдонулушун кыйла жогорулаткан. Система ушунчалык ийгиликтүү болуп чыкты, компьютердик технологияга өтүүдө Хагелинде жазылган принциптер электрондук түрдө моделденди.
Алмаштыруучу шифрди ишке ашыруунун дагы бир варианты диск машиналары болгон, алар башынан эле электромеханикалык болгон. Унаанын негизги шифрлөөчү түзмөгү бир огко орнотулган, бирок катуу эмес жана дисктер огунун айланасында бири -бирине көз карандысыз айлана ала тургандай (3төн 6га чейин) дисктердин жыйындысы болгон. Дискте алфавиттин тамгаларынын санына жараша контакт терминалдары басылган, бакелиттен жасалган эки базасы болгон. Бул учурда, бир базанын контактылары ээнбаш түрдө жуп -жубу менен экинчи базанын контактылары менен электрдик туташтырылган. Акыркы дискти кошпогондо, ар бир дисктин чыгуучу контактылары туруктуу байланыш плиталары аркылуу кийинки дисктин кирүүчү байланыштарына туташат. Мындан тышкары, ар бир дискте ар бир шифрлөө циклинде ар бир дисктин кадам кыймылынын мүнөзүн биргелешип аныктаган, чыгышы жана ойдуңу бар фланец бар. Ар бир саат циклинде шифрлөө ачык текстке туура келген коммутациялык системанын кирүүчү контакт аркылуу импульс чыңалуусу аркылуу ишке ашырылат. Коммутациялык системанын чыгуусунда контактта шифрдик тексттин учурдагы тамгасына туура келген чыңалуу пайда болот. Шифрлөөнүн бир цикли аяктагандан кийин, дисктер бири -бирине көз карандысыз түрдө бир же бир нече этап менен айланат (бул учурда кээ бир дисктер ар бир кадамда такыр бош туруп калышы мүмкүн). Кыймылдын мыйзамы диск фланецтеринин конфигурациясы менен аныкталат жана жасалма кокустук катары каралышы мүмкүн. Бул машиналар кеңири тараган жана алардын артында турган идеялар электрондук эсептөө доорунун башталышында да электрондук түрдө моделденген. Мындай машиналар чыгарган шифрлердин күчү да өзгөчө жогору болгон.
Экинчи дүйнөлүк согуш учурунда Enigma диск машинасы Гитлердин Роммель менен кат алышуусун шифрлөө үчүн колдонулган. Унаалардын бири кыска убакытка британ чалгын кызматынын колуна өттү. Анын так көчүрмөсүн жасап, британдыктар жашыруун кат алышууну чече алышкан.
Төмөнкү суроо тиешелүү: абсолюттук күчтүү шифрди түзүүгө болобу, б.а. теориялык жактан да ачылбай турган нерсе. Кибернетиканын атасы Норберт Винер мындай деп ырастады: "Ар кандай жетиштүү узун шифр тексти ар дайым шифрден чыгарылышы мүмкүн, эгерде каршылаштын буга жетиштүү убактысы болсо … Кандайдыр бир шифрди чечүү үчүн, эгерде ага шашылыш муктаждык керек болсо. алынышы керек болгон маалымат баага татыктуу. күч жана убакыт каражаты ". Эгерде биз канчалык татаал болбосун, так жана так аныкталган кандайдыр бир алгоритмге ылайык түзүлгөн шифр жөнүндө сөз кыла турган болсок, анда бул чындыгында ушундай.
Бирок, америкалык математик жана маалыматты иштетүү боюнча адис Клод Шеннон абсолюттук күчтүү шифрди түзүүгө болорун көрсөттү. Ошол эле учурда, абсолюттук күчтүү шифр менен практикалык күч деп аталган (атайын иштелип чыккан татаал алгоритмдердин жардамы менен ишке ашырылган) ортосунда эч кандай практикалык айырма жок. Абсолюттук күчтүү шифрди төмөнкүчө иштеп чыгуу жана колдонуу керек:
- шифр эч кандай алгоритмдин жардамы менен эмес, толугу менен кокустук жол менен түзүлгөн (тыйын ыргытуу, жакшы аралашкан палубадан туш келди картаны ачуу, ызы-чуу диодунда туш келди сандар генератору аркылуу туш келди сандардын тизмегин түзүү ж..);
- шифрдик тексттин узундугу түзүлгөн шифрдин узундугунан ашпоого тийиш, б.а. ачык тексттин бир белгисин шифрлөө үчүн бир шифр белгиси колдонулат.
