Передам тебе секрет. История шифров

"Передам тебе секрет". История шифров.

Как часто во время урока тебе хочется отправить другу записку или сообщение? Конечно, сделать это тихо и незаметно - очень важно. Но самое главное -чтобы содержание этой записки не стало бы известно никому, кроме друга, которому она предназначалась: ни любопытным одноклассникам, ни строгому учителю. Такие же задачи во все времена стояли не только перед учениками, но и перед купцами, военными и даже королями. Поэтому искусство тайнописи, или по-современному, шифрования и секретной передачи посланий всегда ценилось и совершенствовалось. Коды и шифры постоянно усложнялись, ведь как только они становились известны посторонним, пользоваться ими было уже не безопасно. Как же люди в различные времена передавали свои секреты? Как сейчас зашифровать свое послание так, чтобы его не прочитал посторонний? Ответы на эти вопросы дает интереснейшая наука - криптография.
Слово "Криптография" произошла от греческих слов "криптос", что означет "тайный" и "графо" - "пишу". В русском языке шифрование так и называлось - тайнопись. Главная цель этой науки - скрыть смысл сообщения, делая его понятным только тому, кому оно адресовано. Для этого текст зашифровывается по особому правилу, которое известно только тому, кто должен получить секретное послание. Если же такое письмо попадет в чужие руки - смысл его все равно останется неизвестным, противнику прочитать его не удастся.
Из глубины столетий
Наука шифрования столь же древняя, сколь и сама письменность. Как только люди начинали вести важную переписку, у них возникала мысль скрыть свои послания от посторонних глаз. Тайными посланиями обменивались короли и дипломаты, военачальники и купцы. Нередко, от того, будет ли прочитано неприятелем секретное сообщение, зависела судьба целой страны.
Различные способы тайной переписки существовали и в Древнем Египте, в Древней Греции и Риме, в средневековой Европе, в Древней Руси. И сегодня принципы шифрования используются всеми современными странами для защиты своих государственных интересов, а так же в сфере защиты компьютерной информации или в банковской сфере.

Послания из Древней Спарты

Многие принципы современных систем шифрования были основаны еще в древности.
Один из самых интересных шифров был изобретен в древнегреческом городе Спарта еще в V веке до нашей эры. Для того, чтобы закодировать послание необходимо было взять два одинаковых деревянных цилиндра, в древности это были два дорожных посоха, которые назавались "скитала". Для создания модели "скиталы" у себя дома, мы же можем воспользоваться парой карандашей. Так же нужна была тонкая полоска ткани или кожи, которой оборачивался один из цилиндров. Мы же можем отрезать тонкую бумажную ленту шириной один сантиметр. Обернув ее по спирали вокруг цилиндра, мы напишем небольшую фразу в несколько строчек, вписывая по одной букве на каждый оборот бумаги.
Например, обернув бумажной лентой карандаш, мы пишем на нем поговорку, распределяя каждое слово на отдельной строке:
Добрые
слова
лучше
мягкого
пирога
Теперь разматываем ленту и перед нами совершенно непонятный, на первый взгляд, набор букв
дслмполуяибоигррвшкоыаеогега
Однако, если мы снова обернем записку вокруг карандаша, все буквы встанут на свои места и прочитать ее будет легко. Но только в том случае, если толщина карандаша у получателя записки будет такая же как и толщина карандаша отправителя.
Попробуйте наладить с друзьями такую переписку, только храните в тайне от других, вокруг каких предметов вы оборачиваете ваши послания.
Однако разгадать такой шифр можно и без помощи дополнительных средств, ведь спартанские разведчики уничтожали свои посохи при первых же намеках на опасность. Для этого необходимо было лишь догадаться, сколько строчек в тайном послании. Если строчек 5, как в нашем варианте, то мы должны записать сначала первую букву, затем - шестую, потом - одиннадцатую и т.д. Следующее слово будет начинаться со второй буквы шифровки, затем - седьмая буква и т.д. Третье слово - начинается с третьей буквы шифровки. Количество знаков между буквами одного слова всегда одинаковое.
Попробуем потренироваться. В замечательной книге "Фиалковый венец" известного писателя Джефри Триза юные жители древнегреческого города Афины перехватили тайное послание из Спарты, написанное на тонкой полоске кожи. Так как посох не нашли, они стали записывать буквы следующим образом
ОАНАЕНОП
КТЫНТЯМП
ОЕЙБПТЕИ
НЛПУРВГЯ
ЧЬЛДИДИ
Прочитайте сначала все первые буквы получившихся строк, затем - вторые, затем - третьи и так до самого конца и ответьте, в чьем доме будут происходить дальнейшие события?
Теперь, когда азы дешифровки освоены, перейдем к более сложным шифрам.

