Шифры интересные: Самые секретные шифры советских разведчиков — Российская газета

Содержание

Самые секретные шифры советских разведчиков — Российская газета

Возникшее на основе бывшего КГБ, федеральное агентство правительственной связи и информации 24 декабря празднует очередной день рождения. Поскольку ФАПСИ занимается гостайнами, одну из основ ее работы составляет криптография — тайные шифры, без которых немыслима работа шпиона, и которые даже сегодня крайне неохотно обнародуют. Секреты передачи данных советских разведчиков — в подборке «РГ»

Книги Рамзая

Один из самых известных шпионов, Рихард Зорге, работал в Японии с 1933 года под видом немецкого корреспондента. Считается, что Зорге-«Рамзай» начал применять шифровку одним из первых среди советских разведчиков. Сообщения кодировались при помощи книги-ключа, предположительно, «Немецкого статистического ежегодника за 1935 год». По одной части книги Зорге шифровал свои сообщения, другая использовалась для их прочтения дешифровщиком уже на территории СССР. Фамилии и географические названия в сообщениях также заменялись кодовыми словами. «Рамзай» передал в Советский Союз много полезной информации о военных планах как немцев, так и японцев. Ближе к концу Второй мировой он был рассекречен и казнен японским правительством.

«Красный оркестр» в эфире

Шпионская группа, работавшая в 40-х годах на советскую разведку на территории ряда европейских стран, получила название «Красная капелла» (Rote Kapelle), или «Красный оркестр». Возглавлял ее сотрудник иностранного отдела НКВД Леопольд Треппер, живший в Бельгии под именем канадского фабриканта Адама Миклера. Оркестр этот насчитывал более 600 шпионов и получил такое название не зря: разведчики посылали свои шифрованные сообщения в Москву через радиоэфир, пятизначными группами сигналов. Выступления «оркестрантов» шли из Парижа. Брюсселя и даже самой фашистской Германии. Разгадать их шифр не могли лучшие специалисты. Между тем, подопечные Треппера слали сведения о строительных и фортификационных работах на оккупированных территориях, возводящихся на германо-советской границе укреплениях, перемещениях немецких войск, даже о заказах на оружие и боеприпасы, сроках их изготовления и пунктах отправки. То есть, о готовящихся военных действиях. В конце концов фашистам удалось запеленговать один из передатчиков, и в «Красном оркестре» начались аресты.

Художник Абель и его шифроблокнот

Ставший прототипом героя известного советского фильма «Мертвый сезон» Рудольф Абель шпионил за британскими и американскими властями в пользу СССР. Разведчик-нелегал, полковник Абель (настоящее имя Вильям Фишер) работал в Нью-Йорке под видом художника и фотографа, его агентами были не менее известные супруги Коэн. как и многие другие советские шпионы. Абель пользовался шифроблокнотом. Буквы заменялись цифрами, при этом к каждой группе чисел добавлялась произвольная цифра. Таким образом, донесение практически невозможно было прочесть без ключа. даже имея на руках сам шифроблокнот. Несмотря на расчет, Абеля в итоге подвел под арест ФБР собственный радист. В 1962 году его обменяли на сбитого над СССР пилота американского разведывательного самолёта Пауэрса, что нашло отражение в красивой финальной сцене вышеупомянутого фильма.

Невидимые чернила Кима Филби

Ким Филби, пожалуй, самый известный шпион из «Кембриджской пятерки» — завербованных русскими английских агентов в 30-х годах прошлого века. Работая в секретной разведке Великобритании Филби, по некоторым данным, передал советской стороне около тысячи секретных документов. Выполняя свою шпионскую работу, Филби писал письма. С виду это были обычные письма, однако каждое, к примеру, девятое слово в них составляло часть секретного сообщения. Расшифровать его можно было с помощью ключа. Кроме того, Филби не гнушался стеганографией и писал донесения невидимыми симпатическими чернилами. Безусловно, это не его изобретение. Считается, что такие письма отправлял из тюрьмы Владимир Ленин — по крайней мере, об этом пишут детские книги. Исследователи истории советской криптографии вообще считают, что большинство шифров разведчиков СССР имеют исторические корни в разработках большевиков-подпольщиков и специалистов царской полиции.

