Шифр с цифрами: Шифрованные буквы. Цифровые шифры

Содержание

Шифрованные буквы. Цифровые шифры

Поскольку шифров в мире насчитывается огромное количество, то рассмотреть все шифры невозможно не только в рамках данной статьи, но и целого сайта. Поэтому рассмотрим наиболее примитивные системы шифрации, их применение, а так же алгоритмы расшифровки. Целью своей статьи я ставлю максимально доступно объяснить широкому кругу пользователей принципов шифровки \ дешифровки, а так же научить примитивным шифрам.

Еще в школе я пользовался примитивным шифром, о котором мне поведали более старшие товарищи. Рассмотрим примитивный шифр «Шифр с заменой букв цифрами и обратно».

Нарисуем таблицу, которая изображена на рисунке 1. Цифры располагаем по порядку, начиная с единицы, заканчивая нулем по горизонтали. Ниже под цифрами подставляем произвольные буквы или символы.

Рис. 1 Ключ к шифру с заменой букв и обратно.

Теперь обратимся к таблице 2, где алфавиту присвоена нумерация.

Рис. 2 Таблица соответствия букв и цифр алфавитов.

Теперь зашифруем словоК О С Т Е Р :

1) 1. Переведем буквы в цифры:К = 12, О = 16, С =19, Т = 20, Ё = 7, Р = 18

2) 2. Переведем цифры в символы согласно таблицы 1.

КП КТ КД ПЩ Ь КЛ

3) 3. Готово.

Этот пример показывает примитивный шифр. Рассмотрим похожие по сложности шрифты.

1. 1. Самым простым шифром является ШИФР С ЗАМЕНОЙ БУКВ ЦИФРАМИ. Каждой букве соответствует число по алфавитному порядку. А-1, B-2, C-3 и т.д.
Например слово «TOWN » можно записать как «20 15 23 14», но особой секретности и сложности в дешифровке это не вызовет.

2. Также можно зашифровывать сообщения с помощью ЦИФРОВОЙ ТАБЛИЦЫ. Её параметры могут быть какими угодно, главное, чтобы получатель и отправитель были в курсе. Пример цифровой таблицы.

Рис. 3 Цифровая таблица. Первая цифра в шифре – столбец, вторая – строка или наоборот. Так слово «MIND» можно зашифровать как «33 24 34 14».

3. 3. КНИЖНЫЙ ШИФР
В таком шифре ключом является некая книга, имеющаяся и у отправителя и у получателя. В шифре обозначается страница книги и строка, первое слово которой и является разгадкой. Дешифровка невозможна, если книги у отправителя и корреспондента разных годов издания и выпуска. Книги обязательно должны быть идентичными.

4. 4. ШИФР ЦЕЗАРЯ (шифр сдвига, сдвиг Цезаря)
Известный шифр. Сутью данного шифра является замена одной буквы другой, находящейся на некоторое постоянное число позиций левее или правее от неё в алфавите. Гай Юлий Цезарь использовал этот способ шифрования при переписке со своими генералами для защиты военных сообщений. Этот шифр довольно легко взламывается, поэтому используется редко. Сдвиг на 4. A = E, B= F, C=G, D=H и т.д.
Пример шифра Цезаря: зашифруем слово « DEDUCTION » .

Получаем: GHGXFWLRQ . (сдвиг на 3)

Еще пример:

Шифрование с использованием ключа К=3 . Буква «С» «сдвигается» на три буквы вперёд и становится буквой «Ф». Твёрдый знак, перемещённый на три буквы вперёд, становится буквой «Э», и так далее:

Исходный алфавит:А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я

Шифрованный:Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В

Оригинальный текст:

Съешь же ещё этих мягких французских булок, да выпей чаю.

Шифрованный текст получается путём замены каждой буквы оригинального текста соответствующей буквой шифрованного алфавита:

Фэзыя йз зьи ахлш пвёнлш чугрщцкфнлш дцосн, жг еютзм ъгб.

5. ШИФР С КОДОВЫМ СЛОВОМ
Еще один простой способ как в шифровании, так и в расшифровке. Используется кодовое слово (любое слово без повторяющихся букв). Данное слово вставляется впереди алфавита и остальные буквы по порядку дописываются, исключая те, которые уже есть в кодовом слове. Пример: кодовое слово – NOTEPAD.

Исходный:A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
Замена:N O T E P A D B C F G H I J K L M Q R S U V W X Y Z

6. 6. ШИФР АТБАШ
Один из наиболее простых способов шифрования. Первая буква алфавита заменяется на последнюю, вторая – на предпоследнюю и т.д.
Пример: « SCIENCE » = HXRVMXV

7. 7. ШИФР ФРЕНСИСА БЭКОНА
Один из наиболее простых методов шифрования. Для шифрования используется алфавит шифра Бэкона: каждая буква слова заменяется группой из пяти букв «А» или «B» (двоичный код).

a AAAAA g AABBA m ABABB s BAAAB y BABBA

b AAAAB h AABBB n ABBAA t BAABA z BABBB

c AAABA i ABAAA o ABBAB u BAABB

d AAABB j BBBAA p ABBBA v BBBAB

e AABAA k ABAAB q ABBBB w BABAA

f AABAB l ABABA r BAAAA x BABAB

Сложность дешифрования заключается в определении шифра. Как только он определен, сообщение легко раскладывается по алфавиту.
Существует несколько способов кодирования.
Также можно зашифровать предложение с помощью двоичного кода. Определяются параметры (например, «А» — от A до L, «В» — от L до Z). Таким образом, BAABAAAAABAAAABABABB означает TheScience of Deduction ! Этот способ более сложен и утомителен, но намного надежнее алфавитного варианта.

8. 8. ШИФР БЛЕЗА ВИЖЕНЕРА.
Этот шифр использовался конфедератами во время Гражданской войны. Шифр состоит из 26 шифров Цезаря с различными значениями сдвига (26 букв лат.алфавита). Для зашифровывания может использоваться tabula recta (квадрат Виженера). Изначально выбирается слово-ключ и исходный текст. Слово ключ записывается циклически, пока не заполнит всю длину исходного текста. Далее по таблице буквы ключа и исходного текста пересекаются в таблице и образуют зашифрованный текст.

Рис. 4 Шифр Блеза Виженера

9. 9. ШИФР ЛЕСТЕРА ХИЛЛА
Основан на линейной алгебре. Был изобретен в 1929 году.
В таком шифре каждой букве соответствует число (A = 0, B =1 и т.д.). Блок из n-букв рассматривается как n-мерный вектор и умножается на (n х n) матрицу по mod 26. Матрица и является ключом шифра. Для возможности расшифровки она должна быть обратима в Z26n.
Для того, чтобы расшифровать сообщение, необходимо обратить зашифрованный текст обратно в вектор и умножить на обратную матрицу ключа. Для подробной информации – Википедия в помощь.

10. 10. ШИФР ТРИТЕМИУСА
Усовершенствованный шифр Цезаря. При расшифровке легче всего пользоваться формулой:
L= (m+k) modN , L-номер зашифрованной буквы в алфавите, m-порядковый номер буквы шифруемого текста в алфавите, k-число сдвига, N-количество букв в алфавите.


Является частным случаем аффинного шифра.

11. 11. МАСОНСКИЙ ШИФР



12. 12. ШИФР ГРОНСФЕЛЬДА

По своему содержанию этот шифр включает в себя шифр Цезаря и шифр Виженера, однако в шифре Гронсфельда используется числовой ключ. Зашифруем слово “THALAMUS”, используя в качестве ключа число 4123. Вписываем цифры числового ключа по порядку под каждой буквой слова. Цифра под буквой будет указывать на количество позиций, на которые нужно сдвинуть буквы. К примеру вместо Т получится Х и т.д.

T H A L A M U S
4 1 2 3 4 1 2 3

T U V W X Y Z
0 1 2 3 4

В итоге: THALAMUS = XICOENWV

13. 13. ПОРОСЯЧЬЯ ЛАТЫНЬ
Чаще используется как детская забава, особой трудности в дешифровке не вызывает. Обязательно употребление английского языка, латынь здесь ни при чем.

В словах, начинающихся с согласных букв, эти согласные перемещаются назад и добавляется “суффикс” ay. Пример: question = estionquay. Если же слово начинается с гласной, то к концу просто добавляется ay, way, yay или hay (пример: a dog = aay ogday).
В русском языке такой метод тоже используется. Называют его по-разному: “синий язык”, “солёный язык”, “белый язык”, “фиолетовый язык”. Таким образом, в Синем языке после слога, содержащего гласную, добавляется слог с этой же гласной, но с добавлением согласной “с” (т.к. язык синий). Пример:Информация поступает в ядра таламуса = Инсифорсомасацисияся поссотусупасаетсе в ядсяраса тасаласамусусаса.
Довольно увлекательный вариант.

14. 14. КВАДРАТ ПОЛИБИЯ
Подобие цифровой таблицы. Существует несколько методов использования квадрата Полибия. Пример квадрата Полибия: составляем таблицу 5х5 (6х6 в зависимости от количества букв в алфавите).

1 МЕТОД. Вместо каждой буквы в слове используется соответствующая ей буква снизу (A = F, B = G и т.д.). Пример: CIPHER — HOUNIW.
2 МЕТОД. Указываются соответствующие каждой букве цифры из таблицы. Первой пишется цифра по горизонтали, второй — по вертикали. (A = 11, B = 21…). Пример: CIPHER = 31 42 53 32 51 24
3 МЕТОД. Основываясь на предыдущий метод, запишем полученный код слитно. 314253325124. Делаем сдвиг влево на одну позицию. 142533251243. Снова разделяем код попарно.14 25 33 25 12 43. В итоге получаем шифр. Пары цифр соответствуют букве в таблице: QWNWFO.

Шифров великое множество, и вы так же можете придумать свой собственный шифр, однако изобрести стойкий шифр очень сложно, поскольку наука дешифровки с появлением компьютеров шагнула далеко вперед и любой любительский шифр будет взломан специалистами за очень короткое время.

Методы вскрытия одноалфавитных систем (расшифровка)

При своей простоте в реализации одноалфавитные системы шифрования легко уязвимы.
Определим количество различных систем в аффинной системе. Каждый ключ полностью определен парой целых чисел a и b, задающих отображение ax+b. Для а существует j(n) возможных значений, где j(n) — функция Эйлера, возвращающая количество взаимно простых чисел с n, и n значений для b, которые могут быть использованы независимо от a, за исключением тождественного отображения (a=1 b=0), которое мы рассматривать не будем.
Таким образом получается j(n)*n-1 возможных значений, что не так уж и много: при n=33 в качестве a могут быть 20 значений(1, 2, 4, 5, 7, 8, 10, 13, 14, 16, 17, 19, 20, 23, 25, 26, 28, 29, 31, 32), тогда общее число ключей равно 20*33-1=659. Перебор такого количества ключей не составит труда при использовании компьютера.

Но существуют методы упрощающие этот поиск и которые могут быть использованы при анализе более сложных шифров.
Частотный анализ
Одним из таких методов является частотный анализ. Распределение букв в криптотексте сравнивается с распределением букв в алфавите исходного сообщения. Буквы с наибольшей частотой в криптотексте заменяются на букву с наибольшей частотой из алфавита. Вероятность успешного вскрытия повышается с увеличением длины криптотекста.
Существуют множество различных таблиц о распределении букв в том или ином языке, но ни одна из них не содержит окончательной информации — даже порядок букв может отличаться в различных таблицах. Распределение букв очень сильно зависит от типа теста: проза, разговорный язык, технический язык и т. п. В методических указаниях к лабораторной работе приведены частотные характеристики для различных языков, из которых ясно, что буквы буквы I, N, S, E, A (И, Н, С, Е, А) появляются в высокочастотном классе каждого языка.
Простейшая защита против атак, основанных на подсчете частот, обеспечивается в системе омофонов (HOMOPHONES) — однозвучных подстановочных шифров, в которых один символ открытого текста отображается на несколько символов шифротекста, их число пропорционально частоте появления буквы. Шифруя букву исходного сообщения, мы выбираем случайно одну из ее замен. Следовательно простой подсчет частот ничего не дает криптоаналитику. Однако доступна информация о распределении пар и троек букв в различных естественных языках.

Человек – социальное существо. Мы учимся взаимодействовать с другими, наблюдая за их реакцией на наши действия с первых дней жизни. При любом взаимодействии мы используем то, что искусствоведы называют «культурными кодами». А ведь культурные коды – самые сложные в дешифровке, здесь нет специальной программы, которая подскажет, что может значить приподнятая бровь или беспричинные, казалось бы, слёзы; нет однозначного ответа; более того, даже сам «кодирующий» может не знать, что он имел в виду под своим действием! Наука понимать окружающих – это то, что мы постигаем всю жизнь, и чем лучше развито это умение, тем, как правило, гармоничнее складывается общение с окружающими и любая деятельность, в которой нужны согласованные действия.

Изучение криптографии в обеих её ипостасях (шифровка и дешифровка) позволяет научиться находить связь между шифрованным, запутанным, непонятным посланием и смыслом, который в нём таится. Проходя исторический путь от шифра Юлия Цезаря до RSA-ключей, от розеттского камня до эсперанто, мы учимся воспринимать информацию в непривычном нам виде, разгадываем загадки, привыкаем к многовариантности. И главное – учимся понимать: как разных, непохожих на нас людей, так и математико-лингвистические механизмы, которые лежат в основе каждого, абсолютно каждого послания.

Итак, приключенческий рассказ о криптографии для детей, для всех, у кого есть дети, и для всех, кто когда-нибудь был ребёнком.

Трепещут на ветру флаги, ржут разгорячённые кони, бряцают доспехи: это Римская империя обнаружила, что в мире ещё есть кто–то, кого они не завоевали. Под командованием Гая Юлия Цезаря находится огромная армия, которой надо быстро и точно управлять.

Шпионы не дремлют, враги готовятся перехватить посланников императора, чтобы узнать все его блестящие планы. Каждый кусок пергамента, попадающий не в те руки – это вероятность проиграть сражение.

Но вот захвачен посланник, злоумышленник разворачивает записку… и ничего не понимает! «Наверное, – чешет он в затылке, – это на каком–то неизвестном языке…». Рим торжествует, его планы в безопасности.

Что же такое шифр Цезаря? Самый простой его вариант – это когда мы вместо каждой буквы ставим следующую по алфавиту: вместо «а» – «б», вместо «е» – «ж», а вместо «я» – «а». Тогда, например, «Я люблю играть» станет «А мявмя йдсбуэ». Давайте посмотрим на табличку, сверху в ней будет буква, которую шифруем, а снизу – на которую заменяем.

Алфавит как бы «сдвинут» на одну букву, правда? Поэтому этот шифр ещё называют «шифром сдвига» и говорят «используем шифр Цезаря со сдвигом 10» или «со сдвигом 18». Это значит, что надо «сдвинуть» нижний алфавит не на 1, как у нас, а, например, на 10 – тогда у нас вместо «а» будет «й», а вместо «у» – «э».

Сам Цезарь использовал этот шифр со сдвигом 3, то есть его таблица шифрования выглядела вот так:

Точнее, она бы так выглядела, если бы Цезарь жил в России. В его случае алфавит был латинский.

Такой шифр достаточно легко взломать, если вы профессиональный шпион или Шерлок Холмс. Но он до сих пор подходит для того, чтобы хранить свои маленькие секреты от посторонних глаз.

Вы и сами можете устроить свой маленький домашний заговор. Договоритесь о своём числе сдвига, и вы сможете оставлять друг другу шифрованные записки на холодильнике о сюрпризе на чей-нибудь день рождения, отправлять шифрованные сообщения и, может быть, если случится длинная разлука, даже писать друг другу тайные, кодированные письма!

Но вся история криптографии – это история борьбы между искусством зашифровывать послания и искусством их расшифровывать. Когда появляется новый способ закодировать сообщение, находятся те, кто пытаются этот код взломать.

Что такое «взломать код»? Это значит – придумать способ его разгадать, не зная ключа и смысла шифра. Шифр Цезаря тоже когда-то был взломан – так называемым «методом частотного анализа». Посмотрите на любой текст – гласных в нём гораздо больше, чем согласных, а «о» гораздо больше, чем, например, «я». Для каждого языка можно назвать самые часто и редко используемые буквы. Надо только найти, какой буквы больше всего в зашифрованном тексте. И скорее всего это будет зашифрованная «о», «е», «и» или «а» – самые часто встречающиеся буквы в русских словах. А как только ты знаешь, какой буквой обозначили, например, «а», ты знаешь, и на сколько «сдвинут» шифрованный алфавит, а значит, можешь расшифровать весь текст.

Когда разгадку кода Цезаря узнал весь мир, криптографам пришлось придумать что-нибудь помощнее. Но, как часто бывает, люди не стали изобретать что–то совсем новое, а усложнили уже имеющееся. Вместо того, чтобы шифровать все буквы по одному и тому же сдвинутому алфавиту, в тайных посланиях их стали использовать несколько. Например, первую букву шифруем по алфавиту со сдвигом 3, вторую – со сдвигом 5, третью – со сдвигом 20, четвертую – снова со сдвигом 3, пятую – со сдвигом 5, шестую – со сдвигом 20 и так далее, по кругу. Такой шифр называют полиалфавитным (то есть многоалфавитным). Попробуйте, так ваш шифр уже может разгадать только тот, кто посвящён в тайны криптографии!

Казалось бы, злоумышленники должны были запутаться и тайны должны были навсегда остаться тайнами. Но если шифр один раз был взломан, то и любые более сложные его варианты тоже будут однажды взломаны.

Давайте представим, что кто–то зашифровал послание двумя алфавитами. Первая буква – со сдвигом 5, вторая – со сдвигом 3, третья – снова 5, четвертая снова 3 – как на табличке ниже.

Мы можем разделить все зашифрованные буквы на две группы: буквы, зашифрованные со сдвигом 5 (1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19) и буквы, зашифрованные со сдвигом 3 (2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20). И внутри каждой группы искать, какие буквы встретились нам чаще остальных – так же, как в шифре Цезаря, только мороки побольше.

Если шифровщик использовал три алфавита, то мы разделим буквы на три группы, если пять – то на пять. А дальше снова идет в ход тот же самый частотный анализ.

Можно задать вопрос – откуда дешифраторы знали, что алфавитов три, а не, например, пять? На самом деле они не знали. И перебирали все возможные варианты. Поэтому дешифровка занимала гораздо больше времени, но все же была возможной.

В криптографии сообщение, которое надо передать, называется «открытым текстом», а зашифрованное сообщение – «шифрованным текстом». И правило, по которому текст зашифрован, называется «ключом шифра».

Незаметно подкрался XX век. Человечество всё больше надеется на машины: поезда заменяют повозки, радио появляется почти в каждом доме, и уже встали на крыло первые самолеты. И шифровку тайных планов в конце концов тоже передают машинам.

Во время Второй мировой войны было изобретено очень много машин для шифрования сообщений, но все они опирались на идею того, что полиалфавитный шифр можно ещё больше запутать. Запутать настолько, что, хотя по идее его и можно будет разгадать, на практике это ни у кого не получится. Запутать настолько, насколько это способна сделать машина, но не способен человек. Самая известная из таких шифровальных машин – «Энигма», использовавшаяся Германией.

theromanroad.files.wordpress.com

Но, пока самой главной тайной Германии была конструкция «Энигмы», самой главной тайной её противников было то, что к середине войны все страны уже «Энигму» разгадали. Если бы об этом стало известно в самой Германии, они бы начали придумывать что-то новое, но до конца войны они верили в идеальность своей шифровальной машины, а Франция, Англия, Польша, Россия читали тайные немецкие сообщения как открытую книгу.

Всё дело в том, что польский ученый Мариан Реевский однажды подумал о том, что раз придумали машину для шифровки сообщений, то можно придумать и машину для расшифровки, и первый свой образец называл «Бомба». Не из-за «взрывного» эффекта, как можно было бы подумать, а в честь вкусного, круглого пирожного.

Потом математик Алан Тьюринг построил на его основе машину, которая полностью расшифровывала код «Энигмы», и которую, между прочим, можно считать первым прародителем наших современных компьютеров.

Самый сложный код за всю Вторую мировую придумали американцы. На каждый боевой корабль США был откомандирован… индеец. Их язык был настолько непонятен и малоизучен, звучал так странно, что дешифровщики не знали, как и подступиться, и флот США безбоязненно передавал информацию на языке индейского племени чокта.

Вообще, криптография – это же не только о том, как загадать загадку, но и о том, как её разгадать. Не всегда такие загадки специально придумывают люди – иногда их подбрасывает сама история. И одной из главных загадок для криптографов долгое время была загадка древнеегипетского языка.

Никто не знал, что же значат все эти иероглифы. Что египтяне имели в виду, рисуя птиц и скарабеев. Но в один счастливый день французская армия обнаружила в Египте «Розеттский камень».

На этом камне была надпись – одна и та же, на древнегреческом, египетском буквенном (демотический текст) и египетском иероглифическом. Историки того времени хорошо знали древнегреческий, поэтому что же написано на камне они узнали быстро. Но главное, что, зная перевод, они смогли раскрыть тайны древнего египетского языка. Демотический текст был расшифрован достаточно быстро, а вот над иероглифами историки, лингвисты, математики, криптографы ломали голову долгие годы, но в конце концов всё-таки разгадали.

И это была большая победа криптографов – победа над самим временем, которое надеялось спрятать от людей их историю.

Но среди всех этих разгаданных шифров есть три особенных. Один – это метод Диффи – Хеллмана. Если маленькое сообщение зашифровать этим методом, то, чтобы его расшифровать, надо взять все компьютеры в мире и занять их этим на много-много лет. Именно он используется сегодня в Интернете.

Второй – это квантовое шифрование. Оно, правда, ещё не совсем придумано, зато, если люди сделают квантовые компьютеры такими, как о них мечтают, то такой шифр будет знать, когда его пытаются расшифровывать .

А третий особенный шифр – это «книжный шифр». Его удивительность в том, что им просто что-то зашифровать и непросто – расшифровать. Два человека выбирают одну и ту же книгу, и каждое слово из своего письма в ней ищут и заменяют тремя цифрами: номер страницы, номер строки и номер слова в строке. Это очень просто сделать, правда? А разгадать совсем не просто: откуда шпиону знать, какую книгу вы выбрали? И самое главное, компьютеры в этом деле тоже особо не помогут. Конечно, если подключить очень много умных людей и очень много мощных компьютеров, такой шифр не устоит.

Но есть главное правило безопасности. Её, этой безопасности, должно быть столько, чтобы зашифрованное послание не стоило тех огромных усилий, которые надо потратить на её расшифровку. То есть чтобы злодею – шпиону пришлось потратить столько сил, чтобы разгадать ваш код, сколько он не готов тратить на то, чтобы узнать ваше сообщение. И это правило работает всегда и везде, как в дружеских школьных переписках, так и в мире настоящих шпионских игр.

Криптография – это искусство загадывать и разгадывать загадки. Искусство сохранить тайны, и искусство их раскрывать. С криптографией мы учимся понимать друг друга и придумываем, как сохранить что-то важное для себя в безопасности. А чем лучше мы умеем и то и другое, тем спокойнее и деятельнее может быть наша жизнь.

Методы: объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый.

  • Создать условия для повышения познавательного интереса к предмету.
  • Способствовать развитию аналитико-синтезирующего мышления.
  • Способствовать формированию умений и навыков, носящих общенаучный и обще интеллектуальный характер.

Задачи:

образовательные:

  • обобщить и систематизировать знания основных понятий: код, кодирование, криптография;
  • познакомится с простейшими способами шифрования и их создателями;
  • отрабатывать умения читать шифровки и шифровать информацию;

развивающие:

  • развивать познавательную деятельность и творческие способности учащихся;
  • формировать логическое и абстрактное мышление;
  • развивать умение применять полученные знания в нестандартных ситуациях;
  • развивать воображение и внимательность;

воспитательные:

  • воспитывать коммуникативную культуру;
  • развивать познавательный интерес.