Шифровальный диск Леона Альберти

Одним из важнейших открытий в истории тайнописи стало изобретение в XV веке итальянским ученым Леоном Альберти шифровального диска. Диск не сложен в исполнении, его легко можно сделать своими руками. Зато писать тайные письма с его помощью можно очень быстро, а в случае перехвата такого письма, противнику придется еще очень долго ломать голову над непонятными строчками. Шифровальный диск стал важнейшим прибором дипломатов и разведчиков в течении многих столетий. Чтобы его сделать своими руками, достоточно соединить по центру два диска различных размеров движущейся скрепкой, и нанести на каждый из дисков алфавит. Алфавит на большом диске используется для открытого текста, алфавит на маленьком, внутреннем диске - для шифровки. Теперь достаточно договориться с адресатом о том, какой букве шифроалфавита будет соответствовать настоящая буква "А". Например, буква"А" в нашей шифровке соответствует букве "Б". Для того, чтобы настроить шифродиск, достоточно установить букву "А" внешнего диска с буквой "Б" внутреннего. Теперь все буквы открытого текста соответствуют нужным буквам "зашифрованного" алфавита, а, например, слово "СВОБОДА" будет записываться как "ТГПВПЕБ", ведь все буквы алфавита сдвинуты на 1 позицию.
В принципе, разгадать такой шифр не очень сложно, учитывая, что в русском алфавите 33 буквы, и вариантов сдвига букв будет всего 32. Подставляя различные варианты мы очень скоро обнаружим на какое расстояние надо смещать шифровальные диски относительно друг друга. Но если каждое слово будет смещаться на различные расстояния - то расшифровать подобное письмо будет гораздо труднее. Например, необходимо передать 4 слова, и участники тайной переписки договорились, что для шифра они будет использовать тайное слово "СОНЯ", то есть буква А открытого текста в первом слове будет соответствовать букве С, во втором слове буква А будет соответствовать букве О, в третьем слове буква А будет соответствовать букве Н, и в четвертом слове буква А будет соответствовать букве Я. Теперь внутренний круг шифровального диска нужно заново устанавливать при каждой шифровке или расшифровке нового слова. Зато прочитать такое секретное письмо гораздо труднее.
Спустя столетия, на смену шифровальному диску пришли усовершенствованные шифровальные машины. Развитие техники позволило создать электромеханическую машину "Энигма" - самую сложную систему шифрования, созданную в начале XX века в Германии. Шифровальный диск в машине был уже не один, а несколько, зашифровывалось по новому принципу уже не только каждое слово, но и каждая буква, а сама сложность механизма делала "Энигму"практически неуязвимой. Не зря по -древнегречески "энигма" означает "загадка".

Искусство бесцветных чернил

Часто для секретной переписки важен был не только шифр, но и умение спрятать написанное. Так развивалась другая, не менее интересная наука "стеганография", произошедшая от греческих слов "стеганос" - покрытый и "графо" - пишу. Еще в древности люди заметили, что если использовать молоко или лимонный сок как чернила, то буквы на бумаге будут заметны только в том случае, если бумагу нагреть над огнем или прогладить горячим утюгом. Таким образом передавалось множество секретных писем, однако скоро эти способы стали слишком известны, и любая бумага могла вызвать подозрение и быть перехваченой. Приходилось придумывать новые рецепты бесцветных чернил. Итальянский ученый Джованни Порта изобрел чернила, которыми писали поверх скорлупы сваренного вкрутую яйца. Скорлупа оставалась совершенно белой, однако, очистив яйцо, письмо можно было прочитать на поверхности белка. Такой метод тоже был популярен до тех пор, пока о нем не узнали противники, которые стали проверять не только бумагу, но и еду. Ученым приходилось составлять все новые и новые химические растворы для создания бесцветных чернил, которые проявлялись бы только для знающих их секрет участников тайной переписки.
Даже в XX веке изобретались различные химические растворы, позволяющие скрыть написанную информацию. Их составы стали сложнее и стеганография продолжает совершенствоваться, используя новейшие открытия в области химии.