Знаменитые коды и шифры в истории и их роль в современном шифровании

Мы скрывали сообщения до тех пор, пока мы отправляли сообщения. Оригинальная уловка должна была использовать хитрость; быстрые и скрытные посланники носили сообщения взад и вперед. Основной способ скрыть эти сообщения от посторонних глаз — просто не попасться. Однажды пойманный, содержание сообщения окажется в руках плохих парней. Оттуда злоумышленник может просто прочитать сообщение, а затем узнать, что вы запланировали, или притвориться предполагаемым получателем и отправить ложный ответ, выполнив оригинальную атаку «Человек в середине» (MITM)..

Следующим достижением в обеспечении безопасности связи было каким-то образом скрыть истинное содержание сообщения. Если сообщение такого типа будет перехвачено, злоумышленник не сможет его прочитать, и поэтому информация будет для него бесполезной. Искусство сокрытия содержания сообщения стало известно как криптография, которая является портманто греческих слов для скрытого и письменного.

Методы шифрования текста так же безграничны, как и наше воображение. Однако практическое применение любого данного метода шифрования очень ограничено. Методы шифрования и дешифрования должны быть известны обеим сторонам, и они должны быть достаточно строгими, чтобы плохие парни не могли угадать методы. Эти две, казалось бы, простые проблемы навсегда заразили системы шифрования. Игра по поддержанию шифровальных шифров, работающих против бесконечных атак злоумышленников на взлом этих систем, привела к богатой и интересной истории шифров.

Введение в терминологию шифров

Криптография — это богатая тема с очень интересной историей и будущим. Чтобы извлечь максимальную пользу из этой статьи, лучше всего овладеть несколькими терминами и понятиями. Следующий раздел поможет с этим, и вы можете свободно пропустить его и вернуться к нему, если возникнет такая необходимость.

Блочный шифр

Блочный шифр зашифровывает сообщение с заданным количеством битов (блок) за раз.

Код

Коды являются более сложными заменами, чем шифр, в котором коды передают значение, а не прямую текстовую подстановку, например Орел приземлился. Кодовые операции требуют какой-либо ссылки, обычно называемой кодовой книгой. Из-за обременительного характера транспортировки и обслуживания кодовых книг коды перестали использоваться в современной криптографии в пользу шифров.

шифровать

Шифры заменяют открытый текст шифротекстом. Никакого значения этому процессу не приписывается, это математическая или механическая операция, предназначенная просто для запутывания открытого текста. Например: алгоритм «вращения 13» (ROT13), в котором буквам назначается буква 13, расположенная после нее в алфавите. Это приводит к A = N, B = O и т. Д. Чтобы зашифровать или расшифровать сообщение, человек должен знать только алгоритм.

Зашифрованный текст

Зашифрованный текст — это нечитаемая, зашифрованная форма открытого текста. Любой, кто пытается прочитать зашифрованный текст, должен будет сначала декодировать его. Расшифровка зашифрованного текста открывает читаемый открытый текст.

пространство ключей

Количество возможных ключей, которые могли быть использованы для создания зашифрованного текста. Теоретически, сложность в зашифрованном зашифрованном виде становится все труднее по мере увеличения пространства клавиш.

гашиш

Хеш — это шифр, который используется для предоставления отпечатка некоторых данных, а не для шифрования текста этих данных. Хеш-шифры принимают какое-то сообщение как ввод и выводят предсказуемый отпечаток на основе этого сообщения. Если сообщение изменяется каким-либо образом, каким бы тривиальным оно ни было, отпечаток пальца должен резко отличаться. Наиболее распространенное использование хэшей — проверка того, что локальная копия какого-либо файла является истинным воспроизведением исходного файла..

Отличительными чертами хорошего хеширующего шифра являются:

Это детерминированный; Это означает, что одно и то же сообщение, проходящее через один и тот же хэш-шифр, всегда будет давать один и тот же отпечаток, и
Имеет низкий уровень столкновения; Это означает, что разные сообщения, проходящие через один и тот же хэш-шифр, должны создавать разные отпечатки.

Моноалфавитные шифры

Шифр, который использует один алфавит и обычно представляет собой простое преобразование. Например, буква A будет представлена буквой F.

Их так легко взломать, что у нас есть книги по криптограммам в аптеках рядом с кроссвордами для развлечения.

