Таинственные послания

Шевалье Луи де Роган примкнул к заговору против «короля-солнца» Людовика XIV. Заговор провалился, и де Роган попал в Бастилию. Его судьба всецело зависела от другого заговорщика, Труомона, который лежал при смерти в той же тюрьме. Если он во всём сознается, то шевалье признают виновным в измене и казнят.

Незадолго до судебного разбирательства шевалье передали узел с одеждой, в котором он обнаружил зашифрованную записку. Всю ночь де Роган пытался расшифровать сообщение, но наступил рассвет, а шифр ему так и не поддался.

Во время допроса Луи де Роган во всем признался, и его приговорили к казни. Ему удалось бы спасти свою жизнь, сумей он за ночь разгадать шифр. В ней сообщалось: «Узник умер; он ничего не сказал».

Был случай, когда преступники захватили руководителя одной фирмы. Угрожая расправой, они набрали номер телефона и заставили его дать распоряжение своему главному бухгалтеру: немедленно доставить крупную сумму. Прошло немного времени, и преступники были арестованы. Нужно ли уточнять, то звонивший в разговоре с главбухом сумел сказать много больше, чем услышали стоявшие рядом бандиты?

Шифрование - то есть сокрытие информации старо, как сам мир. Люди начали придумывать их с незапамятных времен, с тех самых пор, когда впервые захотели что-то утаить. В Древней Греции разбивали горшок и два соседних осколка передавали незнакомым людям, чтобы они, встретившись, могли распознать друг друга, чтобы отличать своих от чужих.

Существовали тайные знаки, чтобы узнавать своих. Например, разрезали на части монету. Люди могли никогда друг друга не видеть, но если посланец предъявлял свою половинку, и при наложении обе части совпадали, значит, это свой.

Секретный знак был у первых христиан. В те века, когда за исповедание христианской веры тебя могли казнить, таким знаком было символическое изображение рыбы. Поэтому один христианин мог начертить тростью на земле дугу - сама по себе дуга ещё ничего не обозначала. Но второй христианин в ответ на это чертил другую дугу, которые вместе складывались в изображение рыбы.

Многие народы для передачи информации применяли барабанный бой, с помощью которого передавали звуковые сигналы на огромное расстояние.

Условный сигнал, услышанный в одном месте, повторялся в другом, передавался далее, - и в короткое время обширная область уведомлялась о каком-либо важном событии.

Во время первой войны Италии с Абиссинией все передвижения итальянских войск быстро становились известными императору Эфиопии.

Как только люди начинали вести важную переписку, они изыскивали способы скрыть свои послания от посторонних глаз. Например, создавать послания, которые могут быть поняты только отправителем и получателем, а любому другому покажутся бессмысленным набором знаков.

Сообщение преобразуется в ничего не значащую для непосвященных последовательность букв и цифр. Даже если такое письмо попадёт в чужие руки, то его смысл останется неизвестным, поскольку его невозможно прочитать без знания ключа.

Тайнопись, употреблявшаяся в древнерусской литературе называлась тарабарской грамотой, отсюда и «тарабарщина» (неразбериха, бессмыслица).

История шифрования уходит корнями в глубь тысячелетий. Дошедшая до наших дней надпись, вырезанная более четырёх с половиной тысяч лет назад на гробнице знатного человека по имени Хнумхотеп, в отдельных местах состоит из необычных иероглифических символов вместо более привычных иероглифов.

Это самый древний известный нам текст, который претерпел такие изменения. Автор таблички с рецептом для изготовления глазури для гончарных изделий из Вавилона использовал редкие обозначения, пропускал буквы, заменял часть слов на цифры, чтобы скрыть написанное. Датируется этот опыт защиты коммерческой тайны примерно 1500 годом до н.э

Одно из первых описаний зашифровывания даётся в «Кама-сутре», тексте, написанном в четвёртом веке до н. э. Оказывается, и там есть подобное.

Согласно руководству для юных леди они должны овладеть 64 искусствами. Под номером 45 в списке стоит искусство тайнописи, предназначенное для того, чтобы помочь женщинам скрыть подробности своих любовных связей.

А вы о чём подумали?

Шифр «Атба́ш» – один из самых древних методов шифрования. Самый-самый простой шифр. Его суть – переворот алфавита с ног на голову, то есть первая алфавита заменялась на последнюю и наоборот, вторая буква – на предпоследнюю и наоборот и т.д.

Уже в Ветхом Завете имелись явные признаки использования шифрования. Например, в книге пророка Иеремии, глава 25, стих 26 и глава 51 стих 41, слово «Вавилон» заменено словом «Шешах».

Древнегреческий историк и полководец Полибий придумал сложный способ шифрования, названный в честь его квадрат Полибия. «Квадрат Полибия» представляет собой квадрат 6х6 (5x5), столбцы и строки которого нумеруются цифрами от 1 до 6 (5). Все буквы алфавита вписывались в квадрат по одной на клетку. (можно в одну клетку поместите буквы е-э, и-й, ж-з, р-с, ф-х, ш-щ). Буквы расположены в алфавитном порядке.