Предлагаемая разработка может быть использована для учащихся 7–9 классов. Презентация помогает сделать материал наглядным и доступным.

Общество, в котором живёт человек, на протяжении своего развития имеет дело с информацией. Она накапливается, перерабатывается, хранится, передаётся. (Слайд 2. Презентация)

А все ли и всегда должны знать всё?

Конечно, нет.

Люди всегда стремились скрыть свои секреты. Сегодня вы познакомитесь с историей развития тайнописи, узнаете простейшие способы шифрования. У вас появится возможность расшифровать послания.

Простые приемы шифрования применялись и получили некоторое распространение уже в эпоху древних царств и в античности.

Тайнопись – криптография — является ровесницей письменности. История криптографии насчитывает не одно тысячелетие. Идея создания текстов с тайным смыслом и зашифрованными сообщениями почти так же стара, как и само искусство письма. Этому есть много свидетельств. Глиняная табличка из Угарита (Сирия) – упражнения обучающие искусству расшифровки (1200 год до н. э.). “Вавилонская теодицея” из Ирака – пример акростиха (середина II тысячелетия до н.э.).

Один из первых систематических шифров был разработан древними евреями; этот метод называется темура — “обмен”.

Самый простой из них “Атбаш”, алфавит разделялся посередине так, чтобы первые две буквы, А и Б, совпадали с двумя последними, Т и Ш. Использование шифра темура можно обнаружить в Библии. Это пророчество Иеремии, сделанное в начале VI века до нашей эры, содержит проклятие, всем правителям мира, заканчивая “царем Сесаха” который при дешифровки с шифра “Атбаш” оказывается царём Вавилона.

(Слайд 3) Более хитроумный способ шифрования был изобретён в древней Спарте во времена Ликурга (V век до н.э.) Для зашифровывания текста использовалась Сциталла — жезл цилиндрической формы, на который наматывалась лента из пергамента. Вдоль оси цилиндра построчно записывался текст, лента сматывалась с жезла и передавалась адресату, имеющему Сциталлу такого же диаметра. Этот способ осуществлял перестановку букв сообщения. Ключом шифра служил диаметр Сциталлы. АРИСТОТЕЛЬ придумал метод вскрытия такого шифра. Он изобрёл дешифровальное устройство “Антисциталла”.

(Слайд 4) Задание “Проверь себя”

(Слайд 5) Греческий писатель ПОЛИБИЙ использовал систему сигнализации, которая применялась как метод шифрования. С его помощью можно было передавать абсолютно любую информацию. Он записывал буквы алфавита в квадратную таблицу и заменял их координатами. Устойчивость этого шифра была велика. Основной причиной этого являлась возможность постоянно менять последовательность букв в квадрате.

(Слайд 6) Задание “Проверь себя”

(Слайд 7) Особую роль в сохранении тайны сыграл способ шифрования, предложенный ЮЛИЕМ ЦЕЗАРЕМ и описанный им в “Записках о галльской войне.

(Слайд 8) Задание “Проверь себя”

(Слайд 9) Существует несколько модификаций шифра Цезаря. Один из них алгоритм шифра Гронсфельда (созданный в 1734 году бельгийцем Хосе де Бронкхором, графом де Гронсфельд, военным и дипломатом). Шифрование заключается в том, что величина сдвига не является постоянной, а задается ключом (гаммой).

(Слайд 10) Для того, кто передаёт шифровку, важна её устойчивость к дешифрованию. Эта характеристика шифра называется криптостойкостью. Повысить криптостойкость позволяют шифры много алфавитной или многозначной замены. В таких шифрах каждому символу открытого алфавита ставятся в соответствие не один, а несколько символов шифровки.

(Слайд 11) Научные методы в криптографии впервые появились в арабских странах. Арабского происхождения и само слово шифр (от арабского «цифра»). Арабы первыми стали заменять буквы цифрами с целью защиты исходного текста. О тайнописи и её значении говорится даже в сказках “Тысячи и одной ночи”. Первая книга, специально посвящённая описанию некоторых шифров, появилась в 855 г., она называлась “Книга о большом стремлении человека разгадать загадки древней письменности”.

(Слайд 12) Итальянский математик и философ ДЖЕРОЛАМО КАРДАНО написал книгу «О тонкостях», в которой имеется часть, посвященная криптографии.

Его вклад в науку криптография содержит два предложения:

Первое — использовать открытый текст в качестве ключа.

Второе — он предложил шифр, называемый ныне «Решетка Кардано».

Кроме данных предложений Кардано дает «доказательство» стойкости шифров, основанное на подсчете числа ключей.

Решётка Кардано представляет собой лист из твердого материала, в котором через неправильные интервалы сделаны прямоугольные вырезы высотой для одной строчки и различной длины. Накладывая эту решетку на лист писчей бумаги, можно было записывать в вырезы секретное сообщение. Оставшиеся места заполнялись произвольным текстом, маскирующим секретное сообщение. Этим методом маскировки пользовались многие известные исторические лица, кардинал Ришелье во Франции и русский дипломат А. Грибоедов. На основе такой решетки Кардано построил шифр перестановки.

(Слайд 13) Задание “Проверь себя”

(Слайд 14) Увлекались тайнописью и в России. Используемые шифры — такие же, как в западных странах — значковые, замены, перестановки.

Датой появления криптографической службы в России следует считать 1549 год (царствование Ивана IV), с момента образования «посольского приказа», в котором имелось «цифирное отделение».

Петр I полностью реорганизовал криптографическую службу, создав «Посольскую канцелярию». В это время применяются для шифрования коды, как приложения к «цифирным азбукам». В знаменитом «деле царевича Алексея» в обвинительных материалах фигурировали и «цифирные азбуки».

(Слайд 15) Задание “Проверь себя”

(Слайд 16) Много новых идей в криптографии принес XIX век. ТОМАС ДЖЕФФЕРСОН создал шифровальную систему, занимающую особое место в истории криптографии — «дисковый шифр». Этот шифр реализовывался с помощью специального устройства, которое впоследствии назвали шифратором Джефферсона.

В 1817 г. ДЕСИУС УОДСВОРТ сконструировал шифровальное устройство, которое внесло новый принцип в криптографию. Нововведение состояло в том, что он сделал алфавиты открытого и шифрованного текстов различных длин. Устройство, с помощью которого он это осуществил, представляло собой диск, с двумя подвижными кольцами с алфавитами. Буквы и цифры внешнего кольца были съемными и могли собираться в любом порядке. Эта шифрсистема реализует периодическую многоалфавитную замену.

(Слайд 17) Способов кодирования информации можно привести много.

Капитан французской армии ШАРЛЬ БАРБЬЕ разработал в 1819 году систему кодирования ecriture noctrume – ночное письмо. В системе применялись выпуклые точки и тире, недостаток системы её сложность, так как кодировались не буквы, а звуки.

ЛУИ БРАЙЛЬ усовершенствовал систему, разработал собственный шифр. Основы этой системы используются поныне.

(Слайд 18) СЭМЮЕЛЬ МОРЗЕ разработал в 1838 году систему кодирования символов с помощью точки и тире. Он же является изобретателем телеграфа (1837год) – устройства в котором использовалась эта система. Самое важное в этом изобретении – двоичный код, то есть использованием для кодирования букв только двух символов.

(Слайд 19) Задание “Проверь себя”

(Слайд 20) В конце XIX века криптография начинает приобретать черты точной науки, а не только искусства, ее начинают изучать в военных академиях. В одной из них был разработан свой собственный военно-полевой шифр, получивший название «Линейка Сен-Сира». Она позволила существенно повысить эффективность труда шифровальщика, облегчить алгоритм реализации шифра Виженера. Именно в этой механизации процессов шифрования-дешифрования и заключается вклад авторов линейки в практическую криптографию.

В истории криптографии XIX в. ярко запечатлелось имя ОГЮСТА КЕРКГОФФСА. В 80-х годах XIX века издал книгу «Военная криптография» объемом всего в 64 страницы, но они обессмертили его имя в истории криптографии. В ней сформулированы 6 конкретных требований к шифрам, два из которых относятся к стойкости шифрования, а остальные — к эксплуатационным качествам. Одно из них («компрометация системы не должна причинять неудобств корреспондентам») стало называться «правилом Керкгоффса». Все эти требования актуальны и в наши дни.

В XX веке криптография стала электромеханической, затем электронной. Это означает, что основными средствами передачи информации стали электромеханические и электронные устройства.

(Слайд 21) Во второй половине XX века, вслед за развитием элементной базы вычислительной техники, появились электронные шифраторы. Сегодня именно электронные шифраторы составляют подавляющую долю средств шифрования. Они удовлетворяют все возрастающим требованиям по надежности и скорости шифрования.

В семидесятых годах произошло два события, серьезно повлиявших на дальнейшее развитие криптографии. Во-первых, был принят (и опубликован!) первый стандарт шифрования данных (DES), «легализовавший» принцип Керкгоффса в криптографии. Во-вторых, после работы американских математиков У. ДИФФИ и М. ХЕЛЛМАНА родилась «новая криптография»- криптография с открытым ключом.

(Слайд 22) Задание “Проверь себя”

(Слайд 23) Роль криптографии будет возрастать в связи с расширением ее областей приложения:

  • цифровая подпись,
  • аутентификация и подтверждение подлинности и целостности электронных документов,
  • безопасность электронного бизнеса,
  • защита информации, передаваемой через интернет и др.

Знакомство с криптографией потребуется каждому пользователю электронных средств обмена информацией, поэтому криптография в будущем станет «третьей грамотностью» наравне со «второй грамотностью» — владением компьютером и информационными технологиями.

В шифрах замены (или шифрах подстановки), в отличие от , элементы текста не меняют свою последовательность, а изменяются сами, т.е. происходит замена исходных букв на другие буквы или символы (один или несколько) по неким правилам.

На этой страничке описаны шифры, в которых замена происходит на буквы или цифры. Когда же замена происходит на какие-то другие не буквенно-цифровые символы, на комбинации символов или рисунки, это называют прямым .

Моноалфавитные шифры

В шифрах с моноалфавитной заменой каждая буква заменяется на одну и только одну другую букву/символ или группу букв/символов. Если в алфавите 33 буквы, значит есть 33 правила замены: на что менять А, на что менять Б и т.д.

Такие шифры довольно легко расшифровать даже без знания ключа. Делается это при помощи частотного анализа зашифрованного текста — надо посчитать, сколько раз каждая буква встречается в тексте, и затем поделить на общее число букв. Получившуюся частоту надо сравнить с эталонной. Самая частая буква для русского языка — это буква О, за ней идёт Е и т.д. Правда, работает частотный анализ на больших литературных текстах. Если текст маленький или очень специфический по используемым словам, то частотность букв будет отличаться от эталонной, и времени на разгадывание придётся потратить больше. Ниже приведена таблица частотности букв (то есть относительной частоты встречаемых в тексте букв) русского языка, рассчитанная на базе НКРЯ .

Использование метода частотного анализа для расшифровки шифрованных сообщений красиво описано во многих литературных произведениях, например, у Артура Конана Дойля в романе « » или у Эдгара По в « ».

Составить кодовую таблицу для шифра моноалфавитной замены легко, но запомнить её довольно сложно и при утере восстановить практически невозможно, поэтому обычно придумывают какие-то правила составления таких кодовых страниц. Ниже приведены самые известные из таких правил.

Случайный код

Как я уже писал выше, в общем случае для шифра замены надо придумать, какую букву на какую надо заменять. Самое простое — взять и случайным образом перемешать буквы алфавита, а потом их выписать под строчкой алфавита. Получится кодовая таблица. Например, вот такая:

Число вариантов таких таблиц для 33 букв русского языка = 33! ≈ 8.683317618811886*10 36 . С точки зрения шифрования коротких сообщений — это самый идеальный вариант: чтобы расшифровать, надо знать кодовую таблицу. Перебрать такое число вариантов невозможно, а если шифровать короткий текст, то и частотный анализ не применишь.

Но для использования в квестах такую кодовую таблицу надо как-то по-красивее преподнести. Разгадывающий должен для начала эту таблицу либо просто найти, либо разгадать некую словесно-буквенную загадку. Например, отгадать или решить .

Ключевое слово

Один из вариантов составления кодовой таблицы — использование ключевого слова. Записываем алфавит, под ним вначале записываем ключевое слово, состоящее из неповторяющихся букв, а затем выписываем оставшиеся буквы. Например, для слова «манускрипт» получим вот такую таблицу:

Как видим, начало таблицы перемешалось, а вот конец остался неперемешенным. Это потому, что самая «старшая» буква в слове «манускрипт» — буква «У», вот после неё и остался неперемешенный «хвост». Буквы в хвосте останутся незакодированными. Можно оставить и так (так как большая часть букв всё же закодирована), а можно взять слово, которое содержит в себе буквы А и Я, тогда перемешаются все буквы, и «хвоста» не будет.

Само же ключевое слово можно предварительно тоже загадать, например при помощи или . Например, вот так:

Разгадав арифметический ребус-рамку и сопоставив буквы и цифры зашифрованного слова, затем нужно будет получившееся слово вписать в кодовую таблицу вместо цифр, а оставшиеся буквы вписать по-порядку. Получится вот такая кодовая таблица:

Атбаш

Изначально шифр использовался для еврейского алфавита, отсюда и название. Слово атбаш (אתבש) составлено из букв «алеф», «тав», «бет» и «шин», то есть первой, последней, второй и предпоследней букв еврейского алфавита. Этим задаётся правило замены: алфавит выписывается по порядку, под ним он же выписывается задом наперёд. Тем самым первая буква кодируется в последнюю, вторая — в предпоследнюю и т.д.

Фраза «ВОЗЬМИ ЕГО В ЭКСЕПШН» превращается при помощи этого шифра в «ЭРЧГТЦ ЪЬР Э ВФНЪПЖС». Онлайн-калькулятор шифра Атбаш

ROT1

Этот шифр известен многим детям. Ключ прост: каждая буква заменяется на следующую за ней в алфавите. Так, A заменяется на Б, Б на В и т.д., а Я заменяется на А. «ROT1» значит «ROTate 1 letter forward through the alphabet» (англ. «поверните/сдвиньте алфавит на одну букву вперед»). Сообщение «Хрюклокотам хрюклокотамит по ночам» станет «Цсялмплпубн цсялмплпубнйу рп опшбн». ROT1 весело использовать, потому что его легко понять даже ребёнку, и легко применять для шифрования. Но его так же легко и расшифровать.

Шифр Цезаря

Шифр Цезаря — один из древнейших шифров. При шифровании каждая буква заменяется другой, отстоящей от неё в алфавите не на одну, а на большее число позиций. Шифр назван в честь римского императора Гая Юлия Цезаря, использовавшего его для секретной переписки. Он использовал сдвиг на три буквы (ROT3). Шифрование для русского алфавита многие предлагают делать с использованием такого сдвига:

Я всё же считаю, что в русском языке 33 буквы, поэтому предлагаю вот такую кодовую таблицу:

Интересно, что в этом варианте в алфавите замены читается фраза «где ёж?»:)

Но сдвиг ведь можно делать на произвольное число букв — от 1 до 33. Поэтому для удобства можно сделать диск, состоящий из двух колец, вращающихся относительно друг друга на одной оси, и написать на кольцах в секторах буквы алфавита. Тогда можно будет иметь под рукой ключ для кода Цезаря с любым смещением. А можно совместить на таком диске шифр Цезаря с атбашем, и получится что-то вроде этого:

Собственно, поэтому такие шифры и называются ROT — от английского слова «rotate» — «вращать».

ROT5

В этом варианте кодируются только цифры, остальной текст остаётся без изменений. Производится 5 замен, поэтому и ROT5: 0↔5, 1↔6, 2↔7, 3↔8, 4↔9.

ROT13

ROT13 — это вариация шифра Цезаря для латинского алфавита со сдвигом на 13 символов. Его часто применяют в интернете в англоязычных форумах как средство для сокрытия спойлеров, основных мыслей, решений загадок и оскорбительных материалов от случайного взгляда.

Латинский алфавит из 26 букв делится на две части. Вторая половина записывается под первой. При кодировании буквы из верхней половины заменяются на буквы из нижней половины и наоборот.

ROT18

Всё просто. ROT18 — это комбинация ROT5 и ROT13:)

ROT47

Существует более полный вариант этого шифра — ROT47. Вместо использования алфавитной последовательности A–Z, ROT47 использует больший набор символов, почти все отображаемые символы из первой половины ASCII -таблицы. При помощи этого шифра можно легко кодировать url, e-mail, и будет непонятно, что это именно url и e-mail:)

Например, ссылка на этот текст зашифруется вот так: 9EEAi^^[email protected]]CF^82>6D^BF6DE^4CJAE^4:A96C^K2>[email protected] Только опытный разгадывальщик по повторяющимся в начале текста двойкам символов сможет додуматься, что 9EEAi^^ может означать HTTP:⁄⁄ .

Квадрат Полибия

Полибий — греческий историк, полководец и государственный деятель, живший в III веке до н.э. Он предложил оригинальный код простой замены, который стал известен как «квадрат Полибия» (англ. Polybius square) или шахматная доска Полибия. Данный вид кодирования изначально применялся для греческого алфавита, но затем был распространен на другие языки. Буквы алфавита вписываются в квадрат или подходящий прямоугольник. Если букв для квадрата больше, то их можно объединять в одной ячейке.

Такую таблицу можно использовать как в шифре Цезаря. Для шифрования на квадрате находим букву текста и вставляем в шифровку нижнюю от неё в том же столбце. Если буква в нижней строке, то берём верхнюю из того же столбца. Для кириллицы можно использовать таблицу РОТ11 (аналог шифра Цезаря со сдвигом на 11 символов):

Буквы первой строки кодируются в буквы второй, второй — в третью, а третьей — в первую.

Но лучше, конечно, использовать «фишку» квадрата Полибия — координаты букв:

    Под каждой буквой кодируемого текста записываем в столбик две координаты (верхнюю и боковую). Получится две строки. Затем выписываем эти две строки в одну строку, разбиваем её на пары цифр и используя эти пары как координаты, вновь кодируем по квадрату Полибия.

    Можно усложнить. Исходные координаты выписываем в строку без разбиений на пары, сдвигаем на нечётное количество шагов, разбиваем полученное на пары и вновь кодируем.

Квадрат Полибия можно создавать и с использованием кодового слова. Сначала в таблицу вписывается кодовое слово, затем остальные буквы. Кодовое слово при этом не должно содержать повторяющихся букв.

Вариант шифра Полибия используют в тюрьмах, выстукивая координаты букв — сначала номер строки, потом номер буквы в строке.

Стихотворный шифр

Этот метод шифрования похож на шифр Полибия, только в качестве ключа используется не алфавит, а стихотворение, которое вписывается построчно в квадрат заданного размера (например, 10×10). Если строка не входит, то её «хвост» обрезается. Далее полученный квадрат используется для кодирования текста побуквенно двумя координатами, как в квадрате Полибия. Ну чем не шифр? Самый что ни на есть шифр замены. В качестве кодовой таблицы выступает клавиатура.

Таблица перекодировки выглядит вот так:

Литорея

Литорея (от лат. littera — буква) — тайнописание, род шифрованного письма, употреблявшегося в древнерусской рукописной литературе. Известна литорея двух родов: простая и мудрая. Простая, иначе называемая тарабарской грамотой, заключается в следующем. Если «е» и «ё» считать за одну букву, то в русском алфавите остаётся тридцать две буквы, которые можно записать в два ряда — по шестнадцать букв в каждом:

Получится русский аналог шифра ROT13 — РОТ16 🙂 При шифровке верхнюю букву меняют на нижнюю, а нижнюю — на верхнюю. Ещё более простой вариант литореи — оставляют только двадцать согласных букв:

Получается шифр РОТ10 . При шифровании меняют только согласные, а гласные и остальные, не попавшие в таблицу, оставляют как есть. Получается что-то типа «словарь → лсошамь» и т.п.

Мудрая литорея предполагает более сложные правила подстановки. В разных дошедших до нас вариантах используются подстановки целых групп букв, а также числовые комбинации: каждой согласной букве ставится в соответствие число, а потом совершаются арифметические действия над получившейся последовательностью чисел.

Шифрование биграммами

Шифр Плейфера

Шифр Плейфера — ручная симметричная техника шифрования, в которой впервые использована замена биграмм. Изобретена в 1854 году Чарльзом Уитстоном. Шифр предусматривает шифрование пар символов (биграмм), вместо одиночных символов, как в шифре подстановки и в более сложных системах шифрования Виженера. Таким образом, шифр Плейфера более устойчив к взлому по сравнению с шифром простой замены, так как затрудняется частотный анализ.

Шифр Плейфера использует таблицу 5х5 (для латинского алфавита, для русского алфавита необходимо увеличить размер таблицы до 6х6), содержащую ключевое слово или фразу. Для создания таблицы и использования шифра достаточно запомнить ключевое слово и четыре простых правила. Чтобы составить ключевую таблицу, в первую очередь нужно заполнить пустые ячейки таблицы буквами ключевого слова (не записывая повторяющиеся символы), потом заполнить оставшиеся ячейки таблицы символами алфавита, не встречающимися в ключевом слове, по порядку (в английских текстах обычно опускается символ «Q», чтобы уменьшить алфавит, в других версиях «I» и «J» объединяются в одну ячейку). Ключевое слово и последующие буквы алфавита можно вносить в таблицу построчно слева-направо, бустрофедоном или по спирали из левого верхнего угла к центру. Ключевое слово, дополненное алфавитом, составляет матрицу 5х5 и является ключом шифра.

Для того, чтобы зашифровать сообщение, необходимо разбить его на биграммы (группы из двух символов), например «Hello World» становится «HE LL OW OR LD», и отыскать эти биграммы в таблице. Два символа биграммы соответствуют углам прямоугольника в ключевой таблице. Определяем положения углов этого прямоугольника относительно друг друга. Затем руководствуясь следующими 4 правилами зашифровываем пары символов исходного текста:

    1) Если два символа биграммы совпадают, добавляем после первого символа «Х», зашифровываем новую пару символов и продолжаем. В некоторых вариантах шифра Плейфера вместо «Х» используется «Q».

    2) Если символы биграммы исходного текста встречаются в одной строке, то эти символы замещаются на символы, расположенные в ближайших столбцах справа от соответствующих символов. Если символ является последним в строке, то он заменяется на первый символ этой же строки.

    3) Если символы биграммы исходного текста встречаются в одном столбце, то они преобразуются в символы того же столбца, находящимися непосредственно под ними. Если символ является нижним в столбце, то он заменяется на первый символ этого же столбца.

    4) Если символы биграммы исходного текста находятся в разных столбцах и разных строках, то они заменяются на символы, находящиеся в тех же строках, но соответствующие другим углам прямоугольника.

Для расшифровки необходимо использовать инверсию этих четырёх правил, откидывая символы «Х» (или «Q») , если они не несут смысла в исходном сообщении.

Рассмотрим пример составления шифра. Используем ключ «Playfair example», тогда матрица примет вид:

Зашифруем сообщение «Hide the gold in the tree stump». Разбиваем его на пары, не забывая про правило . Получаем: «HI DE TH EG OL DI NT HE TR EX ES TU MP». Далее применяем правила -:

    1. Биграмма HI формирует прямоугольник, заменяем её на BM.

    2. Биграмма DE расположена в одном столбце, заменяем её на ND.

    3. Биграмма TH формирует прямоугольник, заменяем её на ZB.

    4. Биграмма EG формирует прямоугольник, заменяем её на XD.

    5. Биграмма OL формирует прямоугольник, заменяем её на KY.

    6. Биграмма DI формирует прямоугольник, заменяем её на BE.

    7. Биграмма NT формирует прямоугольник, заменяем её на JV.