Некоторые примеры моноалфавитных шифров:

Цезарь Шифр
Шифр Свинья
Шифр Playfair
Азбука Морзе (несмотря на название)

Простой текст

Открытый текст относится к читаемому тексту сообщения. открытый текст зашифрован в зашифрованный текст и может быть расшифрован получателем обратно в открытый текст.

Полиалфабетические шифры

Это транспозиционный шифр, но в отличие от моноалфавитных шифров, используется более одного алфавита. В зашифрованный текст встроены сигналы, информирующие получателя об изменении алфавита..

Вот некоторые примеры полиалфавитных шифров:

Альберти Шифр
Vigenère шифр

Потоковый шифр

Потоковый шифр шифрует сообщение по одному символу за раз. Машина Enigma является примером потокового шифра.

Симметричные / асимметричные ключи

Во всех, кроме самых простых систем шифрования, ключ необходим для шифрования и дешифрования сообщений. Если один и тот же ключ используется для обеих целей, то этот ключ называется симметричным. Если для шифрования и дешифрования используются разные ключи, как в случае криптографии с открытым ключом, то ключи называются асимметричными.

Симметричные ключи обычно считаются немного более сильными, чем асимметричные ключи. Но они несут бремя необходимости защищенного метода передачи ключей всем участникам сообщения до его использования..

криптоанализа

Есть два способа обнаружить открытый текст из зашифрованного текста. Первый способ — расшифровать зашифрованный текст, используя ожидаемые методы расшифровки. Второй способ — использовать анализ для обнаружения открытого текста, не имея ключа шифрования. Последний процесс в разговорной речи называется взломом криптозащиты, который более правильно называется криптоанализом..

Частотный анализ

Криптоанализ анализирует зашифрованный текст и пытается найти шаблоны или другие индикаторы, чтобы выявить открытый текст ниже. Наиболее распространенным методом криптоанализа является частотный анализ. В английском языке 26 букв, и частота букв на общем языке известна. Такие гласные, как A и E, встречаются чаще, чем буквы, такие как Z и Q. Если сделать шаг назад, целые слова, такие как THE и AN, появляются чаще, чем слова, подобные ANT или BLUE..

Чтобы противостоять частоте слов, зашифрованный текст можно разбить на стандартные блоки, а не оставить в их естественной форме. Например:

Учитывая открытый текст:

СКОЛЬКО ДРЕВЕСИНЫ БЫЛО ДЕРЕВЯНУЮ ЧАКУ, ЕСЛИ ДРЕВЕСНУЮ ЧАКУ МОГЛО БЫТЬ, ЧУК ДЕРЕВО

и применяя Цезарь Шифр, используя вращение 16, мы получаем следующий открытый текст:

ВСТРЕЧА XEM CKSX ВСТРЕЧА MEKBT Q SXKSA SXKSA YV Q ВСТРЕЧА SXKSA SEKBT SXKSA

Частотный анализ дает нам некоторые подсказки относительно открытого текста:

Фразы MEET и SXKSA появляются неоднократно
Буквы Q появляются в одиночку дважды, что является сильным показателем того, что Q является либо А, либо I
Слово MEET почти наверняка будет иметь два гласных в середине, потому что в этой позиции будет очень мало слов с двумя одинаковыми согласными.
Недостаток ротационных шифров в том, что ни одна буква не может сравниться, поэтому мы можем исключить само слово MEET как открытый текст.
Если мы предположим, что Q является либо A, либо I, то мы также можем предположить, что E не является ни A, ни I, и это не может быть E. Поскольку мы почти уверены, что E является гласной, это оставляет мы с E, являющимся или O или U. Оттуда требуется совсем немного усилий, чтобы проверить эти варианты и в конечном итоге в конечном итоге с вероятным словом WOOD.
Если WOOD верен, то мы можем заменить те же буквы другими словами: E = 0, M = W, T = D, Q = A и продолжить работу по шифротексту..
Другой способ — проверить, является ли это простым шифром вращения. Чтобы сделать это, мы вычислили бы смещение из букв зашифрованного текста и открытого текста, такого как M = W. Это дает нам 16, и если мы затем перевернем каждую букву обратно на 16 слотов в алфавите, остальная часть открытого текста будет либо смысл, иначе это все равно будет непонятная тарабарщина.