Албетте, бул учурда шифрлерди туура иштетүү үчүн бардык шарттар аткарылышы керек жана баарынан мурда текстти буга чейин бир жолу колдонулган шифр менен кайра шифрлөө мүмкүн эмес.
Абсолюттук күчтүү шифрлер, кат алышуунун душманы чечмелөөнүн абсолюттук мүмкүн эместиги кепилденген учурларда колдонулат. Тактап айтканда, мындай шифрлерди душмандын аймагында иштеген мыйзамсыз агенттер жана шифрдик ноталарды колдонуу менен колдонушат. Блокнот блок шифр деп аталган, толугу менен туш келди тандалган, сандар мамычалары бар барактардан турат.
Шифрлөө ыкмалары ар башка, бирок эң жөнөкөйдөрүнүн бири төмөндөгүдөй. Алфавиттин тамгалары A - 01, B - 02 … Z - 32 деген эки орундуу сандар менен номерленет. Анда "Жолугууга даярбыз" деген билдирүү мындай көрүнөт:
жөнөкөй текст - ЖОЛУГУШУУГА ДАЯР;
ачык санариптик текст - 0415191503 11 03181917062406;
блок шифр - 1123583145 94 37074189752975;
шифрдик текст - 1538674646 05 30155096714371.
Бул учурда, шифрдик текст санариптик текстти жана модулдук 10 блокторун сандык кошуу аркылуу алынат (б.а., эгер болсо, өткөрүп берүү бирдиги, эске алынбайт). Байланыштын техникалык каражаттары аркылуу берүү үчүн арналган шифрдик текст беш орундуу топтор түрүнө ээ, бул учурда ал төмөнкүдөй көрүнүшү керек: 15386 74648 05301 5509671437 16389 (акыркы 4 цифрасы өзүм билемдик менен кошулат жана эске алынбайт). Албетте, шифр дептеринин кайсы бети колдонулганын алуучуга билдирүү керек. Бул жөнөкөй текстте (сандарда) алдын ала белгиленген жерде жасалат. Шифрленгенден кийин, колдонулган шифр тактасынын баракчасы жыртылып жок кылынат. Алынган криптограмманы шифрден чечүүдө, ошол эле шифр модулун 10 алып салуу керек. Албетте, мындай блокнот абдан жакшы жана жашыруун түрдө сакталууга тийиш, анткени анын бар экендиги, эгерде ал душманга белгилүү болуп калса, агенттин ийгиликсиздигин билдирет.
Электрондук эсептөөчү түзүлүштөрдүн, өзгөчө персоналдык компьютерлердин келиши криптографиянын өнүгүшүнүн жаңы доорун белгиледи. Компьютердик түзүлүштөрдүн көптөгөн артыкчылыктарынын ичинен төмөнкүлөрдү белгилөөгө болот:
а) маалыматты иштеп чыгуунун өзгөчө жогорку ылдамдыгы, б) мурда даярдалган текстти тез киргизүү жана шифрлөө мүмкүнчүлүгү, в) татаал жана өтө күчтүү шифрлөө алгоритмдерин колдонуу мүмкүнчүлүгү, г) заманбап байланыш каражаттары менен жакшы шайкештик, д) текстти тез басып чыгаруу же өчүрүү жөндөмү менен тез визуалдаштыруу, е) бир компьютерде аларга кирүүгө тоскоол болгон ар кандай шифрлөө программаларына ээ болуу мүмкүнчүлүгү
сырсөз системасын же ички крипто коргоону колдонгон уруксатсыз адамдар, ж) шифрленген материалдын универсалдуулугу (б.а. белгилүү шарттарда, компьютердин шифрлөө алгоритми алфавиттик -сандык маалыматты гана эмес, телефондук сүйлөшүүлөрдү, фото документтерди жана видеоматериалдарды да шифрлей алат).
Бирок, маалыматты иштеп чыгуу, сактоо, берүү жана иштетүү мезгилинде коргоону уюштурууда системалуу мамиле керек экенин белгилей кетүү керек. Маалыматтын агып кетишинин көптөгөн мүмкүн болгон жолдору бар, ал тургай жакшы крипто коргоо дагы башка чаралар көрүлбөсө анын коопсуздугуна кепилдик бербейт.
Шилтемелер:
Адаменко М. Классикалык криптологиянын негиздери. Шифрлердин жана коддордун сырлары. М.: DMK пресс, 2012. 67-69, 143, 233-236.
Саймон С. Шифрлер китеби. М.: Avanta +, 2009. S. 18-19, 67, 103, 328-329, 361, 425.