В результате каждой букве соответствует пара чисел, и шифрованное сообщение превращается в последовательность пар чисел. Расшифровывается путем нахождения буквы стоящей на пересечении строки и столбца.

Суть в том, что каждой букве предназначена своя пара цифр одна по горизонтальной линии, а другая по вертикальной. Данный вид кодирования изначально применялся для греческого алфавита, но затем был распространен на другие языки.

Упоминание о первом из известных шифровальных устройств - спартанской скитале восходит к пятому веку до н. э. Для передачи сообщений использовалось простое устройство под названием скитала, от греческого слова «жезл» - цилиндр определенной толщины, как правило, с гранями. Это древнейшее известное криптографическое устройство.

На скиталу без просветов и перехлестов наматывалась узкая и длинная полоска из кожи. Вдоль неё записывалось сообщение открытым текстом. После того как лента разматывалась, длинный ряд букв для непосвященных представлялся полной бессмыслицей.

Это послание отправлялось с гонцом, который, чтобы избежать подозрений, обычно прятал сообщение, используя кожаную полосу как пояс, буквами внутрь, Затем гонец доставлял этот кусочек кожи адресату.

Чтобы получить исходное сообщение, адресат просто наматывал полоску кожи вокруг скиталы того же диаметра и такой же длины, что и скитала, которой пользовался отправитель. И вдоль продольной оси на одной из сторон цилиндра читал послание. Ключом являлся диаметр и длина соответствующей палочки.

В 404 году до н. э. к спартанскому полководцу Лисандру привели вестника, окровавленного и еле держащегося на ногах. Вестник передал свой пояс Лисандру, который намотал его вокруг своей скиталы и прочитал, что враг собирается напасть на него. Благодаря скитале Лисандр успел подготовиться к нападению и отбил его.

Шифр Цезаря - это вид шифра, в котором каждая буква в открытом тексте заменяется буквой, находящейся на некотором числе позиций левее или правее него в алфавите. Шифр назван в честь римского полководца Гая Юлия Цезаря, использовавшего его для секретной переписки со своими генералами.

Чтобы усложнить дешифровку, числе позиций можно менять с каждым новым словом, буквы можно записывать цифрами. Даже получив сообщение с непонятным содержанием, враги не могли рассекретить планы римского полководца и помешать ему.

Предположим, что мы хотим зашифровать слово «Литва», но на русском языке, понятном всем читателям «Обзора».

Для начала пронумеруем буквы по-порядку. Далее нам нужно определиться с шагом шифрования. Шаг шифрования или сдвиг - это число, которое указывает на сколько букв мы будем смещаться влево или вправо по алфавиту. Именно сдвиг является ключом. Его можно выбрать произвольно. В нашем примере выберем шаг равный 7. В итоге после шифрования слово «Литва» («л», 13-я буква алфавита, становится 20-й, то есть «т», и т.д.) превратится в "Тпшиж".

Идея Цезаря о шифре замещения, многоалфавитном шифре, диктовала базовую форму шифрования в течение 2000 лет.

Часто для удобства использования шифра Цезаря используют два насаженных на общую ось диска разного диаметра с нарисованными по краям дисков алфавитами. Изначально диски поворачиваются так, чтобы напротив каждой буквы алфавита внешнего диска находилась та же буква алфавита малого диска. Если теперь повернуть внутренний диск на несколько символов, то мы получим соответствие между символами внешнего диска и внутреннего — шифр Цезаря. Получившийся диск можно использовать как для шифрования, так и для расшифровки.

Таблица-карточка с вырезанными в ней ячейками - она накладывается на текст, в котором зашифровано послание, и позволяет его прочесть. Этот способ шифрования был разработан итальянским учёным 16 века Джероламо Кардано и получил в его честь название решётка Кардано.

Решётка Кардано накладывалась на чистый лист, и через прорези вписывался тот текст, который нужно было передать. Затем трафарет убирался и оставшиеся место заполнялось другими словами, значками, буквами. В результате получается заполненный буквами квадрат.

Пока не наложить на него решетку, этот набор букв будет бессмысленным. Отправитель и получатель должны были иметь одинаковые трафареты. Получатель письма накладывал свой трафарет и прочитывал тайное письмо.

По аналогии была создана решётка с поворотом.

После того, как написана часть текста и все отверстия заполнены, решётка последовательно поворачивается на 90 градусов вокруг поочерёдно вдоль вертикальной и горизонтальной осей симметрии. После каждого поворота продолжаем вписывать очередные буквы в отверстия, которые находятся теперь в новом месте. За четыре этапа (4 разных положения решётки) все клетки квадратного блока будут заполнены.

Интересное решение придумал итальянский учёный XV века Леон Батиста Альберти. Система шифрования представляла из себя подвижные диски, которые смещались относительно друг друга и допускали различные методы подстановки букв. При этом метод менялся непосредственно в процессе шифрования, что повышало надёжность шифра.