Теперь рассмотрим тот же пример, если используются стандартные блоки. Зашифрованный текст будет выглядеть так:

XEMCK SXMEE TMEKB TQMEE TSXKS ASXKS AYVQM EETSX KSASE KBTSX KSAME ET

Хотя это не делает частотный анализ невозможным, он делает его намного сложнее. Первым шагом в решении этого типа шифра будет попытка взломать его обратно в его естественную формулировку. Все еще можно увидеть такие повторения, как MEET и SXKSA, но гораздо сложнее выделить отдельные слова, такие как то, что обозначает Q.

Если вам нравятся такие вещи, посетите местную аптеку или раздел журнала в книжном магазине. В том же разделе, что и книги кроссвордов, обычно есть книги о криптоиграх..

Использование замененных криптографических ключей

В современном использовании ключи шифрования могут быть устаревшими и заменены. В больших системах, таких как используемые военными, криптографические ключи заменяются в установленное время ежечасно, ежедневно, еженедельно, ежемесячно или ежегодно. Когда ключ заменяется, предыдущий ключ считается замененным. Замененные ключи должны быть уничтожены, поскольку они представляют собой чрезвычайно ценный инструмент криптоанализа. Если злоумышленник собрал и накапливал зашифрованные сообщения и может впоследствии расшифровать эти сообщения, получив замененный ключ, используемый для их шифрования, это создает благоприятную почву для криптоанализа сообщений текущего дня..

В коммерческом Интернете в эпоху после Сноудена легко представить, что АНБ получило замененные ключи SSL и вернулось к расшифровке огромного потока данных, полученных с помощью таких программ, как PRISM..

Квантовые вычисления и криптоанализ

Современные компьютеры не претерпели существенных изменений с момента создания. На фундаментальном уровне компьютеры работают с битами, которые представляют собой одиночные слоты, которые могут содержать либо значение 1, либо значение 0. Каждый процесс, который происходит на компьютере, включая шифрование и дешифрование сообщений, должен сводиться к такому простому Фонд.

В отличие от квантовых компьютеров работают с физическими понятиями суперпозиции и запутывания вместо битов для вычисления. Если это окажется возможным, квантовые вычисления, вероятно, смогут сломать любую современную криптосистему за долю времени, которое требуется сегодня. И наоборот, квантовые вычисления также должны поддерживать новые типы шифрования, которые открывают совершенно новую эру криптографии..

Историческая прогрессия

Первоначальные моноалфавитные и полиалфабетические шифры имели одну и ту же проблему: они использовали статический, никогда не меняющийся ключ. Это проблема, потому что, когда злоумышленник понял, например, как составить диаграмму с ручкой, он мог расшифровать каждое сообщение, зашифрованное с помощью этого алгоритма..

Ключи шифрования

Чтобы еще больше запутать текст, была разработана концепция смены клавиш. Используя Цезарь, можно изменить шифротекст, просто увеличив значение вращения. Например:

Использование Цезаря Шифра для шифрования фразы «Беги к холмам, потому что все потеряно»

Вращение 10 зашифрованного текста:
PVOO DY DRO RSVVC PYB KVV SC VYCD

Вращение 4-х текстового текста:
JPII XS XLI LMPPW JSV EPP MW PSWX

Преимущество применения произвольного ключа к открытому тексту состоит в том, что тот, кто знает, как работает Цезарь Шифр, все равно не сможет расшифровать текст, не зная, какое значение вращения использовалось для его шифрования..

Хотя приведенный выше пример является простым примером из-за тривиальной природы шифра Цезаря для начала, применение более сложных ключей может значительно повысить безопасность зашифрованного текста..

Значимые шифры

На протяжении всей истории было много типов шифров. Первоначально они начинались как военный инструмент, и сегодня военные все еще являются самыми активными пользователями криптографии. Из этих военных корней мы видим, что для успеха шифр должен обладать.

устойчивость к криптоанализу
достаточно гибкий для перевозки курьером в сложных условиях
прост в использовании на грязном, кровавом поле битвы

Любой шифр, который был подвержен ошибкам при шифровании или дешифровании на поле битвы или слишком легко поддавался перехвату и проверке, длился недолго. Помните, что одна ошибка в шифровании может сделать получателя полностью нечитаемым для получателя..