    8. Биграмма HE формирует прямоугольник, заменяем её на DM.

    9. Биграмма TR формирует прямоугольник, заменяем её на UI.

    10. Биграмма EX находится в одной строке, заменяем её на XM.

    11. Биграмма ES формирует прямоугольник, заменяем её на MN.

    12. Биграмма TU находится в одной строке, заменяем её на UV.

    13. Биграмма MP формирует прямоугольник, заменяем её на IF.

Получаем зашифрованный текст «BM ND ZB XD KY BE JV DM UI XM MN UV IF». Таким образом сообщение «Hide the gold in the tree stump» преобразуется в «BMNDZBXDKYBEJVDMUIXMMNUVIF».

Двойной квадрат Уитстона

Чарльз Уитстон разработал не только шифр Плейфера, но и другой метод шифрования биграммами, который называют «двойным квадратом». Шифр использует сразу две таблицы, размещенные по одной горизонтали, а шифрование идет биграммами, как в шифре Плейфера.

Имеется две таблицы со случайно расположенными в них русскими алфавитами.

Перед шифрованием исходное сообщение разбивают на биграммы. Каждая биграмма шифруется отдельно. Первую букву биграммы находят в левой таблице, а вторую букву — в правой таблице. Затем мысленно строят прямоугольник так, чтобы буквы биграммы лежали в его противоположных вершинах. Другие две вершины этого прямоугольника дают буквы биграммы шифртекста. Предположим, что шифруется биграмма исходного текста ИЛ. Буква И находится в столбце 1 и строке 2 левой таблицы. Буква Л находится в столбце 5 и строке 4 правой таблицы. Это означает, что прямоугольник образован строками 2 и 4, а также столбцами 1 левой таблицы и 5 правой таблицы. Следовательно, в биграмму шифртекста входят буква О, расположенная в столбце 5 и строке 2 правой таблицы, и буква В, расположенная в столбце 1 и строке 4 левой таблицы, т.е. получаем биграмму шифртекста ОВ.

Если обе буквы биграммы сообщения лежат в одной строке, то и буквы шифртекста берут из этой же строки. Первую букву биграммы шифртекста берут из левой таблицы в столбце, соответствующем второй букве биграммы сообщения. Вторая же буква биграммы шифртекста берется из правой таблицы в столбце, соответствующем первой букве биграммы сообщения. Поэтому биграмма сообщения ТО превращается в биграмму шифртекста ЖБ. Аналогичным образом шифруются все биграммы сообщения:

Сообщение ПР ИЛ ЕТ АЮ _Ш ЕС ТО ГО

Шифртекст ПЕ ОВ ЩН ФМ ЕШ РФ БЖ ДЦ

Шифрование методом «двойного квадрата» дает весьма устойчивый к вскрытию и простой в применении шифр. Взламывание шифртекста «двойного квадрата» требует больших усилий, при этом длина сообщения должна быть не менее тридцати строк, а без компьютера вообще не реально.

Полиалфавитные шифры

Шифр Виженера

Естественным развитием шифра Цезаря стал шифр Виженера. В отличие от моноалфавитных это уже полиалфавитный шифр. Шифр Виженера состоит из последовательности нескольких шифров Цезаря с различными значениями сдвига. Для зашифровывания может использоваться таблица алфавитов, называемая «tabula recta» или «квадрат (таблица) Виженера». На каждом этапе шифрования используются различные алфавиты, выбираемые в зависимости от буквы ключевого слова.

Для латиницы таблица Виженера может выглядеть вот так:

Для русского алфавита вот так:

Легко заметить, что строки этой таблицы — это ROT-шифры с последовательно увеличивающимся сдвигом.

Шифруют так: под строкой с исходным текстом во вторую строку циклически записывают ключевое слово до тех пор, пока не заполнится вся строка. У каждой буквы исходного текста снизу имеем свою букву ключа. Далее в таблице находим кодируемую букву текста в верхней строке, а букву кодового слова слева. На пересечении столбца с исходной буквой и строки с кодовой буквой будет находиться искомая шифрованная буква текста.

Важным эффектом, достигаемым при использовании полиалфавитного шифра типа шифра Виженера, является маскировка частот появления тех или иных букв в тексте, чего лишены шифры простой замены. Поэтому к такому шифру применить частотный анализ уже не получится.

Для шифрования шифром Виженера можно воспользоваться Онлайн-калькулятором шифра Виженера . Для различных вариантов шифра Виженера со сдвигом вправо или влево, а также с заменой букв на числа можно использовать приведённые ниже таблицы:

Шифр Гронсвельда

Книжный шифр

Если же в качестве ключа использовать целую книгу (например, словарь), то можно зашифровывать не отдельные буквы, а целые слова и даже фразы. Тогда координатами слова будут номер страницы, номер строки и номер слова в строке. На каждое слово получится три числа. Можно также использовать внутреннюю нотацию книги — главы, абзацы и т.п. Например, в качестве кодовой книги удобно использовать Библию, ведь там есть четкое разделение на главы, и каждый стих имеет свою маркировку, что позволяет легко найти нужную строку текста. Правда, в Библии нет современных слов типа «компьютер» и «интернет», поэтому для современных фраз лучше, конечно, использовать энциклопедический или толковый словарь.

Это были шифры замены, в которых буквы заменяются на другие. А ещё бывают , в которых буквы не заменяются, а перемешиваются между собой.

В этот день свой профессиональный праздник отмечает Криптографическая служба России.

«Криптография» с древнегреческого означает «тайнопись».

Как раньше прятали слова?

Своеобразный метод передачи тайного письма существовал во времена правления династии египетских фараонов:

выбирали раба. Брили его голову наголо и наносили на неё текст сообщения водостойкой растительной краской. Когда волосы отрастали, его отправляли к адресату.

Шифр — это какая-либо система преобразования текста с секретом (ключом) для обеспечения секретности передаваемой информации.

АиФ.ru сделал подборку интересных фактов из истории шифрования.

Все тайнописи имеют системы

1. Акростих — осмысленный текст (слово, словосочетание или предложение), сложенный из начальных букв каждой строки стихотворения.

Вот, например, стихотворение-загадка с разгадкой в первых буквах:

Д овольно именем известна я своим;
Р авно клянётся плут и непорочный им,
У техой в бедствиях всего бываю боле,
Ж изнь сладостней при мне и в самой лучшей доле.
Б лаженству чистых душ могу служить одна,
А меж злодеями — не быть я создана.
Юрий Нелединский-Мелецкий
Сергей Есенин, Анна Ахматова, Валентин Загорянский часто пользовались акростихами.

2. Литорея — род шифрованного письма, употреблявшегося в древнерусской рукописной литературе. Бывает простая и мудрая. Простую называют тарабарской грамотой, она заключается в следующем: поставив согласные буквы в два ряда в порядке:

употребляют в письме верхние буквы вместо нижних и наоборот, причём гласные остаются без перемены; так, например, токепот = котёнок и т. п.

Мудрая литорея предполагает более сложные правила подстановки.

3. «ROT1» — шифр для детишек?

Возможно, в детстве вы тоже его использовали. Ключ к шифру очень прост: каждая буква алфавита заменяется на последующую букву.

А заменяется на Б, Б заменяется на В и так далее. «ROT1» буквально означает «вращать на 1 букву вперёд по алфавиту». Фраза «Я люблю борщ» превратится в секретную фразу «А мявмя впсъ» . Этот шифр предназначен для развлечения, его легко понять и расшифровать, даже если ключ используется в обратном направлении.

4. От перестановки слагаемых…

Во время Первой мировой войны конфиденциальные сообщения отправляли с помощью так называемых перестановочных шрифтов. В них буквы переставляются с использованием некоторых заданных правил или ключей.

Например, слова могут быть записаны в обратном направлении, так что фраза «мама мыла раму» превращается во фразу «амам алым умар» . Другой перестановочный ключ заключается в перестановке каждой пары букв, так что предыдущее сообщение становится «ам ам ым ал ар ум» .

Возможно, покажется, что сложные правила перестановки могут сделать эти шифры очень трудными. Однако многие зашифрованные сообщения могут быть расшифрованы с использованием анаграмм или современных компьютерных алгоритмов.

5. Сдвижной шифр Цезаря

Он состоит из 33 различных шифров, по одному на каждую букву алфавита (количество шифров меняется в зависимости от алфавита используемого языка). Человек должен был знать, какой шифр Юлия Цезаря использовать для того, чтобы расшифровать сообщение. Например, если используется шифр Ё, то А становится Ё, Б становится Ж, В становится З и так далее по алфавиту. Если используется шифр Ю, то А становится Ю, Б становится Я, В становится А и так далее. Данный алгоритм является основой для многих более сложных шифров, но сам по себе не обеспечивает надёжную защиту тайны сообщений, поскольку проверка 33-х различных ключей шифра займёт относительно небольшое время.

Никто не смог. Попробуйте вы

Зашифрованные публичные послания дразнят нас своей интригой. Некоторые из них до сих пор остаются неразгаданными. Вот они:

Криптос . Скульптура, созданная художником Джимом Санборном, которая расположена перед штаб-квартирой Центрального разведывательного управления в Лэнгли, Вирджиния. Скульптура содержит в себе четыре шифровки, вскрыть код четвёртой не удаётся до сих пор. В 2010 году было раскрыто, что символы 64-69 NYPVTT в четвёртой части означают слово БЕРЛИН.

Теперь, когда вы прочитали статью, то наверняка сможете разгадать три простых шифра.

Свои варианты оставляйте в комментариях к этой статье. Ответ появится в 13:00 13 мая 2014 года.

Ответ:

1) Блюдечко

2) Слоненку все надоело

3) Хорошая погода

Цифровые шифры | Тюрьма и жизнь за решеткой

1. Простейшая система этого шифра заключается в том, что азбука разбивается на группы с равным числом букв и каждая из них обозначается двумя цифрами. Первая цифра обозначает группу, а вторая – порядковый номер буквы в этой группе.

АБВГ     ДЕЖЗ     ИКЛМ     НОПР     СТУФ     ХЦЧШ     ЩЫЮЯ
   1            2             3            4             5            6              7

Зашифрованные слова, например «Уголовный розыск», будут выглядеть следующим образом:

53   14   42   33   42   13   41   72   31   44   42   24   72   51   32   

Алфавит может браться и не в обычном порядке, а с любой перестановкой букв.

2. Шифр может быть усложнен по следующей схеме:
 

Алфавит АЖНУЩЯ БЗОФЪ ВИПХЫ ГКРЦЬ ЕМТШЮ ДЛСЧЭ
№ группы 4 3 7 8 5 2

 

Буквы составляются из двух цифр. Первая – ее место в группе, а вторая обозначает номер группы. Например, слово «опасность» в зашифрованном виде будет выглядеть так:

33 37 14 32 34 33 32 35 58

Для усложнения прочтения слово можно записать в одну строку:

333714323433323558

3. Сюда же можно отнести и цифровое письмо, где буквы разделяются на пять групп, каждая из которых снабжается двумя номерами.
 


группы

места

1

АБВГДЕ

123456

2

ЖЗИКЛМ

123456

3

НОПРСТ

123456

4

УФХЦЧШ

123456

5

ЩЫЬЭЮЯ

123456

 
Каждая буква изображается дробью таким образом, что числителем ее будет номер группы, а знаменателем – номер места в группе. Так как при этой схеме не употребляются цифры свыше шести, то цифры с семи до девяти можно использовать как пустые знаки.
Этим шифром слово «день» может быть записано следующим образом:

71 81 30 57
95 76 19 38

4. Множительный шифр. Для работы с ним нужно запомнить кодовое число и заранее договориться, все ли буквы алфавита будут использоваться, не будут ли выкинуты какие-нибудь.

Предположим, что кодовым числом будет 257, а из алфавита исключаются буквы: й, ь, ъ, ы, т.е. он выглядит следующим образом:

АБВГДЕЁЖЗИКЛМНОПРСТУФЧЦЧШЩЭЮЯ

Требуется зашифровать выражение:
«Встреча завтра».
Текст пишется для удобства шифрования вразрядку:

В С Т Р Е Ч А     З А В Т Р А
2  5 7 2  5  7 2     5  7 2 5 7  2

Под каждой буквой пишется по цифре до тех пор, пока не кончится фраза. Затем вместо каждой буквы текста пишется та буква алфавита, которая по счету оказывается первой вслед за таким количеством букв, какое показывает цифра, стоящая внизу, причем счет производится вправо. Так, под первой буквой «В» стоит цифра «2», поэтому вместо буквы «В» в шифровальном письме ставится третья буква алфавита «Д». Под второй буквой текста «С» стоит цифр «5», поэтому вместо нее ставится шестая после «С», т.е. буква «Ц».
В цифрованном виде письмо приобретет следующий вид:

ДЦШТКБВ НЖДЧЧВ

Для прочтения шифровки необходимо под каждую букву поставить ключевое, кодовое число. В нашем случае число 257. А в алфавите отсчитывать влево от данной буквы шифрованного письма столько букв, сколько показывает стоящая перед нею цифра.
Значит, вместо буквы «Д» вторая налево будет буква «В», а вместо «Ц» пятая, значит буква «С».

Д Ц Щ Т К Б В Н Ж Д Ч Ч В
2  5  7 2 5  7 2  5  7 2  5  7 2
В С Т Р Е Ч А З  А В Т  Р А

 

По материалам Л.А.Мильяненков
По ту сторону закона
энциклопедия преступного мира

Цифры и шифры. Введение.

Цифры и шифры. Введение.

Слова «цифра» и «шифр» (устар. «шифра») имеют первоисточником арабское            [sifr] — пустое, отсутствующее, нуль.

М.Фасмер «Этимологический словарь русского языка»

Оптимальной методологией изложения математической теории для студента, обучающегося по специальности прикладная математика и информатика, является немедленная иллюстрация ее практического применения. К сожалению, большинство разделов классического курса высшей алгебры не предоставляет такой возможности — в основном из-за необходимости ссылаться на дополнительные теоретические результаты из других разделов алгебры или высшей математики. В этом отношении теория чисел долгое время представляла собой именно такой безнадежно теоретический раздел. К счастью, ситуация неожиданно изменилась около двадцати лет назад с рождением подраздела актуальной и прикладной отрасли информационной безопасности — криптографии открытого ключа, ключевые идеи которого оказались достаточно просты для понимания даже выпускника средней школы.

Первоначально целью, которую авторы ставили при написании настоящего пособия, было именно изложение основ (начал) теории чисел с небольшой криптографической «приманкой» в виде алгоритма RSA — наиболее распространенной на сегодняшний день схемы открытого шифрования. Однако по мере написания пособия увеличивался крен в сторону прикладных и даже технических аспектов информационных технологий; так что если читатель бросит взгляд на последние параграфы, то обнаружит там не столько теорию чисел, но, напротив, больше цитат из художественной литературы, апеллирующих к здравому смыслу.

При отборе и изложении материала авторы руководствовались прежде всего соображениями наглядности и самодостаточности. Для достижения наглядности, мы, во-первых, ввели режим жесткой экономии обозначений и определений, во-вторых, иногда пренебрегали строгостью доказательств в пользу идейных их основ и, в-третьих, все, что представилось возможным, проиллюстрировали примерами:

LONGUM ITER EST PER PRÆCEPTA, BREVE ET EFFIXAX PER EXEMPLA1

Самодостаточность же пособия понимается в том смысле, что все используемые результаты можно найти в нем самом. К сожалению, нам не удалось следовать этому принципу до конца: так, например, студент первого курса университета еще может не знать определения натурального логарифма (с. 17) или метода Ньютона решения уравнений и поэтому идейная основа теоремы 3.16 может по первоначалу ускользнуть от его понимания. Однако же эти исключения не носят принципиального характера, т.е. не будут препятствовать пониманию основных идей.

Этими же принципами мы руководствовались и при изложении в главе 2 основ криптографии открытого ключа: мы включили ровно столько результатов, сколько в состоянии объяснить. В последнее время на русском языке вышло большое количество книг по криптографии; среди них есть и неплохие, как, например, монография А.Саломаа [4]. К сожалению, мы пока не встречали хорошей учебной литературы, по которой человек, совершенно незнакомый с материалом, мог бы самостоятельно его изучить или хотя бы быстро овладеть базовыми его идеями. Именно этим обстоятельством мы и оправдываем появление настоящего пособия. В принципе нетерпеливый читатель может начать чтение сразу с § 7, а к результатам главы 1 обращаться по мере необходимости.

Отдельное замечание касается примеров и упражнений. Без самостоятельного решения читателем упражнений вся теория будет выглядеть несколько умозрительной. Упражнения главы 1 не предполагают использования вычислительной техники сложнее калькулятора. Напротив, упражнения второй главы, иллюстрирующие практическое применение криптографических схем, требуют уже персонального компьютера и специальных пакетов программ, позволяющих производить символьные вычисления. Авторы пользовались пакетом MAPLE V Release 5, который считают достаточно удобным даже для ленивого пользователя. Краткое описание использованных функций можно найти в § 9.

Авторы благодарят Е.А.Калинину за ценные замечания и помощь при наборе.


1(лат.) Долог путь поучений, краток и успешен на примерах.


Шифрование цифрами. Простые шифры и их дешифровка

Во дворе здания ЦРУ в Лэнгли стоит S-образная медная плита с зашифрованным текстом. Это самый известный элемент скульптуры «Криптос», её авторы — скульптор Джеймс Санборн и Эд Шейдт, отставной глава криптографического отдела ЦРУ. Они придумали шифр, разгадать который трудно, но вполне реально. По крайней мере, им так казалось.


По замыслу авторов, «Криптос» олицетворяет процесс сбора информации. Шифр «Криптоса» — 869 символов, поделённых на четыре части. Создатели предполагали, что на решение первых трёх частей уйдёт около семи месяцев, на решение всей задачи — примерно семь лет. 23 года спустя полной расшифровки всё ещё нет. «Криптосом» занимаются любители (с 2003 года на Yahoo! существует группа из примерно 1500 человек) и профессионалы (из ЦРУ и АНБ) — их задачу осложняют намеренные ошибки, допущенные Санборном и Шейдтом (частично чтобы запутать людей, частично из эстетических соображений).
Считается, что Санборн — единственный человек на планете, знающий разгадку «Криптоса». Скульптор рассказывает, что люди, помешанные на созданном им шифре, звонят и говорят ужасные вещи: «Они называют меня прислужником дьявола, ведь у меня есть секрет, которым я ни с кем не делюсь». Санборн говорит, что в случае его смерти ответ обязательно перейдет к кому-то другому, но добавляет, что не совершенно не расстроится, если правильное решение навсегда останется тайной.

Убийца, про которого всё ещё ничего не известно, отправлял в калифорнийские газеты зашифрованные письма, обещая, что в них найдутся ключи к установлению его личности. Первое послание Зодиака (август 1969-го) состояло из трёх частей и 408 символов, быстрее всех его расшифровала обычная калифорнийская семейная пара. Смысл письма сводился к тому, что убивать людей гораздо интереснее, чем животных, ведь человек — самое опасное существо на планете. «Я попаду в рай, где те, кого я убил, станут моими рабами», — гласила записка. Эта была последняя успешная попытка расшифровать криптограмму Зодиака. Тайной остаётся содержание открытки с кодом из 340 знаков, пришедшей три месяца спустя в редакцию San Francisco Chronicle. «Можете напечатать его на первой странице? Мне ужасно одиноко, когда меня не замечают», — просил убийца в сопутствующем письме. Именно этот шифр изображён на постере фильма Дэвида Финчера «Зодиак».


Через несколько дней Зодиак прислал ещё одно письмо, в котором зашифровал свое имя, — оно также осталось неразгаданным. Затем было письмо, в котором убийца угрожал взорвать школьный автобус. К нему он приложил карту и шифр — с их помощью якобы можно было найти бомбу, что планируется использовать для теракта. С этим шифром тоже никто не справился, но и взрыв не произошёл. Попытки разгадать коды Зодиака продолжаются. В 2011-м криптограф-любитель Кори Старлипер заявил, что расшифровал сообщение из 340 символов, и нашёл в нём признание Артура Ли Аллена, когда-то проходившего главным подозреваемым по делу Зодиака, но отпущенного за неимением доказательств. Про Старлипера написали многие газеты, но быстро выяснилось, что его метод не выдерживает никакой критики.

Фестский диск. Считается, что иероглифические надписи на Фестском диске предположительно принадлежат минойской цивилизации, жившей на острове Крит. Глиняный диск с иероглифами, нанесенными на него с двух сторон в виде спирали, обнаружили в 1908 году. Специалисты определили, что на диске есть 45 разных иероглифов, и некоторые из них похожи на знаки, используемые в раннедворцовый период.

Памятник пастуха 18 века в графстве Стаффордшир, Англия. На нем есть странная последовательность букв DOUOSVAVVM – код, который не удается расшифровать уже более 250 лет. Автор этого шифра неизвестен, некоторые полагают, что этот код может быть подсказкой, оставленной рыцарями-тамплиерами относительно местонахождения Святого Грааля. Многие из величайших умов пытались расшифровать этот код и потерпели неудачу, включая Чарльза Диккенса и Чарльза Дарвина.

Линейное письмо. Также было найдено на Крите и названо в честь британского археолога Артура Эванса. В 1952 году Майкл Вентрис расшифровал линейное письмо B, которое использовалось для шифровки микенского языка – самого древнего из известных вариантов греческого. Но линейное письмо A разгадано лишь частично, при этом разгаданные фрагменты написаны на каком-то не известном науке языке, не связанном ни с одним из известных языков.

В 1933 году генералу Вану из Шанхая, Китай, были выданы семь золотых слитков . На слитках были выгравированы рисунки, надписи на китайском языке и криптограммы, частично латинскими буквами. Предположительно, это сертификаты, выданные американским банком. В надписях на китайском языке говорится о сделке, сумма которой превышает 300 миллионов долларов США.

Джон Бирн (John F. Byrne) придумал метод шифрования чаошифр в 1918 году. Бирн считал его очень простым, но все же сложным для расшифровки, и в течение 40 лет он безуспешно пытался заинтересовать американское правительство своим изобретением. Он даже предложил награду тому, кто сможет разгадать его шифр, но за наградой никто так и не обратился. Только в прошлом году его семья передала все бумаги относительно шифра в музей, и специалистам удалось разобраться в его методе.

Сигнал «Wow!» — сильный узкополосный космический радиосигнал, зарегистрированный доктором Джерри Эйманом 15 августа 1977 г. во время работы на радиотелескопе «Большое Ухо» в Университете штата Огайо. Под этим названием Сигнал и запечатлен в истории «Программы по Поиску Внеземных цивилизаций», как до сих пор нерасшифрованный.

Британские математики по-своему участвовали в подводных боях Второй мировой. На полпути между Оксфордом и Кембриджем, в городке Милтон-Кинс, в разгар войны было устроено нечто вроде института, где Алан Тьюринг и другие ученые-знаменитости трудились над взломом кода, который в Германии применяли для связи с подлодками. Немецкие шифровщики использовали аппарат, похожий на печатную машинку с двумя клавиатурами: одна обычная, другая с лампочками. Когда радистка ударяла пальцем по клавише, лампочка вспыхивала под какой-нибудь другой буквой. Эту букву и следовало дописать к шифрованной версии сообщения. Не имея ни одного образца «Энигмы» под рукой, Тьюринг сумел понять принцип работы машины и построить свой дешифратор на основе одних логических рассуждений. Британский историк Хинсли даже заявил, что прорыв в криптоанализе приблизил конец Второй мировой на два, если не на четыре года. На исключительную роль, которую сыграл взлом кода «Энигма» в победе над нацистами, ссылалась и королева Великобритании Елизавета Вторая, когда посмертно помиловала математика несколько месяцев назад. В 1952 году Тьюринга приговорили к химической кастрации за гомосексуализм, после чего ученый покончил жизнь самоубийством.

