Европейская криптология. История спецсвязи

Гребенников Вадим Викторович

Предложенная Виженером шифросистема стала первым большим открытием в криптологии со времён Юлия Цезаря, которая в течение 350 лет считалась одной из самых надёжных систем. Главным её преимуществом была простота (см. таблицу).

Сообщение шифровалось буква за буквой, для чего в таблице нужно было найти столбец, обозначенный той же буквой, что и соответствующая буква ключа, и строка, обозначенная той же буквой, что и буква

открытого текста, которая находилась под данной буквой ключа. Буква, которая находилась в таблице на пересечении выбранных столбца и строки, и была нужным шифросимволом.

Например, если в качестве ключа использовать слово «UKRAINE», то шифрование слова «UZHGOROD» приведет к шифровке «PHWGYESZ» (см. таблицу).

Шифр Виженера имел также некоторые из преимуществ более раннего номенклаторного типа шифра. Каждая буква открытого текста могла обозначаться в шифротексте таким числом разных шифросимволов, сколько разных букв содержалось в ключе.

Кроме того, многоалфавитная замена позволяла скрыть повторяющиеся буквы и другие внутрисловные сочетания, характерные для данного открытого текста. При этом в окончательном шифротексте использовались только 24 обычных буквы алфавита, а какие-либо специальные символы или цифры были не нужны.

Астрологические увлечения Виженера привели его к шифру, в котором шифрознаками были положения небесных тел в момент шифрования. Тем самым он попробовал перевести свои послания на «язык неба».

В ХІХ веке британский адмирал сэр Френсис Бофорт (Francis Beaufort) (1774-1857) предложил свою разновидность шифра Виженера – квадрат Бофорта (Бьюфорта). Его строками были строки квадрата Виженера, но записанные в обратном (зеркальном) порядке (см. таблицу).

Эта таблица имела одно преимущество – правила зашифрования и расшифрования были одинаковы: и в том, и в другом случае буквы выбирались из верхней алфавитной строки.

Ради исторической справедливости необходимо отметить, что таблица Бофорта была предложена ещё в ХVІІІ веке итальянцем Дж.Сестри. Однако его имя в истории оказалось забытым.

Человеком, который сумел сделать криптологию отдельной научной дисциплиной, стал английский философ и государственный деятель Френсис Бэкон (1561-1626), который был одним из умнейших людей в свое время и автором больше, чем два десятка работ, опубликованных и признанных современниками ещё при его жизни. Будучи лордом-канцлером при короле Якове I, он хорошо знал потребности государства в надёжных шифрах, поэтому его первая талантливая работа, относившаяся к 1580 году, в дальнейшем получила блестящее практическое развитие.

Посвятив криптологии специальные работы «Успех познания» и «О достоинстве и приумножении наук», он был не только теоретиком, но и талантливо применял на практике свои знания, благодаря чему занял почётное место среди выдающихся европейских криптологов. В частности, именно он в первый раз предложил свою систему тайнописи, назвав её «двухбуквенным» шифром. Практически это была «двоичная кодировка» букв латинского алфавита – то же, что используется в настоящий момент в компьютерах.

По

сути, это была бинарная система стеганографии, поскольку с помощью шрифтов двух видов (например, «А» и «В») в буквы произвольного (нетайного) текста тайком вносилась дополнительная (тайная) информация. Каждой букве тайного послания соответствовало пять букв обычного открытого текста.

В начале XVII века Матео Ардженти (Mateo Argenti), криптолог папской канцелярии, составил пособие по криптологии на 135 листах, которое было издано в плетении из телячьей кожи. В этой книге он повторил идею Чикко Симонетти по использованию слова как ключа для получения смешанного алфавита. Например, ключевое слово «UKRAINE» даёт такой смешанный латинский алфавит: UKRAINEBCDFGHJLMOPSTVWXYZ.

Такие смешанные алфавиты часто использовались в качестве алфавита шифротекста в шифрах простой замены. С целью усложнения шифра простой замены Ардженти рекомендовал не разделять слова, использовать «омофонные» замены, вставлять в шифротекст большое количество «пустышек» (0), устранять пунктуацию, не вставлять в шифротекст открытые слова («клер») и т.д. Для букв, которые часто встречались в словах, он ввёл несколько обозначений, а для соединений букв, которые часто встречались в текстах, – отдельные обозначения. Позже подобные идеи получили широкое распространение.

Слово «UZHGOROD» может быть зашифровано многими способами, например: 754078856070692859205577 или 0488600659289720.

Наибольшим достижением Ардженти считается разработанный им буквенный код (номенклатор), в котором 1200 букв, слогов, слов и целых фраз замещались группами букв.

В XVII веке наиболее ценным историческим трудом в сфере криптологии были произведения Густава Селена (псевдоним Августа II герцога Брауншвейг-Люнебурга, князя Брауншвейг-Вольфенбюттеля) (1579-1666) «Криптописьмо и криптография» (лат. Cryptomenytices et cryptographie): «Девять книг Густава Селена, в которых изъясняется учение о скрытии смысла и тайнописи, некогда написанное Иоганном Тритемием, настоятелем в Спенхейме и Хербиполене, мужа чудесного ума и скрытых магических способностей. Здесь же изложены важные способы и других авторов в 1624 г.». Эти книги, кстати, были учебными пособиями российского криптолога XVIIІ века Эпинуса.

Криптология уже была известна многим и применялась во многих слоях общества. Так, англичанин Самюэль Пепис (1633-1703) стал всемирно известен своим зашифрованным дневником, согласно которому историки пишут труды о переходе от Пуританства к Реставрации. Искусствоведы включили это произведение в мировую сокровищницу литературы.

Пепис закончил Кембридж благодаря кузену отца – адмиралу Монтегю и имел много друзей: ученого Исаака Ньютона, архитектора Кристофера Рена, поэта и драматурга Джона Драйдена. Пепис был лично свидетелем таких незабываемых для Англии событий, как возвращение короля Чарльза II в Англию, большая чума 1664 года, пожар Лондона 1666 года, революция 1688 года.

Свои мемуары Пепис зашифровал по системе криптолога Томаса Шелтона и дополнительно своим собственным шифром, поскольку содержали много скандальных фактов о великих современниках. Вместе с его личными книгами и бумагами дневник после смерти писателя попал в Кембридж, где сразу же привлек внимание исследователей. Первый успех в его расшифровании был получен лишь в 1822 году, а полностью он был расшифрован в 1899 году.

4. Развитие

криптоанализа