Есть ещё одна очень крутая криптографическая система, которая практически невзламываема - это книжный шифр. Книжный шифр использует герой фильма «Семнадцать мгновений весны» Штирлиц. Прославленный советский разведчик Рихард Зорге с успехом использовал книжный шифр. Японцы не смогли прочесть шифровки даже после ареста всех членов агентурной сети.

Это вид шифровки, при которой послание кодируется с помощью некой книги, являющейся ключом к разгадке. Для этого необходимо, чтобы у обменивающихся была одна и та же книга в одном и том же издании (обязательно, чтобы на одних и тех же страницах книги был один и тот же текст).

Книги должны быть не просто одинаковыми, а абсолютно идентичными: из одной и той же типографии, одного и того же тиража.

При пересылке сообщения отправитель открывает книгу на любой странице, отыскивает нужную буквы и записывает номер страницы, номер строчки и номер буквы в этой строке.

Количество книг, изданных за всю историю человечества, является величиной астрономической. Это делает процедуру вскрытия шифрограмм почти не выполнимой. В связи с этим книжный шифр относят к категории совершенных.

Американские военнослужащие использовали язык индейского племени навахо. Армия США назначала радистами людей из этого племени, отправляла их в различные подразделения на фронте и приказывала передавать сообщения на их родных языках. У противника не было практически никаких шансов.

Впрочем, во все времена на каждого человека, который придумывал какой-либо шифр, находился другой человек, который старался этот шифр разгадать.

Послание может быть расшифровано даже без знания ключа - в соответствии с частотой использования букв в исходном послании. Достаточно посчитать, сколько раз встречается каждая из букв в зашифрованном тексте.

Все буквы встречаются в языке с разной частотой. Например, наиболее часто встречающаяся буква в русском алфавите - О. Вторая наиболее часто встречающаяся буква — это «T», а третья — «А». Соответственно, необходимо просто смотреть на частоту встречающихся букв в тексте и можно предположить, какую букву заменит тот или иной символ, далее потребуется немного времени на подстановку.

К сожалению, этот принцип работает только для длинных сообщений. Короткие просто не содержат в себе достаточно слов, чтобы с достаточной достоверностью выявить соответствие наиболее часто встречающихся символов буквам из обычного алфавита.

Лучшим описанием применения криптографии является рассказ Артура Конан Дойля «Пляшущие человечки». В рассказе великий сыщик Шерлок Холмс сталкивается с разновидностью шифра, который не только прячет смысл написанного, но, используя символы, похожие на детские картинки, скрывает сам факт передачи секретного сообщения. Пляшущие человечки – это маленькие, изображённые палочками фигурки, руки и ноги которых занимают различные положения.

Пляшущие человечки каждому могут показаться смешными: детские рисунки, глупая забава. А вот Шерлок Холмс сразу определил, что перед ним шифр. Он понял: фигурки означают буквы, и начал искать ключ.

Холмс начинает дешифрование криптограммы с анализа частот встречаемости знаков. Холмс сразу же выделяет четыре фигурки как букву «е». Определив, что фигурки с флажками означают концы слов, Холмс заметил, что две из выделенных им четырёх фигурок держат флажки, и тотчас же связал это с известным фактом, что слова в английском языке чаще всего оканчиваются на букву «е».

Действует он блестяще: догадавшись сначала, что пятизначное слово с буквой «е» на втором и четвёртом местах, которое представляет собой самостоятельное сообщение, должно быть словом «never» - «никогда», сыщик затем приходит к мысли, что в записках встречается имя «Elsie», и находит его.

Оказавшись на верном пути, Холмс прилагает дополнительные энергичные усилия и успешно завершает процесс дешифрования.

Классическим примером того, как взлом шифра может повлиять на судьбы сотен миллионов людей, является история, произошедшая во время Первой мировой войны, когда разгадывание всего одной шифрограммы привело к вступлению в эту войну такого государства, как США.

Германский министр иностранных дел Артур Зиммерманн решил убедить Мексику, чтобы её войска вторглись на территорию США и заняли несколько американских штатов. А. Зиммерманн надеялся, что вторжение с юга отвлечёт США от возможного вступления в войну на европейском континенте. Оставалось только проинформировать об этом плане мексиканское правительство.

Поэтому министр иностранных дел Германии отправил шифрованную телеграмму соответствующего содержания немецкому послу в Вашингтоне, чтобы он переправил её далее в Мехико, столицу Мексики. Подозрительную телеграмму, которая состояла из трёх-, четырёх - и пятизначных чисел перехватили, дешифровали и сразу же поняли её важность.

В феврале 1917 года расшифрованная телеграмма Зиммерманна была передана американским газетчикам. Её содержание шокировало американскую общественность, и уже 2 апреля США объявили войну Германии.

Как-то раз один из криптоаналитиков расшифровал объявление в «Таймс» от оксфордского студента, который предлагал тайно бежать своей возлюбленной. Спустя несколько дней он поместил своё собственное сообщение, зашифрованное тем же самым шифром, советуя паре не действовать так бунтарски и поспешно.

Вскоре после этого там же появилось и третье сообщение, уже от леди, на сей раз незашифрованое: «Дорогой Чарли, больше не пиши. Наш шифр раскрыт».