Йотунвиллур. Рунических надписей — считанные тысячи: на порядки меньше текстов, чем оставила после себя классическая античность. И то речь обычно о коротких обрывочных фразах на дощечках или на камнях. Йонас Нордби, аспирант-лингвист из университета Осло, сосредоточил внимание на 80 зашифрованных: если пытаться прочесть их как есть, выйдет бессмыслица. Девять, как оказалось, используют довольно простой, по меркам современной криптографии, алгоритм — автор исследования называет его Jotunvillur: руну заменяют той, название которой («имя руны») оканчивается на нужную букву. Зачем так скрытничать, понятно в отдельных случаях. Одна из надписей на дощечках, прочитанных Нордби, гласит «Поцелуй меня». Если учесть, что и адресат, и отправитель сообщения должны были как минимум уметь читать, то, вероятно, оба были мужчинами.

В годы Второй мировой войны британская армия нередко использовала голубей для передачи зашифрованных посланий. В 2012 году житель графства Суррей (юг Англии) нашёл в трубе своего дома останки птицы, к лапе которой был прикреплён контейнер с сообщением. Текст предназначался некоему XO2 и был подписан «W Stot Sjt». Изучив сообщение, эксперты Британского центра правительственной связи пришли к выводу, что без доступа к книгам кодов, использованных при создании шифра, найти правильное решение практически невозможно. «Подобные сообщения создавались так, чтобы их могли прочитать только отправитель и получатель. Если мы не узнаем хоть что-то о том, кто написал это письмо или кому оно предназначалось, мы не сможем его расшифровать», — заявил анонимный работник Центра правительственной связи в интервью BBC.

1 декабря 1948 года на пляже Сомертон в Аделаиде нашли труп человека . На теле не было следов насилия, всё, что при нём оказалось, — сигареты, коробок спичек, пачка жвачки, расчёска, билет на автобус и билет на поезд. Патологоанатом, проводивший вскрытие, не сумел определить точную причину его смерти, но предположил, что жертву, скорее всего, отравили ядом, следы которого исчезают из организма уже через несколько часов. Полтора месяца спустя полиция обнаружила на вокзале Аделаиды чемодан, по всей видимости, принадлежавший убитому. Внутри лежали разные инструменты и одежда с оторванными ярлыками — в том числе брюки с секретным карманом, в котором нашли вырванный из книги клочок бумаги с надписью «Tamam Shud». Нужной книгой оказалось чрезвычайно редкое издание сборника поэзии Омара Хайяма. На последней странице карандашом был написан шифр, разгадать который не могут уже больше 60 лет. В 1978-м Министерство обороны Австралии выступило с заявлением: это может быть шифр, это может быть бессмысленный набор символов, сказать точно невозможно. С 2009-го попытки расшифровать криптограмму ведутся в университете Аделаиды. Исследователи пришли к выводу, что это действительно некий шифр, но решения до сих пор нет ни у шифра, ни у самого дела «Таман Шуд» — одной из самых известных тайн в истории Австралии.

В первом издании книги Codes and Ciphers («Коды и шифры») английского картографа и криптографа русского происхождения Александра Д’Агапеева был напечатан шифр, до сих пор остающийся неразгаданным. Уже после выхода книги автор признался, что забыл правильный ответ. В следующих изданиях «Кодов и шифров» криптограммы не было. Доказано, что в основе шифра Д’Агапеева действительно лежит некая система (то есть это не просто беспорядочный набор символов), однако он оказался слишком сложен. В начале 1950-х журнал The Cryptogram объявил награду за расшифровку кода, но правильный ответ всё ещё не найден.

14 июля 1897-го знаменитый английский композитор Эдвард Элгар отправил записку Дорабелле — так он называл свою подругу Дору Пенни. «Мисс Пенни», — гласила надпись на одной стороне карточки. На другой был трехстрочный шифр из 87 символов. Дора не смогла расшифровать послание, и оно пролежало в ящике её стола 40 лет, прежде чем его перепечатали в книге воспоминаний Пенни об Элгаре. Расшифровывая письмо композитора, одни пытались обойтись простейшим методом замены символов на буквы, другие приходили к выводу, что здесь вообще скрыты не слова, а мелодия. У одних получались сообщения, в которых не понятно абсолютно ничего, у других — предельно лиричные тексты, полные мечтательности и любви. Окончательного решения нет до сих пор; ничем закончился и конкурс по расшифровке, проведённый в 2007-м в честь 150-летия Элгара.

Скрижали Джорджии — крупный гранитный монумент в округе Элберт в штате Джорджия, США. Памятник содержит длинную надпись на 8 современных языках, а на вершине памятника имеется более краткая надпись на 4 древних языках: аккадском, классическом греческом, санскрите и древнеегипетском. Монумент не содержит зашифрованных посланий, но его цель и происхождение остаются загадкой. Он был воздвигнут человеком, личность которого так и не удалось установить.

Рукопись Войнича, которую часто называют самой таинственной в мире книгой. В рукописи использован уникальный алфавит, в ней около 250 страниц и рисунки, изображающие неведомые цветы, обнаженных нимф и астрологические символы. Впервые она появилась в конце XVI века, когда император Священной Римской империи Рудольф II купил ее в Праге у неизвестного торговца за 600 дукатов (около 3,5 кг золота, сегодня более 50 тысяч долларов). От Рудольфа II книга перешла к дворянам и ученым, а в конце XVII века исчезла. Манускрипт вновь появился примерно в 1912 году, когда его купил американский книготорговец Вилфрид Войнич. После его смерти рукопись была передана в дар Йельскому университету. Британский ученый Гордон Рагг считает, что книга – искусная мистификация.


В тексте есть особенности, не свойственные ни одному из языков. С другой стороны, некоторые черты, например, длина слов, способы соединения букв и слогов, похожи на существующие в настоящих языках. “Многие считают, что все это слишком сложно для мистификации, чтобы выстроить такую систему, какому-нибудь безумному алхимику потребовались бы годы”, – говорит Рагг. Однако Рагг показывает, что добиться такой сложности можно было легко, используя шифровальное устройство, придуманное примерно в 1550 году и названное сеткой Кардана. В этой таблице символов слова создаются передвижением карточки с прорезанными в ней отверстиями. Благодаря пробелам, оставленным в таблице, слова получаются разной длины. Накладывая такие решетки на таблицу слогов манускрипта, Рагг создал язык, которому присущи многие, если не все, особенности языка рукописи. По его словам, на создание всей книги хватило бы трех месяцев.

Вдохновившись рукописью Войнича, в 1981 году итальянский дизайнер и архитектор Луиджи Серафини опубликовал свой альбом , выдержанный в том же стиле: 360 страниц текста на неизвестном языке и миниатюр в духе средневекового естественно-научного трактата. Только если исторический манускрипт и можно подозревать в том, что он описывает некую реальную флору и фауну, то у Серафини лошади плавно переходят в гусениц, а занятые сексом юноша и девушка на раскадровке превращаются в крокодила.


Во всех интервью Серафини утверждает, что текст лишен смысла, а в последовательности миниатюр не нужно искать логики — что, разумеется, только подогревает интерес к книге у энтузиастов-криптологов.

Ронго-ронго, кохау ронгоронго — деревянные дощечки с письменами жителей острова Пасхи. В настоящее время не ясно, представляют ли каждый символ отдельное слово или слог. Все ронго-ронго сделаны из дерева торомиро. На сегодня в музеях мира сохранилось всего около 25 «дощечек». Традиционно они нумеруются буквами латинского алфавита, что однако не является единственным способом обозначения «таблиц», среди которых присутствует один жезл, две надписи на нагрудном украшении реимиро, а также надпись на табакерке и на фигуре тангата ману. Иероглифы — частично символические, частично — геометрические, всего около восьмисот различных знаков (по каталогу Бартеля).

Криптограммы Бейла — 3 зашифрованных сообщения, несущих в себе информацию о местонахождении клада из золота, серебра и драгоценных камней, зарытого якобы на территории Виргинии неподалеку от Линчберга партией золотоискателей под предводительством Томаса Джефферсона Бейла. Цена ненайденного клада в пересчете на современные деньги должна составлять около 30 млн. долларов.


Тelegraf

Когда наконец удается разгадать сложный шифр, в нем могут оказаться тайны мировых лидеров, секретных обществ и древних цивилизаций. Перед вами — десятка самых загадочных шифров в истории человечества, которые до сих пор не удалось разгадать.

Спонсор поста: люстры и светильники

Записки Рики Маккормика

В июне 1999 года через 72 часа после того, как один человек был объявлен пропавшим без вести, на кукурузном поле в штате Миссури обнаружили тело. Что странно, труп разложился сильнее, чем должен был за такое время. На момент смерти у 41-летнего Рики Маккормика в карманах лежали две зашифрованные записки. Он был безработным с неоконченным школьным образованием, жил на пособие, и у него не было машины. Еще Маккормик отсидел в тюрьме за изнасилование несовершеннолетней. В последний раз его видели живым за пять дней до того, как его тело было найдено, — когда он пришел на плановый осмотр в больницу Форест-Парк в Сент-Луисе.

Ни подразделение криптоанализа ФБР, ни Американская криптоаналитическая ассоциация так и не смогли расшифровать эти записки и обнародовали их через 12 лет после убийства. Следователи полагают, что таинственные записки были написаны примерно за три дня до убийства. Родственники Маккормика утверждают, что убитый использовал такую технику кодирования сообщений с детства, но, к сожалению, никто из них не знает ключа к этому шифру.

Криптос

Это скульптура американского художника Джима Санборна, которая установлена перед входом в штаб-квартиру ЦРУ в Лэнгли, штат Вирджиния. Она содержит четыре сложных зашифрованных сообщения, три из которых были расшифрованы. До сих пор нерасшифрованными остаются 97 символов последней части, известной как К4.

Заместитель главы ЦРУ в 1990-е годы Билл Стадмен поставил АНБ задачу расшифровать надписи. Была создана специальная команда, которая смогла разгадать три из четырех сообщений в 1992 году, но не обнародовала их до 2000 года. Также три части разгадали в 1990-е годы аналитик ЦРУ Дэвид Стейн, который использовал бумагу и карандаш, и специалист по информатике Джим Гиллогли, который использовал компьютер.

Расшифрованные сообщения напоминают переписку ЦРУ, а скульптура по форме похожа на бумагу, выходящую из принтера во время печати.

Рукопись Войнича

Рукопись Войнича, созданная в XV веке, — одна из самых знаменитых загадок эпохи Возрождения. Книга носит имя антиквара Вильфрида Войнича, купившего ее в 1912 году. Она содержит 240 страниц, и каких-то страниц не хватает. В рукописи полно биологических, астрономических, космологических и фармацевтических иллюстраций. Здесь даже есть загадочная раскладывающаяся астрономическая таблица. Всего манускрипт содержит более 170 тысяч символов, которые не соответствуют каким-либо правилам. Нет ни пунктуации, ни разрывов в написании зашифрованных символов, что нетипично для рукописного зашифрованного текста. Кто создал эту рукопись? Исследователь? Травник? Алхимик? Книга когда-то предположительно принадлежала императору Священной Римской империи Рудольфу II, который увлекался астрологией и алхимией.

Леон Баттиста Альберти, итальянский писатель, художник, архитектор, поэт, священник, лингвист и философ, не мог выбрать какое-то одно занятие. Сегодня он известен как отец западной криптографии, и он жил в те же годы, когда была создана рукопись. Он создал первый полиалфавитный шифр и первую механическую шифровальную машину. Может, рукопись Войнича — один из первых экспериментов в криптографии? Если код рукописи Войнича расшифруют, это может изменить наши знания об истории наук и астрономии.

Надпись Шагборо

Пастуший монумент находится в живописном Стаффордшире в Англии. Он был возведен в XVIII веке, и это скульптурная интерпретация картины Николя Пуссена «Аркадийские пастухи», однако некоторые детали изменены. Под картиной — текст из 10 букв: последовательность O U O S V A V V между буквами D и M. Над изображением картины — две каменные головы: улыбающийся лысый мужчина и мужчина с козлиными рогами и острыми ушами. Согласно одной из версий, человек, который оплатил памятник, Джордж Ансон, написал аббревиатуру латинского высказывания «Optimae Uxoris Optimae Sororis Viduus Amantissimus Vovit Virtutibus», которое означает «Лучшей из жен, лучшей из сестер, преданный вдовец посвящает это вашим добродетелям».

Бывший лингвист ЦРУ Кит Мэсси связал эти буквы со строфой Евангелия от Иоанна 14:6. Другие исследователи считают, что шифр связан с масонством. Бывший аналитик Блетчли-парка Оливер Лоун предположил, что код может быть отсылкой к генеалогическому древу Иисуса, что маловероятно. Ричард Кемп, глава поместья Шагборо, инициировал в 2004 году рекламную кампанию, которая связывала надпись с местонахождением Святого Грааля.

Линейное письмо А

Линейное письмо А — это разновидность критского письма, содержащая сотни символов и до сих пор не расшифрованная. Оно использовалось несколькими древнегреческими цивилизациями в период с 1850 по 1400 год до н.э. После вторжения на Крит ахейцев ему на смену пришло Линейное письмо Б, которое расшифровали в 1950-х годах, и оказалось, что это одна из ранних форм греческого языка. Линейное письмо А так и не смогли расшифровать, и коды к Линейному письму Б для него не подходят. Чтение большинства знаков известно, но язык остается непонятным. В основном его следы находили на Крите, однако встречались памятники письменности на этом языке и в материковой Греции, Израиле, Турции, и даже в Болгарии.

Считается, что Линейное письмо А, которое называют предшественником крито-минойского письма, — это именно то, что можно увидеть на Фестском диске, одной из самых известных археологических загадок. Это диск из обожженной глины диаметром примерно 16 см, датируемый вторым тысячелетием до н.э. и найденный в Фестском дворце на Крите. Он покрыт символами неизвестного происхождения и значения.

Через 1000 лет после крито-минойского появился этеокритский язык, который не подлежит классификации и может быть как-то связан с Линейным письмом А. Он записывается буквами греческого алфавита, но это точно не греческий язык.

Шифр Дорабелла

Английский композитор Эдуард Элгар также очень интересовался криптологией. В память о нем первые шифровальные машины начала XX века назывались в честь его произведения «Энигма-вариации». Машины «Энигма» были способны зашифровывать и дешифровать сообщения. Элгар отправил своей подруге Доре Пенни «записку Дорабелле» — именно так он называл подругу, которая была младше его на двадцать лет. Он уже был счастливо женат на другой женщине. Может, у него с Пенни был роман? Она так и не расшифровала код, который он ей послал, и никто другой так и не смог этого сделать.

Криптограммы Бейла

Мужчина из Вирджинии, который создает шифры с тайнами спрятанных сокровищ, — это что-то из области произведений Дэна Брауна, а не из реального мира. В 1865 году была опубликована брошюра, описывающая огромное сокровище, которое сегодня бы стоило более 60 миллионов долларов. Оно якобы было зарыто на территории округа Бедфорд уже 50 лет. Возможно, человек, который это сделал, Томас Дж. Бейл, никогда не существовал. Но в брошюре было указано, что Бейл передал коробку с тремя зашифрованными сообщениями владельцу гостиницы, который на протяжении нескольких десятилетий ничего с ними не делал. О Бейле больше ничего не было слышно.

В единственном сообщении Бейла, которое было расшифровано, говорится, что автор оставил огромное количество золота, серебра и драгоценностей в каменном погребе на глубине шесть футов. Также там говорится, что в другом шифре описано точное местонахождение погреба, поэтому не должно возникнуть никаких сложностей в его обнаружении. Некоторые скептики считают, что сокровища Бейла — утка, которая удачно использовалась для продажи брошюр по 50 центов, что в переводе на современные деньги будет 13 долларов.

Загадки убийцы Зодиака

Знаменитый серийный убийца из Калифорнии по прозвищу Зодиак дразнил полицию Сан-Франциско несколькими шифрами, утверждая, что некоторые из них раскроют местонахождение бомб, заложенных по всему городу. Он подписывал письма кругом и крестом — символом, обозначающим Зодиак, небесный пояс из тринадцати созвездий.

Зодиак также отправил три письма в три разные газеты, в каждом из которых содержалась треть от шифра из 408 символов. Школьный учитель из Салинаса увидел символы в местной газете и разгадал шифр. В сообщении говорилось: «Мне нравится убивать людей, потому что это очень весело. Это веселее, чем убивать диких животных в лесу, потому что человек — самое опасное животное из всех. Убийство дает мне самые острые ощущения. Это даже лучше секса. Самое лучшее ждет, когда я умру. Я снова появлюсь на свет в раю, и все, кого я убил, станут моими рабами. Я не скажу вам моего имени, потому что вы захотите замедлить или остановить набор рабов для моей загробной жизни».

Зодиак взял ответственность за убийство 37 человек и так и не был найден. По всему миру у него появились подражатели.

Таман Шуд

В декабре 1948 года на пляже Сомертона в Австралии нашли тело мужчины. Личность умершего так и не удалось установить, а дело окутано тайной по сей день. Мужчину могли убить не оставляющим следов ядом, но даже причина смерти неизвестна. Человек из Сомертона был одет в белую рубашку, галстук, коричневый вязаный пуловер и серо-коричневый пиджак. Бирки с одежды были срезаны, а бумажник отсутствовал. Зубы не соответствовали каким-либо имеющимся стоматологическим записям.

В кармане у неизвестного обнаружили кусочек бумаги со словами «tamam shud», или «законченный» по-персидски. В дальнейшем при публикации материала на эту тему в одной из газет была допущена опечатка: вместо «Tamam» было напечатано слово «Taman», в результате чего в историю вошло именно ошибочное название. Это был обрывок страницы из редкого издания сборника «Рубайат» персидского поэта XII века Омара Хайяма. Книга была найдена, и на внутренней стороне обложки был написан местный номер телефона и зашифрованное сообщение. Кроме того, в камере хранения близлежащей железнодорожной станции нашли чемодан с вещами, но это не помогло установить личность убитого. Может, человек из Сомертона был шпионом холодной войны под глубоким прикрытием? Криптограф-любитель? Годы проходят, но исследователи так и не приблизились к разгадке.

Блиц-шифры

Эта загадка — самая новая из всех перечисленных, так как была обнародована только в 2011 году. Блиц-шифры — это несколько страниц, обнаруженных во время Второй мировой войны. Они лежали годами в деревянных ящиках в одном из подвалов Лондона, который был раскрыт в результате немецких бомбовых ударов. Один солдат взял с собой эти бумаги, и оказалось, что в них полно странных чертежей и зашифрованных слов. Документы содержат более 50 уникальных символов, напоминающих каллиграфические. Датировать документы не удается, однако, согласно популярной версии, блиц-шифры — дело рук оккультистов или масонов XVIII века.

Поскольку шифров в мире насчитывается огромное количество, то рассмотреть все шифры невозможно не только в рамках данной статьи, но и целого сайта. Поэтому рассмотрим наиболее примитивные системы шифрации, их применение, а так же алгоритмы расшифровки. Целью своей статьи я ставлю максимально доступно объяснить широкому кругу пользователей принципов шифровки \ дешифровки, а так же научить примитивным шифрам.

Еще в школе я пользовался примитивным шифром, о котором мне поведали более старшие товарищи. Рассмотрим примитивный шифр «Шифр с заменой букв цифрами и обратно».

Нарисуем таблицу, которая изображена на рисунке 1. Цифры располагаем по порядку, начиная с единицы, заканчивая нулем по горизонтали. Ниже под цифрами подставляем произвольные буквы или символы.

Рис. 1 Ключ к шифру с заменой букв и обратно.

Теперь обратимся к таблице 2, где алфавиту присвоена нумерация.

Рис. 2 Таблица соответствия букв и цифр алфавитов.

Теперь зашифруем словоК О С Т Е Р :

1) 1. Переведем буквы в цифры:К = 12, О = 16, С =19, Т = 20, Ё = 7, Р = 18

2) 2. Переведем цифры в символы согласно таблицы 1.

КП КТ КД ПЩ Ь КЛ

3) 3. Готово.

Этот пример показывает примитивный шифр. Рассмотрим похожие по сложности шрифты.

1. 1. Самым простым шифром является ШИФР С ЗАМЕНОЙ БУКВ ЦИФРАМИ. Каждой букве соответствует число по алфавитному порядку. А-1, B-2, C-3 и т.д.
Например слово «TOWN » можно записать как «20 15 23 14», но особой секретности и сложности в дешифровке это не вызовет.

2. Также можно зашифровывать сообщения с помощью ЦИФРОВОЙ ТАБЛИЦЫ. Её параметры могут быть какими угодно, главное, чтобы получатель и отправитель были в курсе. Пример цифровой таблицы.

Рис. 3 Цифровая таблица. Первая цифра в шифре – столбец, вторая – строка или наоборот. Так слово «MIND» можно зашифровать как «33 24 34 14».

3. 3. КНИЖНЫЙ ШИФР
В таком шифре ключом является некая книга, имеющаяся и у отправителя и у получателя. В шифре обозначается страница книги и строка, первое слово которой и является разгадкой. Дешифровка невозможна, если книги у отправителя и корреспондента разных годов издания и выпуска. Книги обязательно должны быть идентичными.

4. 4. ШИФР ЦЕЗАРЯ (шифр сдвига, сдвиг Цезаря)
Известный шифр. Сутью данного шифра является замена одной буквы другой, находящейся на некоторое постоянное число позиций левее или правее от неё в алфавите. Гай Юлий Цезарь использовал этот способ шифрования при переписке со своими генералами для защиты военных сообщений. Этот шифр довольно легко взламывается, поэтому используется редко. Сдвиг на 4. A = E, B= F, C=G, D=H и т.д.
Пример шифра Цезаря: зашифруем слово « DEDUCTION » .
Получаем: GHGXFWLRQ . (сдвиг на 3)

Еще пример:

Шифрование с использованием ключа К=3 . Буква «С» «сдвигается» на три буквы вперёд и становится буквой «Ф». Твёрдый знак, перемещённый на три буквы вперёд, становится буквой «Э», и так далее:

Исходный алфавит:А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я

Шифрованный:Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В

Оригинальный текст:

Съешь же ещё этих мягких французских булок, да выпей чаю.

Шифрованный текст получается путём замены каждой буквы оригинального текста соответствующей буквой шифрованного алфавита:

Фэзыя йз зьи ахлш пвёнлш чугрщцкфнлш дцосн, жг еютзм ъгб.

5. ШИФР С КОДОВЫМ СЛОВОМ
Еще один простой способ как в шифровании, так и в расшифровке. Используется кодовое слово (любое слово без повторяющихся букв). Данное слово вставляется впереди алфавита и остальные буквы по порядку дописываются, исключая те, которые уже есть в кодовом слове. Пример: кодовое слово – NOTEPAD.
Исходный:A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
Замена:N O T E P A D B C F G H I J K L M Q R S U V W X Y Z

6. 6. ШИФР АТБАШ
Один из наиболее простых способов шифрования. Первая буква алфавита заменяется на последнюю, вторая – на предпоследнюю и т.д.
Пример: « SCIENCE » = HXRVMXV

7. 7. ШИФР ФРЕНСИСА БЭКОНА
Один из наиболее простых методов шифрования. Для шифрования используется алфавит шифра Бэкона: каждая буква слова заменяется группой из пяти букв «А» или «B» (двоичный код).

a AAAAA g AABBA m ABABB s BAAAB y BABBA

b AAAAB h AABBB n ABBAA t BAABA z BABBB

c AAABA i ABAAA o ABBAB u BAABB

d AAABB j BBBAA p ABBBA v BBBAB

e AABAA k ABAAB q ABBBB w BABAA

f AABAB l ABABA r BAAAA x BABAB

Сложность дешифрования заключается в определении шифра. Как только он определен, сообщение легко раскладывается по алфавиту.
Существует несколько способов кодирования.
Также можно зашифровать предложение с помощью двоичного кода. Определяются параметры (например, «А» — от A до L, «В» — от L до Z). Таким образом, BAABAAAAABAAAABABABB означает TheScience of Deduction ! Этот способ более сложен и утомителен, но намного надежнее алфавитного варианта.