Некоторые из наиболее известных шифров приведены в следующем разделе..

Скиталь — 120 г. н.э.

Это моноалфавитная, симметричная система шифрования. Отправитель и получатель должны иметь деревянный цилиндр одинакового диаметра. По сути, это ключ.

Отправитель берет длинный узкий кусок ткани и обматывает его вокруг косы. Затем он пишет сообщение в стандартном формате справа налево на ткани. Ткань затем удаляется из косы и выглядит как длинная полоса ткани, которую можно сжать и спрятать в самых маленьких местах для транспортировки..

Получателю просто нужно обернуть ткань вокруг соответствующей косы, и сообщение станет ясным. В то время как этот простой шифр очень быстро попадет в криптоанализ, предпосылка состоит в том, что только коса с точно таким же диаметром может расшифровать сообщение.

Vigenère — 1553

Первоначально описанный Джованом Белласо в 1553 году, шифр Vigenère был воссоздан несколько раз, последний раз Блез де Виженер в 19 веке. Это один из первых полиалфабетических шифров. Он по-прежнему симметричен по своей природе, но он был достаточно прочным, чтобы его можно было использовать более трех столетий..

Полиалфабетические шифры позволяют использовать много алфавитов во время шифрования, что значительно увеличивает пространство ключей зашифрованного текста. Более ранние версии полиалфабетических шифров требовали строгой приверженности точкам, в которых алфавит изменится. Реализация этого шифра в Bellaso позволила отправителю изменять алфавиты в произвольных местах в процессе шифрования. Сигнал об изменении алфавита должен был быть заранее согласован между отправителем и получателем, поэтому это все еще симметричный метод шифрования.

Шифр Vigenère использовался на практике совсем недавно, как гражданская война в США. Однако хорошо известно, что Союз неоднократно нарушал эти сообщения, потому что руководство Конфедерации в значительной степени полагалось на слишком мало ключевых фраз, чтобы сигнализировать об изменениях в алфавите..

Шифр Свиньи — 1700-е

Шифр Pigpen, также известный как шифр масонства, является еще одним симметричным моноалфавитным шифром замещения. Шифрование и дешифрование осуществляется путем размещения 4 сеток. Две сетки содержат 9 пробелов, таких как доска крестики-нолики, а две сетки напоминают большую букву X и содержат 4 пробела в каждой. Вместе 26 пробелов совпадают с 26 буквами латинского алфавита. Все сечения однозначно идентифицируются по комбинации формы сечения и наличия или отсутствия точки в нем. Сообщения шифруются с использованием идентификатора раздела вместо фактического письма.

Я создал ключ шифрования Pigpen здесь:

Расшифровка выполняется путем размещения той же сетки и транспонирования идентификатора раздела в букву. Таким образом, фраза READ COMPARITECH в виде простого текста шифруется в эту серию изображений:

Шифр Playfair — 1854

Шифр Playfair использует 26 биграмм (две буквы) вместо 26 монограмм в качестве ключа кодирования. Это значительно увеличивает пространство ключей зашифрованного текста и делает анализ частоты очень трудным. Сообщения с кодировкой Playfair создаются путем построения сетки букв 5 на 5, которая генерируется случайной короткой фразой, а затем заполнения остальной части сетки неповторяющимися буквами алфавита. Эта сетка образует ключ, и любой, кто хочет расшифровать сообщение, должен восстановить эту же сетку. Из этого можно сделать вывод, что получатель также должен знать ту же самую короткую фразу, используемую для шифрования сообщения, которую гораздо сложнее определить, чем простое число вращения.

Проницательные читатели поймут, что 5 x 5 = 25, но в латинском алфавите 26 букв. Чтобы учесть это, буквы I и J обычно используются взаимозаменяемо. Любые два других письма также могут быть использованы, но эта информация должна быть сообщена получателю, чтобы убедиться, что он правильно расшифровал сообщение..

Как только сетка была построена, пользователи должны были знать только 4 простых правила для шифрования или дешифрования сообщения. Трудно понять ключ в написанной статье, поэтому я создал сетку Playfair для иллюстрации. Я использовал фразу READ COMPARITECH в качестве ключевой фразы. После этого я начинаю писать алфавит, чтобы заполнить остальную часть сетки. Помните, что каждая буква может быть в сетке только один раз, и я и J взаимозаменяемы. Это дает мне ключ Playfair, как на картинке ниже. Буквы в красном были опущены, потому что они уже появляются в сетке.

