Криптография в Эпоху Возрождения

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 10Следующая ⇒

Эпоха Возрождения стала временем не только всемирных открытий, но и великих тайн. Кто знал чужые секреты, тот вершил судьбы мира.

В Испании первые системы шифрования – преобразования открытого текста в римские цифры – появились в XV веке.

Еще один значительный шаг вперед криптография сделала благодаря труду Леона Альберти. Известный философ, живописец, архитектор, он в 1466 г. написал труд о шифрах. В этой работе был предложен шифр, основанный на использовании шифровального диска (рис. 6.2). Сам Альберти назвал его шифром, «достойным королей».

Рис. 1.4. Аббат Иоганнес Тритемий

В Германии XV–XVI вв. значительный вклад в криптографию внёс Иоганнес Тритемий, аббат монастыря в городе Вюрцбург. Это был образованный по меркам того времени человек, находившийся под личным покровительством императора Максимилиана I. Учёный богослов, натурализатор и историк, он заслужил славу чернокнижника своим сочинением «Полиграфия» – в те времена так называлась тайнопись, – написанным в 1499 году и вышедшим в 1518 г. Это была первая печатная книга по криптографии.

Тритемий – библиограф, алхимик, тайнописец, – сделал два новаторских предложения в области криптографии: он предложил шифр «Аве Мария» и шифр, построенный на основе периодически сдвигаемого ключа.

Шифр «Аве Мария» основывался на принципе замены букв шифруемого текста на заранее оговоренные слова.

Шифр с периодически сдвигаемым ключом впервые представлялся в виде квадратной таблицы – таблицы Тритемия (рис. 6.3).

В первой строке был выписан сам алфавит. Следующая строка писалась со смещением на одну букву, следующая ещё на одну и так до конца алфавита. Первая строка являлась одновременно и строкой букв открытого текста. Процесс зашифрования производился следующим образом: первая буква текста – по первой строке, вторая буква по второй и так далее, после использования последней строки вновь возвращались к первой.

Шифр Тритемия является первым примером периодического многоалфавитного шифра.

В дальнейшем усложнение шифра развивалось по двум путям:

– введение произвольного порядка расположения букв исходного алфавита шифрованного текста вместо упорядоченного;

– применение усложнённого порядка выбора строк таблицы при шифровании.

Следующий шаг в развитии предложенного Тритемием способа шифрования был сделан итальянцем Джованни Батиста Белазо. В 1553 году выходит в свет его брошюра «Шифр синьора Белазо». В этом шифре Белазо предложил использовать для многоалфавитного шифра буквенный, легко запоминаемый ключ, который он назвал паролем. Паролем могло служить слово или фраза. Пароль периодически записывался над открытым текстом. Буква пароля, расположенная над буквой текста, указывала на алфавит таблицы, который использовался для зашифрования этой буквы. Например, это мог быть алфавит из таблицы Тритемия, первой буквой которого являлась буква пароля. Однако Белазо, как и Тритемий, использовал в качестве шифралфавитов обычные алфавиты.

Воскресить смешанные алфавиты, которые применял Альберти, и объединить идеи Альберти с идеями Тритемия и Белазо в современную концепцию многоалфавитной замены выпало на долю итальянца Джованни де ла Порта. Ему было 28 лет, когда он в 1563 г. опубликовал книгу «О тайной переписке». По сути, эта книга являлась учебником по криптографии, содержащим криптографические познания того времени. Порта предложил использовать квадратную таблицу с периодически сдвигаемым смешанным алфавитом и паролем. Он советовал выбирать длинный ключ. Впервые им был предложен шифр простой биграммной замены, в котором пары букв представлялись одним специальным графическим символом. Символы заполняли квадратную таблицу размером 20х20, строки и столбцы которой были занумерованы буквами алфавита A B C D E F G H I L M N O P Q R S T U Z.

Известен многоалфавитный шифр Порта также в виде таблицы, но уже размером 24х24. Строки такой таблицы нумеровались буквами алфавита по порядку. Алфавит разбивался на полуалфавиты, которые в произвольном порядке были записаны в строки этой таблицы так, что каждая нечетная строка представляла собой первый полуалфавит, а каждая четная – второй. При этом порядок букв во втором полуалфавите не соблюдался. Шифрование осуществляется при помощи лозунга, который пишется над открытым текстом. Буква лозунга определяет алфавит (заглавные буквы первого столбца), расположенная под ней буква открытого текста ищется в первом полуалфавите и заменяется соответствующей ей буквой второго полуалфавита. Например, фраза, начинающаяся словами HUNC CAVETO VIRUM..., будет зашифрована при помощи лозунга DE LA PORTA в XFHP YTMOGA FQEAS.

В начале XVII века основатель разведывательной службы Англии Оливер Кромвель учредил в рамках разведывательной службы на правах отделения специальную дешифровальную службу, которая оказала ему серьёзные услуги в борьбе со сторонниками короля.

Крупнейший английский философ и ученый XVII века лорд-канцлер Френсис Бэкон уделял серьёзное внимание шифрам. Он выдвинул главные требования к ним: «Они не должны поддаваться дешифрованию, не должны требовать много времени для написания и чтения и не должны возбуждать никаких подозрений». Эти требования сохраняются и сегодня.

Интерес к криптографии проявляли представители высшей знати. Так, в XVII веке Август II, герцог Ганновера, под псевдонимом Густав Селен опубликовал свою книгу «Секретные сообщения и криптография».

Прибегали к тайнописи и ученые того времени. Опасаясь преследования церкви за свои открытия и в то же время стараясь сохранить свой приоритет, они шифровали некоторые результаты своих исследований. К этому прибегал великий астроном Галилей.