8. 8. ШИФР БЛЕЗА ВИЖЕНЕРА.
Этот шифр использовался конфедератами во время Гражданской войны. Шифр состоит из 26 шифров Цезаря с различными значениями сдвига (26 букв лат.алфавита). Для зашифровывания может использоваться tabula recta (квадрат Виженера). Изначально выбирается слово-ключ и исходный текст. Слово ключ записывается циклически, пока не заполнит всю длину исходного текста. Далее по таблице буквы ключа и исходного текста пересекаются в таблице и образуют зашифрованный текст.

Рис. 4 Шифр Блеза Виженера

9. 9. ШИФР ЛЕСТЕРА ХИЛЛА
Основан на линейной алгебре. Был изобретен в 1929 году.
В таком шифре каждой букве соответствует число (A = 0, B =1 и т.д.). Блок из n-букв рассматривается как n-мерный вектор и умножается на (n х n) матрицу по mod 26. Матрица и является ключом шифра. Для возможности расшифровки она должна быть обратима в Z26n.
Для того, чтобы расшифровать сообщение, необходимо обратить зашифрованный текст обратно в вектор и умножить на обратную матрицу ключа. Для подробной информации – Википедия в помощь.

10. 10. ШИФР ТРИТЕМИУСА
Усовершенствованный шифр Цезаря. При расшифровке легче всего пользоваться формулой:
L= (m+k) modN , L-номер зашифрованной буквы в алфавите, m-порядковый номер буквы шифруемого текста в алфавите, k-число сдвига, N-количество букв в алфавите.
Является частным случаем аффинного шифра.

11. 11. МАСОНСКИЙ ШИФР



12. 12. ШИФР ГРОНСФЕЛЬДА

По своему содержанию этот шифр включает в себя шифр Цезаря и шифр Виженера, однако в шифре Гронсфельда используется числовой ключ. Зашифруем слово “THALAMUS”, используя в качестве ключа число 4123. Вписываем цифры числового ключа по порядку под каждой буквой слова. Цифра под буквой будет указывать на количество позиций, на которые нужно сдвинуть буквы. К примеру вместо Т получится Х и т.д.

T H A L A M U S
4 1 2 3 4 1 2 3

T U V W X Y Z
0 1 2 3 4

В итоге: THALAMUS = XICOENWV

13. 13. ПОРОСЯЧЬЯ ЛАТЫНЬ
Чаще используется как детская забава, особой трудности в дешифровке не вызывает. Обязательно употребление английского языка, латынь здесь ни при чем.
В словах, начинающихся с согласных букв, эти согласные перемещаются назад и добавляется “суффикс” ay. Пример: question = estionquay. Если же слово начинается с гласной, то к концу просто добавляется ay, way, yay или hay (пример: a dog = aay ogday).
В русском языке такой метод тоже используется. Называют его по-разному: “синий язык”, “солёный язык”, “белый язык”, “фиолетовый язык”. Таким образом, в Синем языке после слога, содержащего гласную, добавляется слог с этой же гласной, но с добавлением согласной “с” (т.к. язык синий). Пример:Информация поступает в ядра таламуса = Инсифорсомасацисияся поссотусупасаетсе в ядсяраса тасаласамусусаса.
Довольно увлекательный вариант.

14. 14. КВАДРАТ ПОЛИБИЯ
Подобие цифровой таблицы. Существует несколько методов использования квадрата Полибия. Пример квадрата Полибия: составляем таблицу 5х5 (6х6 в зависимости от количества букв в алфавите).

1 МЕТОД. Вместо каждой буквы в слове используется соответствующая ей буква снизу (A = F, B = G и т.д.). Пример: CIPHER — HOUNIW.
2 МЕТОД. Указываются соответствующие каждой букве цифры из таблицы. Первой пишется цифра по горизонтали, второй — по вертикали. (A = 11, B = 21…). Пример: CIPHER = 31 42 53 32 51 24
3 МЕТОД. Основываясь на предыдущий метод, запишем полученный код слитно. 314253325124. Делаем сдвиг влево на одну позицию. 142533251243. Снова разделяем код попарно.14 25 33 25 12 43. В итоге получаем шифр. Пары цифр соответствуют букве в таблице: QWNWFO.

Шифров великое множество, и вы так же можете придумать свой собственный шифр, однако изобрести стойкий шифр очень сложно, поскольку наука дешифровки с появлением компьютеров шагнула далеко вперед и любой любительский шифр будет взломан специалистами за очень короткое время.

Методы вскрытия одноалфавитных систем (расшифровка)

При своей простоте в реализации одноалфавитные системы шифрования легко уязвимы.
Определим количество различных систем в аффинной системе. Каждый ключ полностью определен парой целых чисел a и b, задающих отображение ax+b. Для а существует j(n) возможных значений, где j(n) — функция Эйлера, возвращающая количество взаимно простых чисел с n, и n значений для b, которые могут быть использованы независимо от a, за исключением тождественного отображения (a=1 b=0), которое мы рассматривать не будем.
Таким образом получается j(n)*n-1 возможных значений, что не так уж и много: при n=33 в качестве a могут быть 20 значений(1, 2, 4, 5, 7, 8, 10, 13, 14, 16, 17, 19, 20, 23, 25, 26, 28, 29, 31, 32), тогда общее число ключей равно 20*33-1=659. Перебор такого количества ключей не составит труда при использовании компьютера.
Но существуют методы упрощающие этот поиск и которые могут быть использованы при анализе более сложных шифров.
Частотный анализ
Одним из таких методов является частотный анализ. Распределение букв в криптотексте сравнивается с распределением букв в алфавите исходного сообщения. Буквы с наибольшей частотой в криптотексте заменяются на букву с наибольшей частотой из алфавита. Вероятность успешного вскрытия повышается с увеличением длины криптотекста.
Существуют множество различных таблиц о распределении букв в том или ином языке, но ни одна из них не содержит окончательной информации — даже порядок букв может отличаться в различных таблицах. Распределение букв очень сильно зависит от типа теста: проза, разговорный язык, технический язык и т.п. В методических указаниях к лабораторной работе приведены частотные характеристики для различных языков, из которых ясно, что буквы буквы I, N, S, E, A (И, Н, С, Е, А) появляются в высокочастотном классе каждого языка.
Простейшая защита против атак, основанных на подсчете частот, обеспечивается в системе омофонов (HOMOPHONES) — однозвучных подстановочных шифров, в которых один символ открытого текста отображается на несколько символов шифротекста, их число пропорционально частоте появления буквы. Шифруя букву исходного сообщения, мы выбираем случайно одну из ее замен. Следовательно простой подсчет частот ничего не дает криптоаналитику. Однако доступна информация о распределении пар и троек букв в различных естественных языках.

В шифрах замены (или шифрах подстановки), в отличие от , элементы текста не меняют свою последовательность, а изменяются сами, т.е. происходит замена исходных букв на другие буквы или символы (один или несколько) по неким правилам.

На этой страничке описаны шифры, в которых замена происходит на буквы или цифры. Когда же замена происходит на какие-то другие не буквенно-цифровые символы, на комбинации символов или рисунки, это называют прямым .

Моноалфавитные шифры

В шифрах с моноалфавитной заменой каждая буква заменяется на одну и только одну другую букву/символ или группу букв/символов. Если в алфавите 33 буквы, значит есть 33 правила замены: на что менять А, на что менять Б и т.д.

Такие шифры довольно легко расшифровать даже без знания ключа. Делается это при помощи частотного анализа зашифрованного текста — надо посчитать, сколько раз каждая буква встречается в тексте, и затем поделить на общее число букв. Получившуюся частоту надо сравнить с эталонной. Самая частая буква для русского языка — это буква О, за ней идёт Е и т.д. Правда, работает частотный анализ на больших литературных текстах. Если текст маленький или очень специфический по используемым словам, то частотность букв будет отличаться от эталонной, и времени на разгадывание придётся потратить больше. Ниже приведена таблица частотности букв (то есть относительной частоты встречаемых в тексте букв) русского языка, рассчитанная на базе НКРЯ .

Использование метода частотного анализа для расшифровки шифрованных сообщений красиво описано во многих литературных произведениях, например, у Артура Конана Дойля в романе « » или у Эдгара По в « ».

Составить кодовую таблицу для шифра моноалфавитной замены легко, но запомнить её довольно сложно и при утере восстановить практически невозможно, поэтому обычно придумывают какие-то правила составления таких кодовых страниц. Ниже приведены самые известные из таких правил.

Случайный код

Как я уже писал выше, в общем случае для шифра замены надо придумать, какую букву на какую надо заменять. Самое простое — взять и случайным образом перемешать буквы алфавита, а потом их выписать под строчкой алфавита. Получится кодовая таблица. Например, вот такая:

Число вариантов таких таблиц для 33 букв русского языка = 33! ≈ 8.683317618811886*10 36 . С точки зрения шифрования коротких сообщений — это самый идеальный вариант: чтобы расшифровать, надо знать кодовую таблицу. Перебрать такое число вариантов невозможно, а если шифровать короткий текст, то и частотный анализ не применишь.

Но для использования в квестах такую кодовую таблицу надо как-то по-красивее преподнести. Разгадывающий должен для начала эту таблицу либо просто найти, либо разгадать некую словесно-буквенную загадку. Например, отгадать или решить .

Ключевое слово

Один из вариантов составления кодовой таблицы — использование ключевого слова. Записываем алфавит, под ним вначале записываем ключевое слово, состоящее из неповторяющихся букв, а затем выписываем оставшиеся буквы. Например, для слова «манускрипт» получим вот такую таблицу:

Как видим, начало таблицы перемешалось, а вот конец остался неперемешенным. Это потому, что самая «старшая» буква в слове «манускрипт» — буква «У», вот после неё и остался неперемешенный «хвост». Буквы в хвосте останутся незакодированными. Можно оставить и так (так как большая часть букв всё же закодирована), а можно взять слово, которое содержит в себе буквы А и Я, тогда перемешаются все буквы, и «хвоста» не будет.

Само же ключевое слово можно предварительно тоже загадать, например при помощи или . Например, вот так:

Разгадав арифметический ребус-рамку и сопоставив буквы и цифры зашифрованного слова, затем нужно будет получившееся слово вписать в кодовую таблицу вместо цифр, а оставшиеся буквы вписать по-порядку. Получится вот такая кодовая таблица:

Атбаш

Изначально шифр использовался для еврейского алфавита, отсюда и название. Слово атбаш (אתבש) составлено из букв «алеф», «тав», «бет» и «шин», то есть первой, последней, второй и предпоследней букв еврейского алфавита. Этим задаётся правило замены: алфавит выписывается по порядку, под ним он же выписывается задом наперёд. Тем самым первая буква кодируется в последнюю, вторая — в предпоследнюю и т.д.

Фраза «ВОЗЬМИ ЕГО В ЭКСЕПШН» превращается при помощи этого шифра в «ЭРЧГТЦ ЪЬР Э ВФНЪПЖС». Онлайн-калькулятор шифра Атбаш

ROT1

Этот шифр известен многим детям. Ключ прост: каждая буква заменяется на следующую за ней в алфавите. Так, A заменяется на Б, Б на В и т.д., а Я заменяется на А. «ROT1» значит «ROTate 1 letter forward through the alphabet» (англ. «поверните/сдвиньте алфавит на одну букву вперед»). Сообщение «Хрюклокотам хрюклокотамит по ночам» станет «Цсялмплпубн цсялмплпубнйу рп опшбн». ROT1 весело использовать, потому что его легко понять даже ребёнку, и легко применять для шифрования. Но его так же легко и расшифровать.

Шифр Цезаря

Шифр Цезаря — один из древнейших шифров. При шифровании каждая буква заменяется другой, отстоящей от неё в алфавите не на одну, а на большее число позиций. Шифр назван в честь римского императора Гая Юлия Цезаря, использовавшего его для секретной переписки. Он использовал сдвиг на три буквы (ROT3). Шифрование для русского алфавита многие предлагают делать с использованием такого сдвига:

Я всё же считаю, что в русском языке 33 буквы, поэтому предлагаю вот такую кодовую таблицу:

Интересно, что в этом варианте в алфавите замены читается фраза «где ёж?»:)

Но сдвиг ведь можно делать на произвольное число букв — от 1 до 33. Поэтому для удобства можно сделать диск, состоящий из двух колец, вращающихся относительно друг друга на одной оси, и написать на кольцах в секторах буквы алфавита. Тогда можно будет иметь под рукой ключ для кода Цезаря с любым смещением. А можно совместить на таком диске шифр Цезаря с атбашем, и получится что-то вроде этого:

Собственно, поэтому такие шифры и называются ROT — от английского слова «rotate» — «вращать».

ROT5

В этом варианте кодируются только цифры, остальной текст остаётся без изменений. Производится 5 замен, поэтому и ROT5: 0↔5, 1↔6, 2↔7, 3↔8, 4↔9.

ROT13

ROT13 — это вариация шифра Цезаря для латинского алфавита со сдвигом на 13 символов. Его часто применяют в интернете в англоязычных форумах как средство для сокрытия спойлеров, основных мыслей, решений загадок и оскорбительных материалов от случайного взгляда.

Латинский алфавит из 26 букв делится на две части. Вторая половина записывается под первой. При кодировании буквы из верхней половины заменяются на буквы из нижней половины и наоборот.

ROT18

Всё просто. ROT18 — это комбинация ROT5 и ROT13:)

ROT47

Существует более полный вариант этого шифра — ROT47. Вместо использования алфавитной последовательности A–Z, ROT47 использует больший набор символов, почти все отображаемые символы из первой половины ASCII -таблицы. При помощи этого шифра можно легко кодировать url, e-mail, и будет непонятно, что это именно url и e-mail:)

Например, ссылка на этот текст зашифруется вот так: 9EEAi^^[email protected]]CF^82>6D^BF6DE^4CJAE^4:A96C^K2>[email protected] Только опытный разгадывальщик по повторяющимся в начале текста двойкам символов сможет додуматься, что 9EEAi^^ может означать HTTP:⁄⁄ .

Квадрат Полибия

Полибий — греческий историк, полководец и государственный деятель, живший в III веке до н.э. Он предложил оригинальный код простой замены, который стал известен как «квадрат Полибия» (англ. Polybius square) или шахматная доска Полибия. Данный вид кодирования изначально применялся для греческого алфавита, но затем был распространен на другие языки. Буквы алфавита вписываются в квадрат или подходящий прямоугольник. Если букв для квадрата больше, то их можно объединять в одной ячейке.

Такую таблицу можно использовать как в шифре Цезаря. Для шифрования на квадрате находим букву текста и вставляем в шифровку нижнюю от неё в том же столбце. Если буква в нижней строке, то берём верхнюю из того же столбца. Для кириллицы можно использовать таблицу РОТ11 (аналог шифра Цезаря со сдвигом на 11 символов):

Буквы первой строки кодируются в буквы второй, второй — в третью, а третьей — в первую.

Но лучше, конечно, использовать «фишку» квадрата Полибия — координаты букв:

    Под каждой буквой кодируемого текста записываем в столбик две координаты (верхнюю и боковую). Получится две строки. Затем выписываем эти две строки в одну строку, разбиваем её на пары цифр и используя эти пары как координаты, вновь кодируем по квадрату Полибия.

    Можно усложнить. Исходные координаты выписываем в строку без разбиений на пары, сдвигаем на нечётное количество шагов, разбиваем полученное на пары и вновь кодируем.

Квадрат Полибия можно создавать и с использованием кодового слова. Сначала в таблицу вписывается кодовое слово, затем остальные буквы. Кодовое слово при этом не должно содержать повторяющихся букв.

Вариант шифра Полибия используют в тюрьмах, выстукивая координаты букв — сначала номер строки, потом номер буквы в строке.

Стихотворный шифр

Этот метод шифрования похож на шифр Полибия, только в качестве ключа используется не алфавит, а стихотворение, которое вписывается построчно в квадрат заданного размера (например, 10×10). Если строка не входит, то её «хвост» обрезается. Далее полученный квадрат используется для кодирования текста побуквенно двумя координатами, как в квадрате Полибия. Ну чем не шифр? Самый что ни на есть шифр замены. В качестве кодовой таблицы выступает клавиатура.

Таблица перекодировки выглядит вот так:

Литорея

Литорея (от лат. littera — буква) — тайнописание, род шифрованного письма, употреблявшегося в древнерусской рукописной литературе. Известна литорея двух родов: простая и мудрая. Простая, иначе называемая тарабарской грамотой, заключается в следующем. Если «е» и «ё» считать за одну букву, то в русском алфавите остаётся тридцать две буквы, которые можно записать в два ряда — по шестнадцать букв в каждом:

Получится русский аналог шифра ROT13 — РОТ16 🙂 При шифровке верхнюю букву меняют на нижнюю, а нижнюю — на верхнюю. Ещё более простой вариант литореи — оставляют только двадцать согласных букв:

Получается шифр РОТ10 . При шифровании меняют только согласные, а гласные и остальные, не попавшие в таблицу, оставляют как есть. Получается что-то типа «словарь → лсошамь» и т.п.

Мудрая литорея предполагает более сложные правила подстановки. В разных дошедших до нас вариантах используются подстановки целых групп букв, а также числовые комбинации: каждой согласной букве ставится в соответствие число, а потом совершаются арифметические действия над получившейся последовательностью чисел.

Шифрование биграммами

Шифр Плейфера

Шифр Плейфера — ручная симметричная техника шифрования, в которой впервые использована замена биграмм. Изобретена в 1854 году Чарльзом Уитстоном. Шифр предусматривает шифрование пар символов (биграмм), вместо одиночных символов, как в шифре подстановки и в более сложных системах шифрования Виженера. Таким образом, шифр Плейфера более устойчив к взлому по сравнению с шифром простой замены, так как затрудняется частотный анализ.

Шифр Плейфера использует таблицу 5х5 (для латинского алфавита, для русского алфавита необходимо увеличить размер таблицы до 6х6), содержащую ключевое слово или фразу. Для создания таблицы и использования шифра достаточно запомнить ключевое слово и четыре простых правила. Чтобы составить ключевую таблицу, в первую очередь нужно заполнить пустые ячейки таблицы буквами ключевого слова (не записывая повторяющиеся символы), потом заполнить оставшиеся ячейки таблицы символами алфавита, не встречающимися в ключевом слове, по порядку (в английских текстах обычно опускается символ «Q», чтобы уменьшить алфавит, в других версиях «I» и «J» объединяются в одну ячейку). Ключевое слово и последующие буквы алфавита можно вносить в таблицу построчно слева-направо, бустрофедоном или по спирали из левого верхнего угла к центру. Ключевое слово, дополненное алфавитом, составляет матрицу 5х5 и является ключом шифра.

Для того, чтобы зашифровать сообщение, необходимо разбить его на биграммы (группы из двух символов), например «Hello World» становится «HE LL OW OR LD», и отыскать эти биграммы в таблице. Два символа биграммы соответствуют углам прямоугольника в ключевой таблице. Определяем положения углов этого прямоугольника относительно друг друга. Затем руководствуясь следующими 4 правилами зашифровываем пары символов исходного текста:

    1) Если два символа биграммы совпадают, добавляем после первого символа «Х», зашифровываем новую пару символов и продолжаем. В некоторых вариантах шифра Плейфера вместо «Х» используется «Q».

    2) Если символы биграммы исходного текста встречаются в одной строке, то эти символы замещаются на символы, расположенные в ближайших столбцах справа от соответствующих символов. Если символ является последним в строке, то он заменяется на первый символ этой же строки.

    3) Если символы биграммы исходного текста встречаются в одном столбце, то они преобразуются в символы того же столбца, находящимися непосредственно под ними. Если символ является нижним в столбце, то он заменяется на первый символ этого же столбца.

    4) Если символы биграммы исходного текста находятся в разных столбцах и разных строках, то они заменяются на символы, находящиеся в тех же строках, но соответствующие другим углам прямоугольника.

Для расшифровки необходимо использовать инверсию этих четырёх правил, откидывая символы «Х» (или «Q») , если они не несут смысла в исходном сообщении.

Рассмотрим пример составления шифра. Используем ключ «Playfair example», тогда матрица примет вид:

Зашифруем сообщение «Hide the gold in the tree stump». Разбиваем его на пары, не забывая про правило . Получаем: «HI DE TH EG OL DI NT HE TR EX ES TU MP». Далее применяем правила -:

    1. Биграмма HI формирует прямоугольник, заменяем её на BM.

    2. Биграмма DE расположена в одном столбце, заменяем её на ND.

    3. Биграмма TH формирует прямоугольник, заменяем её на ZB.

    4. Биграмма EG формирует прямоугольник, заменяем её на XD.

    5. Биграмма OL формирует прямоугольник, заменяем её на KY.

    6. Биграмма DI формирует прямоугольник, заменяем её на BE.

    7. Биграмма NT формирует прямоугольник, заменяем её на JV.

    8. Биграмма HE формирует прямоугольник, заменяем её на DM.

    9. Биграмма TR формирует прямоугольник, заменяем её на UI.

    10. Биграмма EX находится в одной строке, заменяем её на XM.

    11. Биграмма ES формирует прямоугольник, заменяем её на MN.

    12. Биграмма TU находится в одной строке, заменяем её на UV.

    13. Биграмма MP формирует прямоугольник, заменяем её на IF.

Получаем зашифрованный текст «BM ND ZB XD KY BE JV DM UI XM MN UV IF». Таким образом сообщение «Hide the gold in the tree stump» преобразуется в «BMNDZBXDKYBEJVDMUIXMMNUVIF».

Двойной квадрат Уитстона

Чарльз Уитстон разработал не только шифр Плейфера, но и другой метод шифрования биграммами, который называют «двойным квадратом». Шифр использует сразу две таблицы, размещенные по одной горизонтали, а шифрование идет биграммами, как в шифре Плейфера.

Имеется две таблицы со случайно расположенными в них русскими алфавитами.

Перед шифрованием исходное сообщение разбивают на биграммы. Каждая биграмма шифруется отдельно. Первую букву биграммы находят в левой таблице, а вторую букву — в правой таблице. Затем мысленно строят прямоугольник так, чтобы буквы биграммы лежали в его противоположных вершинах. Другие две вершины этого прямоугольника дают буквы биграммы шифртекста. Предположим, что шифруется биграмма исходного текста ИЛ. Буква И находится в столбце 1 и строке 2 левой таблицы. Буква Л находится в столбце 5 и строке 4 правой таблицы. Это означает, что прямоугольник образован строками 2 и 4, а также столбцами 1 левой таблицы и 5 правой таблицы. Следовательно, в биграмму шифртекста входят буква О, расположенная в столбце 5 и строке 2 правой таблицы, и буква В, расположенная в столбце 1 и строке 4 левой таблицы, т.е. получаем биграмму шифртекста ОВ.

Если обе буквы биграммы сообщения лежат в одной строке, то и буквы шифртекста берут из этой же строки. Первую букву биграммы шифртекста берут из левой таблицы в столбце, соответствующем второй букве биграммы сообщения. Вторая же буква биграммы шифртекста берется из правой таблицы в столбце, соответствующем первой букве биграммы сообщения. Поэтому биграмма сообщения ТО превращается в биграмму шифртекста ЖБ. Аналогичным образом шифруются все биграммы сообщения:

Сообщение ПР ИЛ ЕТ АЮ _Ш ЕС ТО ГО

Шифртекст ПЕ ОВ ЩН ФМ ЕШ РФ БЖ ДЦ

Шифрование методом «двойного квадрата» дает весьма устойчивый к вскрытию и простой в применении шифр. Взламывание шифртекста «двойного квадрата» требует больших усилий, при этом длина сообщения должна быть не менее тридцати строк, а без компьютера вообще не реально.