Имейте в виду, что фаза READ COMPARITECH — это просто случайная фраза для построения сетки. Это не зашифрованный текст. Эта результирующая сетка будет использоваться для шифрования вашего открытого текста.

Одноразовые прокладки (ОТП) — 1882

One Time Pad (OTP) относится к симметричной системе шифрования, использующей ключи, которые меняются при каждом отдельном сообщении. Если ключи действительно одноразовые, то зашифрованный текст будет чрезвычайно устойчив к криптоанализу. Эти клавиши были буквально написаны на листах бумаги, и поскольку каждая клавиша используется только один раз, название One Time Pad застряло.

На практике OTP сложно развернуть должным образом. Как симметричная система, она требует, чтобы отправитель и все получатели имели одну и ту же книгу OTP. Это также имеет существенный недостаток в том, что сообщение не может быть длиннее, чем используемая панель. Если бы это было так, то части прокладки пришлось бы использовать повторно, что значительно ослабляет шифротекст для криптоанализа.

OTPs все еще используются сегодня в некоторых вооруженных силах для быстрых, тактических полевых сообщений.

Энгима — 1914

Машина Enigma, созданная гражданином Германии Артуром Шербиусом после Первой мировой войны для коммерческих целей, является машиной для шифрования потоков полиалфабетических данных. Машина состояла из клавиатуры, подсветки и нескольких регулируемых роторов. Операторы устанавливают положение роторов, а затем вводят сообщение на клавиатуре. Когда каждая буква была напечатана, соответствующая буква загорелась на световом блокноте. Это было зашифрованное письмо, которое сформировало зашифрованный текст. Получатели должны знать правильные настройки роторов для использования, и затем они выполняют тот же процесс. Однако, поскольку получатель печатал каждую букву зашифрованного текста, соответствующая буква, которая будет подсвечиваться, будет текстовой буквой..

Немецкие военные усовершенствовали машину, добавив панель управления, и поэтому посчитали ее нерушимой и использовали Enigma для всего. Бюро шифров польского Генерального штаба разбило немецкую военную Enigma в 1932 году. Они смогли реконструировать машину на основе информации, полученной из-за плохой эксплуатационной безопасности (OpSec) пользователей немецкой Enigma. Однако они не могли расшифровать сообщения, пока французы не поделились информацией Enigma, полученной от одного из их немецких шпионов..

Польское бюро политических шифров годами считывало трафик немецкой Enigma, пока продолжающиеся успехи немцев в системе не сделали это слишком сложным. В этот момент, незадолго до начала Второй мировой войны, Великобритания и Франция оказались в тупике, а мониторинг и дешифрование трафика Enigma стали частью проекта Ultra..

Общепринято, что способность союзников расшифровывать трафик Enigma сократила итоги Второй мировой войны на несколько лет..

Семейные хэш-шифры SHA 1993 — 2012

SHA — это семейство алгоритмов, которые используются для хеширования, а не шифрования, и публикуется Национальным институтом стандартов и технологий (NIST). Оригинальный шифр SHA, опубликованный в 1993 году, теперь обозначается как SHA-0, чтобы соответствовать соглашениям об именах последующих версий..

Было показано, что как SHA-0, так и SHA-1 (вышедший на пенсию в 2010 году) не могут соответствовать стандартным хэш-меткам (перечисленным в разделе терминологии) и больше не используются. HMAC-SHA1 по-прежнему считается неразрушенным, но SHA-1 во всех разновидностях следует отбросить в пользу более высоких версий, где это целесообразно.

Текущие шифры SHA SHA-2 и SHA-3 (2012) и сегодня используются.

MD5 Hash — 1991

MD5 — это алгоритм хеширования, разработанный в 1991 году для решения проблем безопасности в MD4. К 2004 году MD5 был по существу сломлен краудсорсингом, который показал, что MD5 был очень уязвим для атаки на день рождения

Отпечатки MD5 все еще предоставляются сегодня для проверки файлов или сообщений. Но поскольку он криптографически поврежден, на хэши MD5 можно полагаться только на обнаружение непреднамеренных изменений файла или сообщения. Преднамеренные изменения могут быть замаскированы из-за слабости алгоритма.