В XIII–XIV веках методы криптографической защиты информации широко использовались в государствах Италии. Уже с ранних времён венецианское правительство имело особых специалистов-шифровальщиков, а за всей криптографической деятельностью было поручено следить «Совету Десяти» – верховному органу исполнительной власти. Шифры обычно заключались в замене букв латинского алфавита либо другими буквами, либо арабскими цифрами, чёрточками, точками, произвольными фигурами, причём для одной буквы нередко использовали две-три замены. В шифрованный текст нередко вводились знаки, не имевшие никакого значения для того, чтобы усложнить шифр. Эти знаки впоследствии стали называться пустышками.

Из дешифровальщиков особо выделялся Джованни Соро (XVI век) – один из первых известных крупных аналитиков-дешифровальщиков. Он дешифровал депеши Марка Антония Колонны – командующего армией императора Священной Римской империи; его услугами пользовалась папская курия – папа Климент VII лично направлял перехваченные депеши для дешифрования.

Во Флоренции жил искусный криптоаналитик Пирро Музефили, граф Сассетский, дешифровавший депеши французского короля Генриха II, кардинала де Мендосы и других. Среди его клиентов были герцог Альба и даже король Англии.

Шифрованная дипломатическая переписка часто вызывала неудовольствие со стороны заинтересованных дворов. Отказавшись от употребления шифров, дипломаты прибегли к стеганографическому способу защиты информации и использовали жаргонные коды, которые были известны ранее. Они заменяли смысл слов, при этом секретное сообщение принимало вид невинного текста, истинный смысл которого мог понять только посвящённый в тайну замены слов.

В XIV–XV веках клерк тайной канцелярии папской курии Чикко Симонетти написал книгу о тайнописи. В ней он изложил усовершенствованные шифры замены, в том числе и шифр многозначной замены (омофоны), в котором одной и той же букве (гласной) соответствует несколько шифробозначений. Симонетти обслуживал герцогов Сфорца, олигархов Милана, дешифруя для них перехваченные депеши. Он разработал 13 правил дешифрования шифров простой замены, которые изложил в рукописи на трёх кусках пергамента.

Успеха в развитии криптографии в то время достиг Леон Альберти, человек универсального таланта, архитектор и математик. Он впервые выдвинул идею «двойного шифрования» – текст, полученный в результате первого шифрования, подвергался повторному шифрованию.

В XVI веке заметный вклад в развитие криптографии внёс криптограф папы римского Маттео Ардженти, унаследовавший искусство тайнописи от своего дяди. Он рекомендовал не разделять слова, применять омофонные замены, вставлять в шифр-текст большое количество «пустышек», устранять пунктуацию, не вставлять в шифртекст открытые слова. Для затруднения дешифрования шифров замены он преложил заменить буквы либо на цифры, либо на двухзначные числа, придавая однозначные обозначения наиболее часто встречающимся буквам.

Рис. 1.5. Итальянский математик, философ, врач Джероламо Кардано (1506–1576)

В 1550 году появляется книга математика, врача и философа Джероламо Кардано «О тонкостях» с дополнением «О разных вещах», в которой имеются разделы, посвящённые криптографии. В ней нашёл отражение способ шифрования, который вошёл в историю как «решётка Кардано» (см. раздел 5.1 и Приложение 4). Для её изготовления брался лист из твёрдого материала, представляющий собой квадрат, в котором вырезались «окна». При использовании всех окон решётка поворачивалась на 90 градусов и вновь буквы открытого текста вписывались в окна повёрнутой решётки. Если в квадрате после снятия решётки образовывались пустые места, то в них вписывались произвольные буквы. Затем буквы квадрата выписывались построчно, что и было шифрованным текстом. Это было не что иное, как шифр перестановки с элементами стеганографии.

При последовательном использовании (поворачивании) каждая клетка лежащего под ней листа должна была быть занятой. Главное требование к решётке Кардано – при всех поворотах окна не должны попадать на одно и то же место в квадрате, в котором образуется шифртекст. Такой шифр представлял собой шифр перестановки.

Рис. 1.6. Трафарет Ришелье

Кардинал Ришелье использовал идею квадрата Кардано. Из плотного материала вырезался прямоугольник, в нём проделывались окна. Секретный текст вписывался в эти окна, затем трафарет снимался и оставшиеся клетки заполнялись так, чтобы получалось невинное сообщение. Суровую команду на английском языке «You kill at once» с помощью решётки он спрятал в текст «I love you. I have you. Deep Under my skin. My love. Lasts forever in hyperspace».

Следует заметить, что использованный Ришелье трафарет иллюстрирует скорее стеганографическую защиту информации, а не криптографическую. Подобным стеганографическим методом маскировки сообщения пользовались многие известные исторические лица, например, русский дипломат и писатель А.Грибоедов. Так, Ришелье использовал прямоугольник размером 7´ 10. Для длинных сообщений прямоугольник использовался несколько раз.

Еще одно важное усовершенствование многоалфавитных систем, состоящее в идее использования в качестве ключа текста самого сообщения или же шифрованного текста, принадлежит Дж.Кардано и Блезу де Виженеру, французскому послу в Риме. Такой шифр получил название самоключ. В книге «Трактат о шифрах» Виженер представил самоключ в виде таблицы Тритемия с добавленными алфавитами к ней в естественном порядке в качестве первой строки и первого столбца. Позже такая таблица стала называться таблицей Виженера. Первая строка служила открытым алфавитом, а первый столбец – алфавитом ключа. В качестве ключевой последовательности использовался открытый текст с добавленной к нему первой буквой, известной и отправителю, и получателю. Такой механизм шифрования явился прообразом шифров гаммирования, широко используемых в настоящее время.

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