Полиалфавитные шифры

Шифр Виженера

Естественным развитием шифра Цезаря стал шифр Виженера. В отличие от моноалфавитных это уже полиалфавитный шифр. Шифр Виженера состоит из последовательности нескольких шифров Цезаря с различными значениями сдвига. Для зашифровывания может использоваться таблица алфавитов, называемая «tabula recta» или «квадрат (таблица) Виженера». На каждом этапе шифрования используются различные алфавиты, выбираемые в зависимости от буквы ключевого слова.

Для латиницы таблица Виженера может выглядеть вот так:

Для русского алфавита вот так:

Легко заметить, что строки этой таблицы — это ROT-шифры с последовательно увеличивающимся сдвигом.

Шифруют так: под строкой с исходным текстом во вторую строку циклически записывают ключевое слово до тех пор, пока не заполнится вся строка. У каждой буквы исходного текста снизу имеем свою букву ключа. Далее в таблице находим кодируемую букву текста в верхней строке, а букву кодового слова слева. На пересечении столбца с исходной буквой и строки с кодовой буквой будет находиться искомая шифрованная буква текста.

Важным эффектом, достигаемым при использовании полиалфавитного шифра типа шифра Виженера, является маскировка частот появления тех или иных букв в тексте, чего лишены шифры простой замены. Поэтому к такому шифру применить частотный анализ уже не получится.

Для шифрования шифром Виженера можно воспользоваться Онлайн-калькулятором шифра Виженера . Для различных вариантов шифра Виженера со сдвигом вправо или влево, а также с заменой букв на числа можно использовать приведённые ниже таблицы:

Шифр Гронсвельда

Книжный шифр

Если же в качестве ключа использовать целую книгу (например, словарь), то можно зашифровывать не отдельные буквы, а целые слова и даже фразы. Тогда координатами слова будут номер страницы, номер строки и номер слова в строке. На каждое слово получится три числа. Можно также использовать внутреннюю нотацию книги — главы, абзацы и т.п. Например, в качестве кодовой книги удобно использовать Библию, ведь там есть четкое разделение на главы, и каждый стих имеет свою маркировку, что позволяет легко найти нужную строку текста. Правда, в Библии нет современных слов типа «компьютер» и «интернет», поэтому для современных фраз лучше, конечно, использовать энциклопедический или толковый словарь.

Это были шифры замены, в которых буквы заменяются на другие. А ещё бывают , в которых буквы не заменяются, а перемешиваются между собой.

Моих воспоминаний с детских лет + воображения хватило ровно на один квест: десяток заданий, которые не дублируются.
Но детям забава понравилась, они просили еще квесты и пришлось лезть в инет.
В этой статье не будет описания сценария, легенд, оформления. Но будет 13 шифров, чтобы закодировать задания к квесту.

Шифр №1. Картинка

Рисунок или фото, которое напрямую указывает место, где спрятана следующая подсказка, или намек на него: веник +розетка = пылесос
Усложнение: сделайте паззл, разрезав фото на несколько частей.

Шифр 2. Чехарда.

Поменяйте в слове буквы местами: ДИВАН = НИДАВ

Шифр 3. Греческий алфавит.

Закодируйте послание буквами греческого алфавита, а детям выдайте ключ:

Шифр 4. Наоборот.

Пишете задание задом наперед:

  • каждое слово:
    Етищи далк доп йонсос
  • или все предложение, или даже абзац:
    етсем морком момас в — акзаксдоп яащюуделС. итуп монрев ан ыВ

Шифр 5. Зеркально.

(когда я делала квест своим детям, то в самом начале выдала им «волшебный мешочек»: там был ключ к «греческому алфавиту», зеркало, «окошки», ручки и листы бумаги, и еще всякая ненужная всячина для запутывания. Находя очередную загадку, они должны были сами сообразить, что из мешочка поможет найти отгадку)

Шифр 6. Ребус.

Слово кодируется в картинках:

Шифр 7. Следующая буква.

Пишем слово, заменяя все буквы в нем на следующие по алфавиту (тогда Я заменяется на А, по кругу). Или предыдущие, или следующие через 5 букв:).

ШКАФ = ЩЛБХ

Шифр 8. Классика в помощь.

Я брала стихотворение (и говорила детям, какое именно) и шифр из 2х цифр: № строки № буквы в строке.

Пример:

Пушкин «Зимний вечер»

Буря мглою небо кроет,
Вихри снежные крутя;
То, как зверь, она завоет,
То заплачет, как дитя,
То по кровле обветшалой
Вдруг соломой зашумит,
То, как путник запоздалый,
К нам в окошко застучит.

21 44 36 32 82 82 44 33 12 23 82 28

прочитали, где подсказка? 🙂

Шифр 9. Темница.

В решетку 3х3 вписываете буквы:

Тогда слово ОКНО шифруется так:

Шифр 10. Лабиринт.

Моим детям такой шифр пришелся по душе, он непохож на остальные, потому что не столько для мозгов, сколько на внимание.

Итак:

на длинную нитку/веревку цепляете буквы по порядку, как они идут в слове. Затем веревку растягиваете, закручиваете и всячески запутываете между опорами (деревьями, ножками итд). Пройдя по нитке, как по лабиринту, от 1й буквы до последней, дети узнают слово-подсказку.

А представьте, если обмотать таким образом одного из взрослых гостей!
Дети читают — Следующая подсказка на дяде Васе.
И бегут ощупывать дядю Васю. Эх, если он еще и щекотки боится, то весело будет всем!

Шифр 11. Невидимые чернила.

Восковой свечкой пишете слово. Если закрасить лист акварелью, то его можно будет прочитать.
(есть и другие невидимые чернила.. молоко, лимон, еще что-то.. Но у меня в доме оказалась только свечка:))

Шифр 12. Белиберда.

Гласные буквы остаются без изменений, а согласные меняются, согласно ключу.
например:
ОВЕКЬ ЩОМОЗКО
читается как — ОЧЕНЬ ХОЛОДНО, если знать ключ:
Д Л Х Н Ч
З М Щ К В

Шифр 13. Окошки.

Детям понравилось неимоверно! Они потом этими окошками весь день друг другу послания шифровали.
Итак: на одном листе вырезаем окошки, столько, сколько букв в слове. Это трафарет, его прикладываем к чистому листу и «в окошках» пишем слово-подсказку. Затем трафарет убираем и на оставшемся чистом месте листа пишем много разных других ненужных букв. Прочитать шифр можно, если приложить трафарет с окошками.
Дети сначала впали в ступор, когда нашли лист, испещренный буквами. Потом крутили туда-сюда трафарет, его же нужно еще правильной стороной приложить!

Шифр 14. Карта, Билли!

Нарисуйте карту и отметьте (Х) место с кладом.
Когда я делала своим квест первый раз, то решила что карта — это им очень просто, поэтому нужно ее сделать загадочней (потом выяснилось, что детям хватило бы и просто карты, чтобы запутаться и бежать в противоположном направлении)…

Это схема нашей улицы. Подсказки здесь — номера домов (чтоб понять, что это вообще наша улица) и хаски. Такая собака живет у соседа напротив.
Дети не сразу узнали местность, задавали мне наводящие вопросы..
Тогда в квесте участвовало 14 детей, поэтому я их обьединила в 3 команды. У них было 3 варианта этой карты и на каждом помечено свое место. В итоге, каждая команда нашла по одному слову:
«ПОКАЖИТЕ» «СКАЗКУ» «РЕПКА»
Это было следующее задание:). После него остались уморительные фото!
На 9ти летие сына не было времени выдумывать квест и я его купила на сайте MasterFuns .. На свой страх и риск, потому что описание там не очень.
Но нам с детьми понравилось, потому что:

  1. недорого (аналог где-то 4х долларов за комплект)
  2. быстро (заплатила — скачала-распечатала — на все про все минут 15-20)
  3. заданий много, с запасом. Ихотя мне не все загадки понравились, но там было из чего выбрать, и можно было вписать свое задание
  4. все оформлено в одном, монстерском, стиле и это придает празднику эффект. Помимо самих заданий к квесту, в комплект входят: открытка, флажки, украшения для стола, приглашения гостям. И все -в монстрах! 🙂
  5. помимо 9ти летнего именинника и его друзей, у меня есть еще 5тилетняя дочка. Задания ей не по силам, но для нее и подружки тоже нашлось развлечение — 2 игры с монстрами, которые тоже были в наборе. Фух, в итоге — все довольны!

Шифр замены букв цифрами

Шифр простой замены, простой подстановочный шифр, моноалфавитный шифр — класс методов шифрования, которые сводятся к созданию по определённому алгоритму таблицы шифрования, в которой для каждой буквы открытого текста существует единственная сопоставленная ей буква шифр-текста. Само шифрование заключается в замене букв согласно таблице. Для расшифровки достаточно иметь ту же таблицу, либо знать алгоритм, по которому она генерируется.

К шифрам простой замены относятся многие способы шифрования, возникшие в древности или средневековье, как, например, Атбаш (также читается как этбаш) или шифр Цезаря. Для вскрытия подобных шифров используется частотный криптоанализ.

Является частным случаем шифра подстановки.

Отметим, что шифр простой замены не всегда подразумевает замену буквы на какую-то другую букву. Допускается использовать замену буквы на число. К примеру представим некий шифр-алфавит: А — 33; Б — 17; В — 8; Г — 16; Д — 2; Е — 15; Ё — 14; Ж — 13; З — 12; И — 98; Й — 10; К — 97; Л — 96; М — 24; Н — 0; О — 11; П — 5; Р — 25; С — 7; Т — 3; У — 64; Ф — 26; Х — 66; Ц — 69; Ч — 4; Ш — 6; Щ — 36; Ь — 21; Ъ — 22; Ы — 23; Э — 37; Ю — 39; Я — 18.

В данном шифре применяются числа, заменяющие буквы. Никакой логики в этих числах нет. Такой простой шифр можно расшифровать, только имея таблицу шифров.

Шифр простой подстановки, где каждая буква заменяется своим порядковым номером в алфавите.

Ниже калькулятор, который позволяет зашифровать/расшифровать текст, используя шифр A1Z26. Шифр простой подстановки, где каждая буква заменяется своим порядковым номером в алфавите.
Все буквы приводятся к нижнему регистру, зашифровывается/расшифровывается русский алфавит, все не-алфавитные символы не преобразуются. При расшифровке учтите, что числа (от 1 до 33) должны быть отделены друг от друга (чертой, пробелом или неважно чем). Для зашифровки/расшифровки с использованием английского алфавита переключите язык сайта на английский.

Шифр Цезаря— сдвиг по алфавиту на N букв вперед (В классическом варианте сдвиг на 3 буквы вперёд)

Шифр Гронфельда — шифр замены, использующий число в качестве ключа для текста.

Под буквами письма, излагаемого шифром, подписываются по порядку цифры секретного числа одна за другою так, чтобы под каждой буквой стояла цифра; затем в письме вместо обыкновенных букв ставят другие буквы, отстоящие в общепринятой азбуке от первых на столько букв, сколько единиц в числе, обозначенном соответствующей цифрой.

Древней Греции (П в. до н. э.) был известен шифр, называемый «квадрат Полибия». Это устройство представляло собой квадрат 5×5, столбцы и строки которого нумеровали цифрами от 1 до 5. В каждую клетку этого квадрата записывалась одна буква. (В греческом варианте одна клетка оставалась пустой, в латинском — в одну клетку помещали две буквы i и j.) В результате каждой букве отвечала пара чисел и шифрованное сообщение превращалось в последовательность пар чисел.

Например: 13 34 22 24 44 34 15 42 22 34 43 45 32

(Cogito ergo sum)

Это сообщение записано при использовании латинского варианта «квадрата Полибия «, в котором буквы расположены в алфавитном порядке.

Этот шифр удобнее всего представлять себе как шифр Цезаря с перемен­ной величиной сдвига. Чтобы знать, на сколь­ко сдвигать очередную букву открытого тек­ста, заранее договариваются о способе запоми­нания сдвигов. Сам Виженер предлагал запо­минать ключевое слово, величину сдвига. Существует алгоритм шифрования по таблице Виженера:

  • 1-я строка — фраза для шифрования;
  • 2-я строка — номера букв фразы для шифрования в русском алфавите;
  • 3-я строка — ключевое слово с длиной равной длине фразы;
  • 4-я строка — номера букв ключевого слова в алфавите;
  • 5-я строка — сумма номеров 2-й и 4-й строк в соответствующих столбцах;
  • 6-я строка — результат «вычитания полного оборота» 33 буквы;
  • 7-я строка — зашифрованная фраза.

Дешифровка осуществляется по обратному алгоритму, с учётом того, что 5-я строка — разность 2-й и 4-й строки. Если число 2-й строки меньше числа 4-й строки, считаем так: 33 + число 2-й строки – число 4-й строки.

А-1 Б-2 В-3 Г-4 Д-5 Е-6 Ё-7 Ж-8 З-9 И-10 Й-11 К-12 Л-13 М-14 Н-15 О-16 П-17 Р- 18 С-19 Т- 20 У-21 Ф-22 Х-23 Ц- 24 Ч-25 Ш- 26 Щ-27 Ъ- 28 Ы-29 Ь-30 Э-31 Ю-32 Я-33

Шифр Атбаш — Шифр простой замены, использованный для еврейского алфавита и получивший оттуда свое название. Шифрование происходит заменой первой буквы алфавита на последнюю, второй на предпоследнюю.

Для английского алфавита:

Исходный алфавит: A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

Алфавит замены : Z Y X W V U T S R Q P O N M L K J I H G F E D C B A

Для русского алфавита:

Исходный алфавит: А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ь Ы Ъ Э Ю Я

Алфавит замены: Я Ю Э Ъ Ы Ь Щ Ш Ч Ц Х Ф У Т С Р П О Н М Л К Й И З Ж Ё Е Д Г В Б А

Шифрование прогноза погоды во время войны

Ко Дню шифровальщика и 75-летию Победы в Великой Отечественной войне организаторы олимпиады «Готов к жизни в умном городе!» подготовили задачу про шифры.

Напоминаем, что до 12 мая проходит 2 этап пригласительного тура для учеников 2-8 классов школ Москвы, из которого и взята данная задача. Решение задачи про шифры и остальных вопросов олимпиады смотрите на видеоразборе 13 мая.

А с 14 по 28 мая пройдет основной тур олимпиады, на который приглашаются все желающие, вне зависимости от участия в пригласительном туре.

С приходом войны радикально поменялись требования к работе метеорологов. Точные и своевременные прогнозы погоды были крайне важны для всех уровней командования действующей армии и флота. Для организации работы в самом начале войны создаётся Главное управление гидрометеослужбы (15 июля 1941 года).

В ходе сбора данных с разнесённых по всей территории страны постов метеонаблюдения, а также рассылки метеосводок и долгосрочных прогнозов многочисленным адресатам через каналы связи проходил огромный объём информации. В отличие от мирного времени эту информацию уже нельзя было передавать в открытом виде. Исключения иногда делались только для штормовых предупреждений. Одной из ярких иллюстраций важности метеоданных для врага может служить история захвата в 1944 году одной из заполярных метеостанций немецким десантом, высадившимся с двух подводных лодок.  Его целью было получить таблицы кода «Полюс», применявшегося для шифрования данных метеонаблюдений (https://vk.com/kfront2019?w=wall-175797165_37). С другой стороны, криптографы советского военно-морского флота обеспечили сбор метеоданных и прогнозов из сетей связи сопредельных стран, что значительно повышало эффективность боевого применения авиации и кораблей. 

Рис 1. Фрагмент кода «Полюс»,  1944 год

Шифрование метеоданных проводилось не только при передаче по радиоканалам, подслушивание которых противник мог вести даже на большом удалении, но и при использовании проводных телефонных и телеграфных линий связи.

Первым, но не единственным эшелоном защиты были так называемые переговорные таблицы, широко использовавшиеся в тактическом звене для скрытого управления войсками. Бланк одной из таких таблиц — «Переговорная гидрометеорологическая таблица (ПГМТ)», — применявшейся с 1942 года, приведён на фотографии архивного документа (рис. 2). В её клетках записаны буквы, цифры, а также некоторые часто используемые в сводках слова и словосочетания. 

Рис. 2. Таблица ПГМТ, 1943 год

Указать на нужную клетку, как и обычно, можно сообщив, в какой строке и каком столбце она расположена. Пустые клетки, являющиеся заголовками строк и столбцов, перед использованием заполнялись парами цифр. Эти пары, называемые ключом, рассылались всем абонентам сети заранее и потом регулярно изменялись. Пример расписания ключей приведён на следующей фотографии (рис.3).

Рис. 3. Расписание ключей ПГМТ, 1942 год.

В этой задаче олимпиады будем считать, что для заголовков использовались только по одной паре цифр (т. е. берём из ключа только по десять первых пар для заголовков горизонталей и вертикалей), хотя на самом деле способ заполнения был несколько сложнее.

Для зашифрования текста каждый его элемент (буква, слово) заменяется на четыре цифры, соответствующие заголовкам строки и столбца. Таким образом, длительной подготовки для использования ПГМТ от метеоролога не требовалось, а зашифрование/расшифрование сводки происходило достаточно быстро. 

Попробуйте расшифровать метеосводку, если известно, что использовался один из ключей на рис. 3.

5008 0338 5049 9080 3749 9049 1049 1038 8540 5849 1038 9080 1380 9090 9080 1340 9080 3740 1305 5880 5090 9075 1375 5040 1080 5840 8505 9008 8508 5840 0349 1308 8540 8580 9090 5040 1080 4040 1305 9075 1375 4040 1080 5040 8505 9008 1040 1080 5049 8508 

Вопросы

1. Какой фактор сильнее всего затруднял составление точных прогнозов погоды в период Великой Отечественной войны?

а) большое число пунктов сбора метеоданных на своей территории, предоставлявших по несколько сводок ежесуточно

б) задержки из-за времени, требовавшегося для расшифрования поступавших телеграмм с данными метеонаблюдений

в) отсутствие своих пунктов метеонаблюдений на зафронтовой территории 

г) шифрование противником своих рассылаемых прогнозов погоды 

2. Как вы думаете, передача по радио метеосводок, зашифрованных только с использованием ПГМТ, была

а. разрешена

б. запрещена

3. Какой ключ из расписания использовался?

а) с 1 по 10.10.1942 

б) с 11 по 20.20.1942 

в) с 21 по 31.10.1942 

4. Какая максимальная температура воздуха прогнозировалась в этой сводке?

Для иллюстраций использованы копии рассекреченных архивных документов Центрального архива МО РФ, размещённые на портале «Память народа». Задание составлено при участии НКО Фонд содействия развитию безопасных информационных технологий в рамках проекта «Криптографический фронт Великой Отечественной».

Цифры и криптоанализ — Лабораторная работа

Лабораторная работа № 1

ШИФРЫ И КРИПТОАНАЛИЗ

Цель работы: изучение подстановочного шифра и метода частотного криптоанализа.

Подстановочные криптограммы – наиболее простой тип криптограмм. Каждой букве алфавита сопоставляют определенный символ (чаще тоже букву). Расшифровка основывается на различной частотности употребляемых букв любого из алфавитов.

Используется метод частотного анализа, базирующийся на частоте появления зашифрованных знаков. Так, в английском алфавите самая распространенная буква «е» (см.Артур Конан Дойль «Пляшущие человечки»),  в русском – буква «о» с относительной частотой 0,09 (9 букв О на каждые 100). При этом наибольшую относительную частоту имеет пробел (0, 175). В немецком языке, к примеру, частотность пробела заметно ниже – в силу приверженности к длинным составным  словам, достигающих иногда 50-60 знаков

Шифр Цезаря один из наиболее древнейших известных шифров. Схема шифрования очень проста — используется сдвиг буквы алфавита на фиксированное число позиций. Используемое преобразование обычно обозначают как ROTN, где N — сдвиг, ROT — сокращение от слова ROTATE, в данном случае «циклический сдвиг».

Алфавит действительно зацикливается, то есть буквы в конце алфавита преобразуются в буквы начала алфавита. Например, обозначение ROT5 обозначает сдвиг на 5 позиций, то есть, «А» превращается в «Е», «В» в «Ж», и так далее, и в конце «Ю» превращается в «Г», а «Я» — в «Д».

Для русского языка возможно 32 разных преобразования (преобразования ROT0 и ROT33 сохраняют исходный текст, а дальше начинаются уже повторения). В связи с этим шифр является крайне слабым и исходный текст можно восстановить просто проверив все возможные преобразования.

Задание 1. Зашифровать текст с помощью подстановочного шифра Цезаря. Задание по варианту 5 (k=5):

Исходный текст: Полотенце попало в болото

Шифр Цезаря для ROT 5

A

Б

В

Г

Д

Е

Ж

З

И

Й

К

Л

М

Н

О

П

Р

С

Т

У

Ф

Х

Ц

Ч

Ш

Щ

Ъ

Ы

Ь

Э

Ю

Я

Е

Ж

З

И

Й

К

Л

М

Н

О

П

Р

С

Т

У

Ф

Х

Ц

Ч

Ш

Щ

Ъ

Ы

Ь

Э

Ю

Я

А

Б

В

Г

Д

Зашифруем текст:

П(ф)О(у)Л(р)О(у)Т(ч)Е(к)Н(т)Ц(ы)Е(к) П(ф)О(у)П(ф)А(е)Л(р)О(у) В(з) Б(ж)О(у)Л(р)О(у)Т(ч)О(у)

Получаем: Фуручктык фуферу з журучу

Задание 2. Расшифровать заданный преподавателем текст, зашифрованный шифром Цезаря.

Задание по варианту 5 (К=5):

Дан зашифрованный шифром Цезаря текст:

Т БВРЭФРАВЭЛЕ ЪАЩЯВЮУАРДЩЖХЪШЕ БШБВХЬРЕ ШБЯЮЫМЧГХВБП ЮФШЭ Ш ВЮВ ЦХ ЪЫОЗФЫПИШДАЮТРЭШПШФЫПАРБИШДАЮТЪШ

По условию, взломщик (студент) знает, что использовался шифр Цезаря, но не знает значение сдвига. Взлом шифра не является сложным. Существует не так много вариантов значений, все они могут быть проверены по первым 3-4 буквам.

При сдвиге ROT16  обнаружился связный текст, причем на заданную тему

A

Б

В

Г

Д

Е

Ж

З

И

Й

К

Л

М

Н

О

П

Р

С

Т

У

Ф

Х

Ц

Ч

Ш

Щ

Ъ

Ы

Ь

Э

Ю

Я

Р

С

Т

У

Ф

Х

Ц

Ч

Ш

Щ

Ъ

Ы

Ь

Э

Ю

Я

A

Б

В

Г

Д

Е

Ж

З

И

Й

К

Л

М

Н

О

П

Т (В) БВРЭФРАВЭЛЕ  (стандартных) ЪАЩЯВЮУАРДЩЖХЪШЕ (криптографических) БШБВХЬРЕ (системах) ШБЯЮЫМЧГХВБП (используется) ЮФШЭ (один) Ш (и)    ВЮВ ( тот) ЦХ (же) ЪЫОЗ (ключ) ФЫП (для) ИШДАЮТРЭШП (шифрования)  Ш(и) ФЫП(для) АРБИШДАЮТЪШ (расшифровки).

Получаем: «В стандартных криптографических системах используется один и тот же ключ для шифрования и расшифровки»

Задание 3. Зашифровать текст с помощью подстановочного шифра Цезаря и расшифровать его с помощью частотного анализа.

Нигилистический шифр | Полиалфавитные шифры замены

Нигилистический шифр

Полиалфавитный шифр замены

Впервые использован в восьмидесятых годах девятнадцатого века в России нигилистическими организациями.