Эзопов язык

Далеко не всегда, чтобы скрыть смысл письма, необходимо зашифровывать те буквы, которые используются при написании сообщения. Особенно, если информацию надо передавать быстро, и времени на расшифровку может не быть. А если есть возможность только позвонить и что-то передать?
Еще один, не менее надежный способ передачи информации - "эзопов язык". Эзоп - древнегреческий поэт-баснописец, который в своих баснях описывал истории, произошедшие с животными, "маскируя" рассказы о людях и их недостатках. Вспомните басню русского последователя Эзопа - Ивана Андреевича Крылова - "Ворона и Лисица" - ведь не спроста здесь описывается хитрость Лисы и самолюбование Вороны. Можно же было и просто написать: "Встретились два человека. Один стал хвалить другого, а тот так рад был слушать лесть, что отдал наивный человек всё, что у него было". Но нет, чтобы главная мысль стала ближе читателю, она маскируется образами, сказочными ситуациями. В какой-то мере, любая басня - это тоже литературная шифровка.
Но вернемся к нашим важным секретным посланиям. Очень часто, чтобы не привлекать внимание к зашифрованным символам, разведчики отсылали через обыкновенную почту письма, в которых за описанием обыкновенных мелочей скрывались секретные данные.
Например, во время Второй мировой войны, в Америке была перехвачена серия писем, в которых речь шла о куклах. Казалось бы, что тут важного?
«Сломанная кукла в юбке из гавайской травы будет полностью починена к первой неделе февраля»
«Сломанные английские куклы будут полностью починены в мастерской лишь через несколько месяцев. Мастерская работает круглосуточно».
Однако, означали эти фразы следующее:
«Повреждения легкого крейсера „Гонолулу“ будут полностью ликвидированы к первой неделе февраля»
«Поврежденные английские военные корабли будут полностью отремонтированы на судоверфи лишь через несколько месяцев. Судоверфь работает круглосуточно».
Слово "куклы" означало "военные корабли", причем по описанию кукол можно было понять, о каком корабле идет речь. Так немецкий разведчик сообщал важнейшую секретную информацию в обыкновенных, на первый взгляд, письмах.
Так же "эзопов язык" часто называют жаргонным кодом. Жаргон - это разговорный язык, на котором говорят различные группы людей. Когда мы вместо слово "учитель" говорим "училка" мы используем школьный жаргон. С помощью этих упрощенных слов, да еще применяя их иносказательно, можно написать письмо, в котором за описанием мелочей будет скрываться важная информация. Родители, проходя мимо школьника болтающего о пустяках по телефону, вряд ли обратят внимание на совершенно бессмысленную фразу "шнурки в стакане", однако, договорившиес между собой школьники прекрасно понимают, что "шнурки" - это родители, а слово"стакан" изначает "дом". Поэтому, услышав "шнурки в стакане", они сразу поймут, что родители собеседника дома. Главное в жаргонном коде - это договоренность о том, что будет означать то или иное слово или выражение.
Загадки Акростиха
Нередко шифры и тайные послания, скрытые от глаз посторонних, можно найти в самых неожиданных местах, например, в поэзии. Существует особый вид поэзии, в котором первые буквы каждой строчки составляют особое, тайное слово или текст. Называется этот вид стихотворения - Акростих. Читаешь стихотворение, и вроде ничем оно не отличается от других. А если прочтешь только первые заглавные буквы в каждой строчке, то увидишь либо имя, кому было написано это произведение, либо какое-то важное слово, а то и целое послание.
Акростих - литературная головоломка, которая еще со времен античности привлекала многих поэтов. Вот, например, стихотворение-загадка известного русского поэта Гавриила Деражвина:
Родясь от пламени, на небо возвышаюсь;
Оттуда на землю водою возвращаюсь!
С земли меня влечет планет всех князь к звездам;
А без меня тоска смертельная цветам

В первых буквах каждой строки зашифрована отгадка. Попробуйте ее отгадать?

От Посольского приказа до домашнего компьютера

В России развитие тайнописи развивалось так же, как и в странах Европы. Еще в древности, одновременно с появлением славянской азбуки, появились летописи с зашифрованными отрывками.
Но настоящий рассцвет тайнописи в России начался при царе Иване Грозном, ведь именно тогда, в 1549 году, в Москве открылся Посольский приказ - специальный совет приближенных к царю людей, занимающийся вопросами отношений с другими государствами. Необходимо было наладить торговлю с Англией, шло активное освоение Сибири, необходимо было победить и присоединить Казанское и Астраханское ханство. По всем этим вопросам велась дипломатическая переписка, и все важные сведения должны были быть надежно укрыты от глаз непосвященных.
Ценность тайнописи для дипломатической переписки так же осознавал и царь Петр Первый. В начале восемнадцатого века он организовал Посольскую канцелярию, где велись все дела молодой Российской империи. Письма тщательно зашифровывались и тайно передавались адресатам. Здесь же создавались новые коды, искали способы прочитать перехваченные письма агентов других государств, обучались шифрованию будущие дипломаты.
В начале XIX века тайными переписками занималась Канцелярия при Миниистерстве иностранных дел. Канцелярией руководил Карл Васильевич Нессельроде, который смог, вместе со своими коллегами, расшифровать военную переписку Наполеона. Это стало одной из причин поражения французов в войне 1812 года.
В XX веке система шифрования во всех странах серьезно усложнилась, на помощь пришли последние научные изобретения: радио, телеграф. Работу криптографических отделов возглавили известные математики и физики. На смену шифровальным электромеханическим машинам, которые активно использовались во время Второй мировой войны, пришло "электронное" шифрование. Электронное шифрование стало новой эпохой в криптографии. Сегодня шифры активно используются не только в военных и дипломатических сферах, но и для защиты банковской и коммерческой информации, частной переписки, личных данных, передаваемых через сеть Интернет. Поэтому, сидя дома за компьютером и отправляя электронные письма друзьям и знакомым, регистрируясь на различных сайтах, мы, сами того не ощущая, пользуемся опытом многовековых знаний древнейший и интереснейшей науки - криптографии.