Использование

Шифр ​​назван в честь нигилистического движения, которое боролось против царизма в России и нападало на царских чиновников в девятнадцатом веке. Они убили царя Александра II в удачном покушении 1881 года.

Первоначальный алгоритм был не очень надежным, но есть некоторые модификации, обеспечивающие гораздо большую безопасность. Одним из шифров, принадлежащих к семейству нигилистических шифров, является шифр VIC.

Алгоритм

Алгоритм нигилистического шифра использует матрицу, называемую квадратом Полибия. Он состоит из 5 строк и 5 столбцов и заполнен всеми латинскими буквами (есть 26 латинских букв, поэтому обычно буквы i и j рассматриваются как один символ).

Порядок букв в таблице зависит от секретного слова, которое используется двумя взаимодействующими сторонами. Чтобы определить порядок букв, нужно удалить повторяющиеся буквы секретного слова, а затем внести остальные буквы в таблицу. Обычно буквы пишутся, начиная с крайней левой ячейки и двигаясь вправо, ряд за рядом. Однако стороны могут договориться о другом порядке. Остальные пустые ячейки заполняются остальными буквами, не содержащимися в секретном слове.Обычно стороны используют алфавитный порядок.

И строки, и столбцы таблицы пронумерованы от 1 до 5.

Например, если в качестве секретного слова использовать полное имя царя Александра II, убитого нигилистами (Александр II Николаевич), то таблица может быть записана следующим образом:

  1 2 3 4 5
1 и л и к с
2 п д р и или
3 против в ч б ф
4 г м р к т
5 и с х г г

Каждая буква секретного ключа и каждая буква данного сообщения заменяется на двузначное число, определяемое цифрами строк и столбцов.Секретный ключ обычно отличается от секретного слова, использованного для создания таблицы на предыдущем шаге. Секретный ключ используется при шифровании всей связи. И секретный ключ (используемый для создания таблицы), и секретный ключ (используемый для шифрования всех сообщений) должны совместно использоваться взаимодействующими сторонами.

При шифровании необходимо последовательно добавлять все числа, созданные из букв открытого текста, к числам, созданным из букв секретного ключа.Результатами могут быть двузначные или трехзначные числа. Созданный зашифрованный текст может содержать последовательность чисел или полученные числа можно преобразовать в буквы с помощью той же таблицы и обратного преобразования.

Например, шаги при шифровании предложения Acta est fabula с использованием секретного ключевого слова Vivere и определенного выше квадрата Полибия представлены ниже.
Открытый текст и секретный ключ шифрования должны быть записаны в две строки, одна под другой:

F
C T A E S T T A B U L A
V и против и р и против и против и р и v

После замены букв на цифры строки имеют следующий вид:

11 32 45 11 13 15 45 35 11 34 51 12 11
31 24 31 13 23 13 31 24 31 13 23 13 31

Зашифрованный текст создается путем добавления номеров открытого текста к номерам секретных ключей:

42 56 76 24 36 28 76 59 42 47 74 25 52

Получатель, которому известен секретный ключ, вычитает числа секретных ключей из чисел зашифрованного текста.Он получает числа открытого текста, которые можно преобразовать в буквы, используя ту же таблицу, что и отправитель, используемую для шифрования.

Безопасность нигилистического шифра

Шифр ​​нигилиста очень похож на шифр Виженера. Вместо букв используются цифры. Поэтому можно использовать аналогичные методы для его анализа и взлома. При анализе частот символов в зашифрованном тексте следует проверять двузначные числа.

При шифровании алгоритмом нигилиста используется обычное сложение (без операции по модулю), поэтому шифротекст может содержать трехзначные числа.Это происходит, когда соответствующие буквы открытого текста и секретного ключа расположены в последней (пятой) строке таблицы (поэтому сложения больше 50). Это значительно упрощает анализ зашифрованного текста.

Взлом нигилистического шифра

Первым шагом при взломе нигилистического шифра является определение длины секретного ключа. Этого можно добиться, попробовав несколько возможных длин ключей для возможных значений (например, от 4 до 15 символов).Для каждого из чисел нужно написать шифротекст, разбивая строки после количества символов, равного этому числу. Количество столбцов в созданных таблицах равно текущей анализируемой длине секретного ключа.

Затем для каждой полученной таблицы необходимо проверить числа во всех ее столбцах. Числа в каждом столбце должны состоять как из разрядов десятков, так и из разрядов единиц, отличающихся друг от друга не более чем на 5. Это вызвано тем, что в каждом столбце все символы закодированы с использованием одной и той же буквы секретного ключа, поэтому каждый номер открытого текста в столбце был добавлен к тому же номеру секретного ключа.Значение номера секретного ключа не влияет на разницу между числами открытого текста, которые были закодированы с использованием этого числа.

При сложении любых чисел из квадрата Полибия с другим числом, также принадлежащим квадрату Полибия, всегда получаются числа, имеющие разряды десятков и разряды единиц, не отличающиеся друг от друга более чем на 5 (поэтому разница между наибольшими и наименьшие цифры десятков в столбце не могут быть больше 5; то же самое относится и к цифрам единиц).На следующих шагах следует использовать только те таблицы (только такие потенциальные длины секретного ключа), которые удовлетворяют этому условию.

Вторым шагом является определение возможных номеров ключей, которые можно использовать для шифрования. Для каждого столбца нужно найти все возможные числа, которые при вычитании из всех чисел зашифрованного текста в столбце дают числа значений от 11 до 55. Все остальные числа, не удовлетворяющие условию, следует отбросить. На практике таким образом можно исключить множество потенциальных секретных ключей.

Дальнейший анализ зашифрованного текста может основываться на преобразовании чисел в буквы с использованием метода проб и ошибок в поисках решений, раскрывающих фрагменты исходного открытого текста. Для каждого правильного решения нужно создать все возможные ключи шифрования и вычесть их из шифротекста, получив потенциальные буквы открытого текста.

Interactivate: Криптография и шифры

Ученик: Я действительно понял объяснение модульная арифметика.

Ментор: Хорошо. Знаете ли вы, что такая математика используется в защите Соединенных Штатов и другие страны во время войн и в другое время, когда есть информация, которую необходимо сохранить конфиденциально?

Ученик: Как можно использовать модульную арифметику во время войны?

Ментор: Он использовался во время Гражданской войны в США в 1860-х годах и даже за тысячи лет до этого. в Римской империи Цезаря.Люди, которые хотели общаться с союзниками, но не с врагами будет отправлять зашифрованные сообщения туда и обратно.

Ученик: Что такое зашифрованное сообщение?

Наставник: зашифрованные сообщения берут буквы и цифры сообщения и преобразуют их в различные серии букв и цифр, которые не имеют смысла, если вы не знаете код для расшифровать их.

Ученик: А если ты знаешь код?

Наставник: Тогда вы можете прочитать секретное сообщение.Удивительно сложные процедуры скремблирования могут поставить в тупик высококвалифицированные люди и даже компьютеры. Сейчас я хотел бы поговорить о некоторых простых шифры, так что вы можете практиковать основную идею.

Ученик: Что такое шифр?

Наставник: Шифр ​​— это метод, которым вы шифруете сообщение. Те, которым я хочу научить вас, делать с числовыми операциями: умножение, деление, сложение и вычитание, поэтому мы должен сначала создать числовой алфавит, присвоив числа, начиная с нуля, каждому буква нашего английского алфавита.

Ученик: Итак, A будет 0, B будет 1 ….. вот так:

              А Б В Г ... Я
             
              0 1 2 3 ... 25
             

Ментор: Хорошо. Большинство шифров используют модульную арифметику на некоторых этапах шифрования и дешифрования. обработать. Мы использовали числа от 0 до 25 для представления 26 английских букв, поэтому мы будем использовать mod 26 во всех наших примерах шифров.

Начнем с того, что называется шифром сдвига. Сначала мы должны перевести наше сообщение на наш числовой алфавит. Например, кодовое имя «Джеймс» выглядит так:

Теперь выберите номер, на который вы хотите сдвинуться.

Ученик: Давайте выберем 7.

Наставник: Нам нужно запомнить это число, которое мы назовем значением «B-сдвига», как для шифрования, так и для позже * расшифровать сообщение. Теперь мы «сдвинем» наш шифр, добавив B к каждому из чисел. из нашего кодового слова вот так:

       

Дж = 9 + 7 = 16 А = 0 + 7 = 7 М = 12 + 7 = 19 Э = 4 + 7 = 11 С = 18 + 7 = 25

Теперь у вас есть:

       

16 7 19 11 25

Теперь мы можем перевести числа обратно в буквы, используя наш числовой алфавит.Имя «Джеймс», зашифрованный с помощью B-сдвига 7:

         

Q H T L Z

Теперь попробуйте другой пример, фраза «шпион», используя тот же сдвиг B.

Ученик: Итак, сначала мы переведем кодовые слова в числовой алфавит следующим образом:

Затем мы добавляем B-сдвиг к каждому числу,

       

я = 8 + 7 = 15 С = 18 + 7 = 25 А = 0 + 7 = 7 С = 18 + 7 = 25 Р = 15 + 7 = 22 Y = 24 + 7 = 31

а затем я перевожу обратно в буквы, поэтому 15 — это P, 25 — это Z, 7 — это H, 25 — это снова Z, а 22 — это W, а что такое 31?

Ментор: Может быть, мод 26 может быть полезен?

Ученик: Верно! 31 по модулю 26 равно 5, что соответствует F, поэтому «SP Y» становится «Z W F»!

Ментор: Теперь, если вы хотите отправить сообщение «Джеймс — шпион.кому-то, но не хотел, чтобы все (как Джеймс!), чтобы иметь возможность прочитать сообщение, вы можете отправить сообщение «Qhtlz pz h zwf.». А хороший криптограф, однако, может использовать размер слов и вашу пунктуацию, чтобы помочь им разгадайте свой шифр и свое секретное сообщение! Например, какие английские слова имеют только один письмо?

Ученик: «Я», например, «Я пошел в магазин» и «а», например, «за буханкой хлеба». Но «я» был бы с заглавной буквы, поэтому «h» в нашем коде должна быть «a»!

Наставник: Хорошо! Точно так же поступил бы и криптограф.Мы не хотим, чтобы кто-то выяснить наш шифр, поэтому мы усложняем его, удаляя знаки препинания и группируя буквы в «словах», которые обычно состоят из пяти букв, поэтому наше сообщение может выглядеть примерно так:

Чтобы кто-то мог перевести сообщение, ему пришлось бы использовать наш шифр в обратном порядке.

Ученик: Итак, сначала они снова переведут буквы в цифры, чтобы QHTLZ снова стал

Наставник: Но чтобы разгадать шифр, им также нужно знать, что мы использовали B-сдвиг, равный 7…

Ученик: …что, работая в обратном направлении, нам нужно было бы вычесть! Итак, 16 — 7 = 9, то есть «J», 7 — 7 = 0, что означает «А», и так далее… Отлично!

Ментор: А что насчет последнего письма?

Ученик: F становится 5, 5 минус 7 равно минус 2! Что случилось?

Наставник: Вы забыли перевернуть вычисление ‘mod 26’. Если вы помните, операция mod 26 заставила нас вычтите кратное 26, в данном случае просто 26*1 = 26.Попробуйте добавить его обратно.

Ученик: Минус 2 плюс 26 равно 24, что переводится как Y. Хорошо, в этом есть смысл.

Наставник: Шифры сдвига также могут работать в обратном порядке, когда вы сначала вычитаете B-сдвиг, когда вы шифруете, а затем добавляете его обратно при расшифровке.

Давайте попробуем другой вид шифра. Он называется шифром умножения. Это похоже на шифр сдвига, за исключением того, что вы умножаете и делите вместо сложения и вычитания.Выберите легкий пример слова для нас, чтобы использовать.

Ученик: Как насчет S I M P L E, который в числовом алфавите

Ментор: Хорошо. Мы снова будем использовать число 7, но на этот раз назовем его «А», чтобы не перепутать. со сдвигом. Теперь умножьте каждую букву числового алфавита на «А-множитель»:

       

С = 18 * 7 = 126 Я = 8 * 7 = 56 М = 12 * 7 = 84 Р = 15 * 7 = 105 Л = 11 * 7 = 77 Е = 4 * 7 = 28

Числа слишком велики для нашего числового алфавита, поэтому нам нужно снова использовать мод 26.

Студент: Хорошо.

        
                         126 по модулю 26: 126/26 = 4 с остатком 22, поэтому 22
           56 mod 26: 56/26 = 2 с остатком 4, поэтому 4
           84 по модулю 26: 3 с остатком 6, поэтому 6
           105 по модулю 26: 4 с остатком 1, поэтому 1
           77 по модулю 26: 2 с остатком 25, поэтому 25
           28 mod 26: 1 с остатком 2, поэтому 2
         
       

Таким образом, зашифрованное сообщение имеет вид W E G B Z C.Это было «просто»!

Наставник: Возможно, но как теперь расшифровать?

Ученик: Хммм… Работая в обратном порядке, W равно 22. Разделим на наш «А-множитель» 22 на 7, что равно трем. Остаток один… Что мне с этим делать!?!

Наставник: Есть сложная часть! Прежде чем мы разделим, нам нужно снова обратить операцию «mod 26». Так как прежде давайте добавим 26, а затем посмотрим, работает ли деление.

Студент: Хорошо.22 + 26 = 48, что не делится без остатка на 7.

Наставник: Попробуйте еще несколько раз.

Ученик:

       

48 + 26 = 74, нет. 64 + 26 = 100, нет. 90+26=126 разделить на 7 будет 18, да.

Это работает, потому что 18 — это наша исходная буква «S», но это уже не так просто.

Наставник: Есть еще один метод.Попробуйте следующее: умножьте каждый из кодов числового алфавита на пятнадцать, а затем мод 26.

Ученик:

       

W — это 22, умножить на 15 — это 330, по модулю 26 — это 18, то есть «S». E равно 4, умножить на 15 будет 60, по модулю 26 будет 8, то есть «I». G равно 6, умножить на 15 будет 90, по модулю 26 будет 12, то есть «М». B равно 1, умножить на 15 будет 15, по модулю 26 будет 15, то есть «P». Z равно 25, умножить на 15 будет 375, по модулю 26 будет 11, то есть буква «L». C равно 2, умножить на 15 будет 30, по модулю 26 будет 4, то есть «E».

Это сработало, но откуда взялось число 15?

Наставник: Модульная арифметика — это не совсем то же самое, что обычная арифметика. В обычной арифметике обратным множителю А будет 1/А, например, 7 и дробь 1/7. В модульном арифметический множитель будет иметь обратный только в том случае, если множитель (например, 7) и модульная база (в нашем случае 26) не имеет общих делителей больше единицы! Модульная инверсия — мы назовем его А’ (А-простое) — это будет целое число, которое также не имеет общих делителей с модульная база.7 и 15 — модульные инверсии по модулю 26.

Ученик: Есть ли способ выяснить, что такое модульное обратное число?

Наставник: Как и в реальной арифметике, в модульной арифметике число и обратное к нему умножается на даст вам 1, поэтому (A * A’) mod 26 = 1. Начните с составления списка чисел, кратных 26, а затем добавьте по одному каждому из них.

Ученик:

                26 * 1 = 26, плюс один будет 27.
           26 * 2 = 52, плюс один будет 53.
           26 * 3 = 78, плюс один будет 79.
           26 * 4 = 104, плюс один будет 105.
           26 * 5 = 130, плюс один будет 131.
           26 * 6 = 156, плюс один будет 157.
           26 * 7 = 182, плюс один будет 183...
       

Наставник: Этого должно быть достаточно. Теперь мы знаем, что все эти числа по модулю 26 равны 1. из этих чисел без остатка делится на семь?

Ученик: Да, 105 разделить на 7 — это… 15!

Наставник: Что, если вместо этого мы захотим использовать множитель 9? Есть ли обратное число 9?

Студент: Хммм. 27 разделить на 9 равно 3, поэтому 9 и 3 являются модульными инверсиями, верно?

Ментор: В моде 26 да.Если бы мы использовали другой модуль, разные числа имели бы разные обратные, а у некоторых вообще не было бы обратных.

Ученик: Например, когда у них есть общий множитель с 26, верно? Почему это?

Наставник: Давайте посмотрим, почему, используя число 6, которое делит множитель 2 с 26. Вот несколько букв. кодируется умножением на 6:

      
                A равно 0, умноженное на 6 = 0, по модулю 26 = 0
           B равно 1, умноженное на 6 = 6, по модулю 26 = 6
           C равно 2, умноженное на 6 = 12, по модулю 26 = 12.
           D равно 3, умножить на 6 = 18, по модулю 26 = 18.
           E равно 4, умноженное на 6 = 24, по модулю 26 = 24.
           F равно 5, умножить на 6 = 30, по модулю 26 = 4.
           ...
           М равно 12, умножить на 6 = 72, по модулю 26 = 20.
           N равно 13, умноженное на 6 = 78, по модулю 26 = 0
           0 равно 14, умноженное на 6 = 84, по модулю 26 = 6
           P равно 15, умножить на 6 = 90, по модулю 26 = 12.
           
       

Ученик: Но A и N кодируются одинаково, как B и O, C и P. Продолжается ли эта схема?

Ментор: Да. Поскольку 26 и 6 делятся на два, каждое число будет представлять две буквы. Мы не может обратить процесс вспять, потому что мы не знали бы, какую из двух букв выбрать.Этот происходит, когда число, которое мы пытаемся использовать в качестве множителя, делит коэффициент с 26.

Ученик: То есть с 5 не будет, а с 13 будет?

Наставник: Попробуй!

Ученик:

       

А 0 0 Б 5 13 С 10 0 Д 15 13 Е 20 0 Ф 25 13 Г 4 0 Ч 9 13 я 14 0 Д 19 13 К 24 0 Л 3 13 М 8 0 № 13 13 0 18 0 П 23 13 Вопрос 2 0 Р 7 13 С 12 0 Т 17 13 У 22 0 В 1 13 Х 6 0 Д 11 13 З 16 0

Ученик: Для общего делителя 13 есть тринадцать вариантов букв для каждого числа, как вы сказал! Таким образом, у 13 нет обратного, а у 5 есть.

Наставник: Просмотрите свой список «кратное 26 плюс один» и посмотрите, сможете ли вы его найти.

Студент: Хорошо… 27… 53… 79… 105! 105 разделить на 5 равно 21, поэтому 5 и 21 обратны по модулю 26. Итак. для мода 26 у нас есть 7 с 15, 5 с 21 и 3 с 9, есть ли другие?

Ментор: Да. Все эти пары работают для мода 26, но помните, что они не будут применяться к другой системе с разное количество букв!

       

1 это его собственная инверсия 3 и 9 5 и 21 7 и 15 11 и 19 17 и 23 25 также является собственной инверсией

Ученик: Насколько сложными могут быть шифры?

Ментор: Есть шифры, которые ставят в тупик даже лучших программистов с новейшими компьютерами.Он должен быть таким, чтобы быть в состоянии опережать технологии оппозиции. я уверен что по мере того, как технологии становятся лучше и быстрее, шифры делают то же самое. Шифры, которыми мы были покрытия были одними из первых, появившись задолго до того, как у нас появились компьютеры. На самом деле Цезарь любил использовать шифр сдвига с 3 в качестве сдвига.

Ученик: Бьюсь об заклад, в новых есть очень сложная математика.

Наставник: Да, они делают.Давайте перейдем к последнему шифру, о котором мы собираемся поговорить. Это называется аффинный шифр. Аффинный означает линейный, поэтому этот шифр принимает ту же форму, что и строка:

При этом вы должны иметь как множитель A, так и сдвиг B для декодирования сообщения. Обратите внимание, что если A = 1, у вас есть обычный шифр сдвига, а когда B = 0, у вас есть шифр умножения. Опять же, наибольший общий делитель для А и 26 должен быть равен 1, чтобы иметь возможность расшифровать сообщение.

Ученик: Можем ли мы снова использовать 7?

Наставник: Хорошо, давайте использовать это для нашего A, и мы можем использовать 5 для нашего B.

Ученик: Итак, если я сообщу кому-нибудь мои A и B и какой тип шифра, тогда они смогут расшифровать сообщение.

Ментор: Верно. Давайте потренируемся со словом «стул».

Ученик: Позвольте мне попробовать. Первый шаг

Ч А И Р —- 2 7 0 8 17

Теперь у нас есть (7*x +5) mod 26, поэтому:

    
        7*2 + 5 = 19, по модулю 26 = 19, что равно Т
        7*7 + 5 = 54, по модулю 26 = 2, то есть С
        7*0 + 5 = 5, по модулю 26 = 5, то есть F
        7*8 + 5 = 61, по модулю 26 = 9, что равно J.
        7*17 +5 = 124, mod 26 = 20, что равно U
       

Зашифрованное сообщение — T C F J U.

Наставник: Очень хорошо. Теперь, чтобы работать в обратном порядке, мы должны вычесть 5, а затем умножить на наш модульная инверсия, которую мы помним для 7 по модулю 26, равна 15.

Ученик: Итак,

        Т = 19: 15*(19-5) по модулю 26 = 210 по модулю 26 = 2
          С = 2: 15*(2-5) по модулю 26 = -45 по модулю 26 = ??
        F = 5: 15*(5-5) по модулю 26 = 0 по модулю 26 = 0
        J = 9: 15*(9-5) по модулю 26 = 60 по модулю 26 = 8
         U = 20: 15*(20-5) по модулю 26 = 225 по модулю 26 = 17
       

Ждать! Как изменить отрицательное число, например -45?

Наставник: Точно так же, как положительное число, так что -45 по модулю 26 = -19, но затем вы добавляете 26, чтобы получить результат. положительный, так что -45 по модулю 26 = -19 + 26 = 7.

Ученик: Итак, окончательный расшифрованный ответ — 2 7 0 8 17, что дает: СТУЛ. Прохладный!

Цифровые коды – Таинственные письмена

Существует много вариантов или типов шифров замены. Одним из более простых типов является числовой шифр. Численный шифр — это когда число заменяет букву в алфавите. Это можно сделать, пронумеровав каждую букву алфавита, от 1 до 26, и заменив положение буквы соответствующим числом.

Например, буквы от A до Z будут равны от 1 до 26.  A=1, B=2 и так далее до Z=26.

Этот метод шифрования использовался в одной из охот за сокровищами Фанданго. Эта охота (на момент написания этой статьи) не раскрыта и предлагает денежный приз в размере 10 000 долларов. На странице 44 книги цифры на номерном знаке видны, как показано ниже:

.

Если человек заменит эти числа алфавитом в соответствии с позицией, начиная с 1, будет дано слово ACADIA.Национальный парк Акадия — одно из главных мест, упомянутых в книге. Возможная подсказка?

Эта система числовых шифров также использовалась в MW Treasure Hunts. Как видно ниже, было найдено слово «МОДЕРАЦИЯ» (написано наоборот).

Хотя самая простая форма числового шифра продемонстрирована выше, существуют альтернативные методы. Ключевое слово можно было сначала применить к алфавиту, чтобы 1 относилась к первой букве ключевого слова, а не к букве А, и так далее.

Например, давайте применим ключевое слово ЗАГАДОЧНЫЙ к алфавиту. Все буквы Ключевого слова без дубликатов размещаются перед остальными буквами алфавита.

М Д С Т Е Р я О У А Б С Д Ф Г Х Дж К л Н Р В В Вт х З
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

Тогда слово ПИСЬМА может быть записано как: 24-6-7-4-7-20-15-3.Чтобы декодировать, нужно обратить процесс вспять.

Что, если бы кто-то попытался расшифровать это, не применяя сначала ключевое слово к алфавиту, и предположил более простую форму метода кодирования, он получил бы: XFGDGTOC

Столько кодов и шифров! Так много вариантов.

Однако, как правило, в охоте, если это не «простая форма», даются подсказки, чтобы намекнуть на возможные ключевые слова или другие методы, которые необходимо использовать для расшифровки передаваемых зашифрованных сообщений.

 

Удачи во всем, что вы ищете! Цените приключения!

Вот изображение полного свитка поиска сокровищ MW просто для удовольствия, если вы хотите попробовать его.(Решение найдено, и за него присуждена премия в размере 250 долл. США.) Решение здесь (прокрутка 3)

Свиток III

 

 

Практическая криптография

Сценарий: у вас есть неизвестный шифр и вам нужно его расшифровать. Вы не знаете ни ключа, ни даже алгоритма, который использовался для создания зашифрованного текста! Что можно сделать, чтобы получить открытый текст? На этой странице будут изложены некоторые правила идентификации неизвестных шифров.

Классы алгоритмов шифрования §

Существует несколько различных классов алгоритмов шифрования, каждый из которых использует разные методы для перемешивания символов открытого текста.Вот некоторые из классов:

  • Шифры перестановки — они включают перестановку только позиций символов, но оставляют идентичность символов без изменений. примеры включают Railfence, Columnar Transposition, маршрутные шифры и т. д.
  • Моноалфавитные шифры замены — каждая буква заменяется другой. Примеры включают простую замену, шифр Цезаря, аффинный шифр, шифр тритемия, квадрат Полибия, шифр Бэкона и т. д.
  • Полиалфавитные шифры — для шифрования букв используются разные алфавиты в зависимости от их положения.Примеры включают шифр Порта, Виженера, Гронсфельда, Бофорта, Autokey, шифр с бегущим ключом и даже такие шифры, как Enigma.
  • Полиграфические шифры замены — заменяются группы символов. Примеры включают шифр Хилла, playfair, Foursquare и т. д.
  • Другие типы — эти шифры могут включать элементы из нескольких вышеперечисленных классов. Примеры включают бифид, трифид, ADFGVX, шахматную доску Straddle и т. д.

Учитывая, что существует так много различных шифров, как мы можем идентифицировать часть зашифрованного текста? Различные шифры оставляют на зашифрованном тексте разные «отпечатки пальцев», которые мы можем использовать.Хотя некоторые отпечатки очень слабые. Для всех описанных здесь методов требуется довольно много зашифрованного текста, 1000 или более символов в идеале. Если все, что у вас есть, это 20 символов, вы мало что можете сделать. Очень короткие шифры могут быть невзламываемыми, если их длина меньше, чем расстояние уникальности шифра, используемого для их шифрования.

Начальные вопросы §

Сколько существует различных символов? Если есть только 2 разных символа, скорее всего, это шифр Бэкона.Если их 5 или 6, это, вероятно, какой-то квадратный шифр Полибия, или это может быть ADFGX или ADFGVX. Если имеется более 26 символов, это, вероятно, код или номенклатор какого-либо вида или омофонический шифр замены. Если есть около 26 символов, то читайте дальше.

Если в зашифрованном тексте 26 символов, он исключает шифры, основанные на сетке 5 на 5, такие как playfair, foursquare и bifid. Если зашифрованный текст достаточно длинный и содержит только 25 символов, это может означать, что использовался шифр этого класса.

Если текст состоит из комбинации прописных и строчных букв и цифр и имеет в конце знак равенства, возможно, он закодирован в Base64.

Шаги, которые необходимо предпринять §

Наш первый шаг — попытаться отличить шифры перестановки от всех остальных шифров. Это можно сделать, используя частоты монограмм; Английский текст имеет очень специфическое частотное распределение, которое не изменяется шифрами перестановки. Все остальные шифры изменяют это распределение, поэтому для их различения можно использовать частоты.Если частотное распределение выглядит точно так же, как фрагмент английского текста, но по-прежнему не читается, мы можем сделать вывод, что это, вероятно, шифр перестановки, в противном случае мы переходим к следующему шагу.

Следующим шагом является определение того, является ли шифр шифром подстановки. Здесь мы вычисляем индекс совпадения (I.C.). Если индекс совпадения составляет около 0,06, мы делаем вывод, что шифр, вероятно, является шифром замены. Если ниже, то, скорее всего, это какой-то полиалфавитный, полиграфический или более сложный шифр.

Если это шифр Виженера, Порта, Бофорта или Гронсфельда, периодический I.C. расчет выявит большие пики по длине ключевого слова. Никакие другие шифры не обладают этим свойством.

Если шифр полиграфический, длина должна быть кратна размеру графа. Например. Если зашифрованный текст имеет нечетное количество символов, он не может быть биграфическим шифром (заменяет пары символов), таким как playfair или foursquare. Если длина не кратна 3, это не может быть шифр Хилла 3×3 и так далее.

Более сложные шифры §

На этой странице есть список шифров и их характеристики. Если у вас есть большой кусок зашифрованного текста, представленные там таблицы можно использовать для сужения возможностей. Статистику в таблицах можно рассчитать с помощью этого калькулятора.

Если все вышеперечисленные тесты не пройдены, вероятно, шифр представляет собой более сложный вариант. Отсюда обычно легче всего сделать обоснованное предположение о типе шифра и попытаться взломать его, исходя из этого предположения.Если вы не взломаете его, попробуйте другой тип шифра. Большинство шифров, например. проблемы с шифрованием созданы для того, чтобы их можно было взломать, поэтому они не могут быть слишком сложными.

Включите JavaScript, чтобы просматривать комментарии с помощью Disqus. комментарии на основе

Janelle Cipher — мощное ручное шифровальное устройство. Шифрует буквы, цифры и четыре символа клавиатуры

Описание

2 560 00 возможных настроек колеса. Такая мощная и безопасная, но при этом такая простая для кодирования и декодирования сообщений.Диаметр 5,9 дюйма. Изготовлен из клена и ольхи с сердцевиной из МДФ для стабильности и прочности. Толщина нижнего колеса 1/4 дюйма, толщина остальных колес 0,143 дюйма. Весь текст выгравирован лазером и должен служить в течение всей жизни и более.

В течение многих лет мы производили исторические шифровальные устройства, а также шесть наших собственных разработок. Я начал думать о том, какой из возможных некомпьютерных шифров был бы наилучшим из возможных. Целями были простота использования, очень высокий уровень безопасности и использование букв и цифр. а также четыре важных символа клавиатуры для современной эпохи ( @ # ./ )

Объединив наши знания и опыт, мы разработали ручной шифр для современной эпохи, шифр Жанель.

Для начала установите колеса в заданное положение. В качестве примера, возможно, выровняйте 5 колес так, чтобы A-122-99-62-10 находились в одном столбце. Это устанавливает колеса для процесса кодирования или декодирования. Не крутя колес, переходите к первой букве в своем сообщении.

Если сообщение было «ОТПРАВИТЬ ПОМОЩЬ НА 738 ГЛАВНЫЙ СТ.», то вы найдете «S» на выходном колесе, а затем выберите любое из 4 чисел в столбце S (в этом сценарии 143, 120, 43 или 31). Затем перейдите к следующей букве в сообщении «E «. Выберите любое число в этом столбце и т. д. Поскольку E снова появляется в сообщении позже, вы, вероятно, выберете одно из других чисел в столбце в следующий раз, когда будете кодировать E. В этом сообщении ни одна буква не повторяется более 4 раза, поэтому все числа в зашифрованном сообщении будут разными. ОЧЕНЬ сложно расшифровать! И почти невозможно, не зная шифра.Даже если у вас есть шифр, но вы не знаете исходный ключ, существует более 2,5 возможных сценариев.

Обратите внимание, что в длинных сообщениях ключ может быть изменен в заранее определенное время, возможно, через каждые 30 -го -го символа.

Поставляется с подробными инструкциями и рабочим листом, которые помогут вам в процессе кодирования и декодирования.

См. видео для получения дополнительной информации и подробностей

Copyright 2020 Creative Crafthouse Сделано в Гудзоне, Флорида, США, дизайн Дэйва Джанеля

страница не найдена — Williams College

’62 Центр театра и танца, ’62 Center
Касса 597-2425
Магазин костюмов 597-3373
Менеджер мероприятий/помощник менеджера 597-4808 597-4815 факс
Производство 597-4474 факс
Магазин сцен 597-2439
’68 Центр изучения карьеры, Мирс 597-2311 597-4078 факс
Академические ресурсы, Парески 597-4672 597-4959 факс
Служба поддержки инвалидов, Парески 597-4672
Приемная, Weston Hall 597-2211 597-4052 факс
Позитивные действия, Хопкинс-холл 597-4376
Африканские исследования, Холландер 597-2242 597-4222 факс
Американские исследования, Шапиро 597-2074 597-4620 факс
Антропология и социология, Холландер 597-2076 597-4305 факс
Архив и специальные коллекции, Sawyer 597-4200 597-2929 факс
Читальный зал 597-4200
Искусство (История, Студия), Spencer Studio Art/Lawrence 597-3578 597-3693 факс
Архитектурная студия, Spencer Studio Art 597-3134
Студия фотографии, Spencer Studio Art 597-2030
Студия печати, Spencer Studio Art 597-2496
Скульптурная студия, Spencer Studio Art 597-3101
Senior Studio, Spencer Studio Art 597-3224
Видео/фотостудия, Spencer Studio Art 597-3193
Азиатские исследования, Холландер 597-2391 597-3028 факс
Астрономия/астрофизика, Физика Томпсона 597-2482 597-3200 факс
Отделение легкой атлетики, физического воспитания, отдыха, Ласелл 597-2366 597-4272 факс
Спортивный директор 597-3511
Лодочная пристань, озеро Онота 443-9851
Вагоны 597-2366
Фитнес-центр 597-3182
Хоккейный каток Ice Line, Lansing Chapman 597-2433
Очные, Спортивный центр Чендлера 597-3321
Физкультура 597-2141
Влажная линия бассейна, Спортивный центр Чандлера 597-2419
Информация о спорте, Хопкинс-холл 597-4982 597-4158 факс
Спортивная медицина 597-2493 597-3052 факс
Корты для сквоша 597-2485
Поле для гольфа Taconic 458-3997
Биохимия и молекулярная биология, Биология Томпсона 597-2126
Биоинформатика, геномика и протеомика, Бронфман 597-2124
Биология, Биология Томпсона 597-2126 597-3495 факс
Безопасность и безопасность кампуса, Хопкинс-холл 597-4444 597-3512 факс
Карты доступа/Системы сигнализации 597-4970/4033
Служба сопровождения, Хопкинс-холл 597-4400
Офицеры и диспетчеры 597-4444
Секретарь, удостоверения личности 597-4343
Распределительный щит 597-3131
Центр развития творческого сообщества, 66 Stetson Court 884-0093
Центр экономики развития, 1065 Main St 597-2148 597-4076 факс
Компьютерный зал 597-2522
Вестибюль 597-4383
Центр экологических исследований, выпуск 1966 г. Экологический центр 597-2346 597-3489 факс
Лаборатория наук об окружающей среде, Морли 597-2380
Экологические исследования 597-2346
Лаборатория ГИС 597-3183
Центр иностранных языков, литературы и культуры, Голландия 597-2391 597-3028 факс
Арабистика, Голландия 597-2391 597-3028 факс
Сравнительная литература, Hollander 597-2391
Critical Languages, Hollander 597-2391 597-3028 факс
Лингвистическая лаборатория 597-3260
Русский, голландский 597-2391
Центр обучения в действии, Brooks House 597-4588 597-3090 факс
Библиотека редких книг Чапина, Сойер 597-2462 597-2929 факс
Читальный зал 597-4200
Офис капелланов, Парески 597-2483 597-3955 факс
Еврейский религиозный центр, Stetson Court 24 597-2483
Мусульманская молитвенная комната, часовня Томпсона (нижний уровень) 597-2483
Католическая часовня Ньюмана, часовня Томпсона (нижний уровень) 597-2483
Химия, Химия Томпсона 597-2323 597-4150 факс
Классика (греческая и латинская), голландская 597-2242 597-4222 факс
Когнитивные науки, Бронфман 597-4594
Колледж Маршал, Физика Томпсона 597-2008
Отношения с колледжами 597-4057
25-я программа воссоединения, Фогт 597-4208 597-4039 факс
50-я программа воссоединения, Фогт 597-4284 597-4039 факс
Отдел продвижения, Мирс-Уэст 597-4154 597-4333 факс
Мероприятия для выпускников, Vogt 597-4146 597-4548 факс
Фонд выпускников 597-4153 597-4036 факс
Отношения с выпускниками, Мирс-Уэст 597-4151 597-4178 факс
Почтовые службы для выпускников и разработчиков, Mears West 597-4369
Развитие, Фогт 597-4256
Связи с донорами, Vogt 597-3234 597-4039 факс
Отдел планирования подарков, Фогт 597-3538 597-4039 факс
Отдел грантов, Мирс-Уэст 597-4025 597-4333 факс
Программа крупных подарков, Vogt 597-4256 597-4548 факс
Родительский фонд, Фогт 597-4357 597-4036 факс
Prospect Management & Research, Mears 597-4119 597-4178 факс
Начало и академические мероприятия, Jesup 597-2347 597-4435 факс
Коммуникации, Хопкинс Холл 597-4277 597-4158 факс
Информация о спорте, Хопкинс-холл 597-4982 597-4158 факс
Веб-группа, Southworth Schoolhouse
Williams Magazines (ранее Alumni Review), Hopkins Hall 597-4278
Информатика, Химия Томпсона 597-3218 597-4250 факс
Конференции и мероприятия, Парески 597-2591 597-4748 факс
Справки о доме на дереве вяза, Mt.Ферма Надежды 597-2591
Офис контролера, Хопкинс-холл 597-4412 597-4404 факс
Кредиторская задолженность и ввод данных, Hopkins Hall 597-4453
Касса и кассовые чеки, Hopkins Hall 597-4396
Финансовые информационные системы, Хопкинс-холл 597-4023
Карточки для покупок, Hopkins Hall 597-4413
Студенческие кредиты, Hopkins Hall 597-4683
Танец, ’62 Центр 597-2410
Центр Дэвиса (ранее Мультикультурный центр), Дженнесс 597-3340 597-3456 факс
Харди Хаус 597-2129
Дом Дженнесс 597-3344
Райс Хаус 597-2453
Декан колледжа, Хопкинс-холл 597-4171 597-3507 факс
Декан факультета, Хопкинс Холл 597-4351 597-3553 факс
Обеденные услуги, капельницы 597-2121 597-4618 факс
’82 Гриль, Парески 597-4585
Пекарня, Парески 597-4511
Питание, Факультет 597-2452
Обеденный зал Дрисколла, Дрисколл 597-2238
Эко-кафе, Научный центр 597-2383
Grab ‘n Go, Парески 597-4398
Закусочная Lee, Парески 597-3487
Обеденный зал Mission Park, Mission Park 597-2281
Уитменс, Парески 597-2889
Экономика, Шапиро 597-2476 597-4045 факс
английский, голландский 597-2114 597-4032 факс
Объекты, Сервисное здание объектов 597-2301
Запрос автомобиля для колледжа 597-2302
Вечерние/выходные чрезвычайные ситуации 597-4444
Запросы на работу объектов 597-4141 факс
Особые события 597-4020
Склад 597-2143 597-4013 факс
Факультетский клуб, Факультетский дом/Центр выпускников 597-2451 597-4722 факс
Бронирование 597-3089
Офис стипендий, Хопкинс-холл 597-3044 597-3507 факс
Финансовая помощь, Weston Hall 597-4181 597-2999 факс
Геофизические науки, Кларк Холл 597-2221 597-4116 факс
немецкий-русский, голландский 597-2391 597-3028 факс
Глобальные исследования, Hollander 597-2247
Программа магистратуры по истории искусств, The Clark 458-2317 факс
Health and Wellness Services, Thompson Ctr Health 597-2206 597-2982 факс
Санитарное просвещение 597-3013
Услуги комплексного благополучия (консультации) 597-2353
Экстренные ситуации, угрожающие жизни Звоните 911
Медицинские услуги 597-2206
История, Холландер 597-2394 597-3673 факс
История науки, Бронфман 597-4116 факс
Хопкинс Форест 597-4353
Центр Розенбурга 458-3080
Отдел кадров, здание B&L 597-2681 597-3516 факс
Услуги няни, здание B&L 597-4587
Преимущества 597-4355
Программа помощи сотрудникам 800-828-6025
Занятость 597-2681
Расчет заработной платы 597-4162
Ресурсы для супругов/партнеров 597-4587
Трудоустройство студентов 597-4568
Погодная линия (ICEY) 597-4239
Гуманитарные науки, Шапиро 597-2076
Информационные технологии, Джесуп 597-2094 597-4103 факс
Пакеты для чтения курсов, почтовый ящик Office Services 597-4090
Центр кредитования оборудования, Додд, приложение 597-4091
Служба поддержки преподавателей/персонала, [email protected] 597-4090
Мультимедийные услуги и справка для занятий 597-2112
Служба поддержки студентов, [электронная почта защищена] 597-3088
Телекоммуникации/телефоны 597-4090
Междисциплинарные исследования, Hollander 597-2552
Международное образование и учеба в гостях, Hopkins Hall 597-4262 597-3507 факс
Инвестиционный офис, Хопкинс-холл 597-4447
Офис в Бостоне 617-502-2400 617-426-5784 факс
Еврейские исследования, Мазер 597-3539
Справедливость и право, Холландер 597-2102
Latina/o Studies, Hollander 597-2242 597-4222 факс
Исследования лидерства, Шапиро 597-2074 597-4620 факс
Морские исследования, Бронфман 597-2297
Математика и статистика, Bascom 597-2438 597-4061 факс
Музыка, Бернхард 597-2127 597-3100 факс
Concertline (записанная информация) 597-3146
Неврология, Биология Томпсона 597-4107 597-2085 факс
Центр Окли, Окли 597-2177 597-4126 факс
Управление институционального разнообразия и справедливости, Хопкинс-холл 597-4376 597-4015 факс
Бухгалтерия студентов, Хопкинс Холл 597-4396 597-4404 факс
Исследования производительности, ’62 Центр 597-4366
Философия, Шапиро 597-2074 597-4620 факс
Физика, Физика Томпсона 597-2482 597-4116 факс
Планетарий/Обсерватория Хопкинса 597-3030
Старый театр обсерватории Хопкинса 597-4828
Бронирование 597-2188
Политическая экономия, Шапиро 597-2327
Политология, Шапиро 597-2168 597-4194 факс
Офис президента, Хопкинс-холл 597-4233 597-4015 факс
Дом Президента 597-2388 597-4848 факс
Услуги печати/почты для преподавателей/сотрудников, ’37 House 597-2022
Программа обучения, Бронфман 597-4522 597-2085 факс
Офис проректора, Хопкинс-холл 597-4352 597-3553 факс
Психология, психологические кабинеты и лаборатории 597-2441 597-2085 факс
Недвижимость, здание B&L 597-2195/4238 597-5031 факс
Ипотека преподавателей/сотрудников 597-4238
Аренда жилья для преподавателей/сотрудников 597-2195
ЗАГС, Хопкинс Холл 597-4286 597-4010 факс
Религия, голландец 597-2076 597-4222 факс
Романские языки, голландский 597-2391 597-3028 факс
Планировщик помещений 597-2555
Соответствие требованиям безопасности и охраны окружающей среды, класс ’37 House 597-3003
Библиотека Сойера, Сойер 597-2501 597-4106 факс
Услуги доступа 597-2501
Приобретение/Серийный номер 597-2506
Услуги каталогизации/метаданных 597-2507
Межбиблиотечный абонемент 597-2005 597-2478 факс
Исследовательские и справочные услуги 597-2515
Стеллаж 597-4955 597-4948 факс
Системы 597-2084
Научная библиотека Шоу, Научный центр 597-4500 597-4600 факс
Научные и технологические исследования, Бронфман 597-2239
Научный центр, Бронфман 597-4116 факс
Магазин электроники 597-2205
Машиностроительный/модельный цех 597-2230
Безопасность 597-4444
Специальные академические программы, Hardy 597-3747 597-4530 факс
Информация о спорте, Хопкинс-холл 597-4982 597-4158 факс
Студенческая жизнь, Парески 597-4747
Планировщик помещений 597-2555
Управление студенческими центрами 597-4191
Планирование студенческих мероприятий 597-2546
Студенческое общежитие, Парески 597-2555
Участие студентов 597-4749
Жилищные программы высшего класса 597-4625
Студенческая почта, Почта Парески 597-2150
Устойчивое развитие/Zilkha Center, Harper 597-4462
Коммутатор, Хопкинс Холл 597-3131
Книжный магазин Уильямс 458-8071 458-0249 факс
Театр, 62 Центр 597-2342 597-4170 факс
Управление траста и недвижимости, Sears House 597-4259
Учебники 597-2580
Вице-президент Campus Life, Hopkins Hall 597-2044 597-3996 факс
Вице-президент по связям с колледжами, Mears 597-4057 597-4178 факс
Вице-президент по финансам и администрации, Хопкинс Холл 597-4421 597-4192 факс
Центр визуальных ресурсов, Лоуренс 597-2015 597-3498 факс
Детский центр колледжа Уильямс, Детский центр Уильямс 597-4008 597-4889 факс
Художественный музей колледжа Уильямс (WCMA), Лоуренс 597-2429 597-5000 факс
Подготовка музея 597-2426
Безопасность музея 597-2376
Музейный магазин 597-3233
Уильямс Интернэшнл 597-2161
Выездной клуб Williams, Парески 597-2317
Аппаратная/стол для учащихся 597-4784
Проект Уильямса по экономике высшего образования, Мирс-Уэст 597-2192
Уильямс Рекорд, Парески 597-2400 597-2450 факс
Программа Уильямса-Эксетера в Оксфорде, Оксфордский университет 011-44-1865-512345
Программа Williams-Mystic, Музей морского порта Mystic 860-572-5359 860-572-5329 факс
Женские, гендерные и сексуальные исследования, Шапиро 597-3143 597-4620 факс
Написание программ, Hopkins Hall 597-4615
Центр экологических инициатив Зилха, Харпер 597-4462

Шифрование Виженера

Шифрование Виженера было изобретением французского дипломата Блеза. де Виженер, 1523-1596 гг.Как Цезарь и все криптографы, затем он не визуализировал шифр в терминах модульной арифметики. Скорее, он рассматривал шифр как шифр замены, в котором алфавит использовался для следующей буквы сообщения, с алфавитами повторяющийся периодически — по какой-то тональности. Вместо установки несколько разных алфавитов, криптограф будет использовать алфавит Виженера. квадратный.

Вот идея.Для данного ключевого слова «ПЕРВЫЙ», зашифровать каждую букву сообщения, взятого в крайнем левом столбце, чтобы буква в столбце ключевого слова-буква. Таким образом, первые пять букв сообщения используйте алфавиты, соответствующие букве «F», Столбцы «I», «R», «S» и «T». Итак, код Виженера с этим ключевым словом — это действительно пять сдвигов Цезаря. используется циклически. Описание выполняется в обратном порядке. от столбцов ключевых слов до крайнего левого столбца.Потому что мы действительно с использованием пяти алфавитов шифрование Виженера иногда называют полиалфавитный (многие + алфавиты) код.

Это шифрование так и не прижилось, отчасти потому, что оно было сложным. использовать для шифрования и расшифровки сотен сообщений ежедневно как того требуют военные.

Впервые был сломан прусским майором по фамилии Касиски. в 1863 году. Он предложил метод взлома шифра Виженера, который состоял из нахождения длины ключевого слова и последующего разделения сообщения на столько криптограмм простой замены.Применить частотный анализ для декодирования нескольких криптограмм. Другой способ сломать код был вычислением пионер двигателя Чарльз Бэббидж более трехсот лет спустя. Бэббидж применил очень тщательный анализ структуры групп письма и большой труд. Шифр Виженера сегодня просто в меру хорошо. Ни один серьезный криптолог не стал бы использовать его для защиты передача информации.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.