Современные шифры

Криптография сегодня широко используется в Интернете. Большая часть нашей интернет-деятельности зашифрована с использованием TLS (Transport Layer Security), а ключи обмениваются с использованием асимметричного процесса..

Компьютеры исключительно хороши в обработке данных с использованием алгоритмов. Как только компьютеры прибыли на сцену, разработка шифра взорвалась. Компьютеры являются не только отличным инструментом для создания криптографических шифров, они также исключительно полезны для взлома криптографических шифров с помощью криптоанализа. Это означает, что увеличение мощности компьютера всегда предвещается разработкой новых шифров и удалением старых шифров, потому что теперь их слишком легко взломать.

Из-за этой бесконечной битвы за вычислительную мощность компьютеры, использующие Интернет, обычно поддерживают большой список шифров в любой момент времени. Этот список шифров называется набором шифров, и когда два компьютера соединяются, они совместно используют список шифров, которые они оба поддерживают, и для шифрования между ними согласовывается общий шифр. Этот процесс существует для обеспечения максимальной совместимости между пользователями и серверами в любой момент времени.

Шифры, такие как Enigma и DES (Стандарт шифрования данных), были взломаны и больше не считаются безопасными для криптографического использования. На сегодняшний день RSA (Rivest, Shamir, Adleman) и AES (Advanced Encryption Standard) считаются безопасными, но по мере увеличения вычислительной мощности они также упадут в один прекрасный день, и необходимо будет разработать новые шифры для продолжения использования криптографии на Web.

Криптография с открытым ключом

Криптография с открытым ключом является асимметричной системой, широко используемой сегодня людьми и компьютерами. Ключ, используемый для шифрования данных, но не для их расшифровки, называется открытым ключом. У каждого получателя есть свой открытый ключ, который становится широко доступным. Отправители должны использовать открытый ключ предполагаемого получателя для кодирования сообщения. Затем получатель может использовать свой дополнительный секретный ключ, называемый секретным ключом, для расшифровки сообщения..

RSA является базовым шифром, используемым в криптографии с открытым ключом. Шифр RSA умножает два очень больших простых числа вместе как часть процесса генерации ключа. Его сила заключается в том, что злоумышленник должен будет правильно разделить этот продукт на два первоначально использованных простых числа. Даже при современных вычислительных мощностях это невозможно в большинстве случаев. Вы можете вспомнить, что факторизация — это процесс сокращения числа до двух наименьших чисел, которые можно умножить вместе для получения исходного числа. Простые числа имеют только два фактора, 1 и самих себя. Я описываю криптографию с открытым ключом более подробно здесь..

Асимметричные шифры медленнее, чем симметричные шифры, но реализация асимметричного шифрования с открытым ключом имеет одно явное преимущество: поскольку открытый ключ не может использоваться для дешифрования сообщений, он может передаваться отправителю без каких-либо гарантий. Таким образом, нет необходимости для обеих сторон обмениваться ключами до обмена их первым зашифрованным сообщением..

Для небольших вещей, таких как электронная почта, асимметричная криптография хороша, но для крупномасштабного шифрования, такого как целые диски или резервные копии файлов, это слишком медленно. В большинстве крупных криптосистем сегодня используется гибридный подход; асимметричное шифрование используется для обмена симметричными ключами, а затем симметричные ключи используются для реальных процессов шифрования и дешифрования.

Несломанный зашифрованный текст

Учитывая наши вычислительные мощности сегодня, может показаться невероятным обнаружить некоторые очень старые шифротексты, которые еще не были расшифрованы.

Финальное письмо убийцы Зодиака

Убийца Зодиака был серийным убийцей, который терроризировал Калифорнию в течение нескольких лет в конце 60-х годов. За это время убийца отправил в полицию 4 шифровальных сообщения, четвертое из которых до сих пор не взломано.

Есть некоторые утверждения, что люди взломали этот последний шифр, но ничего, что не выдержало проверки.

Три заключительных сообщения Enigma

Не все сообщения Enigma были расшифрованы. Несмотря на то, что в этом нет особой военной ценности, существует проект Enigma @ Home, который пытается расшифровать несколько оставшихся сообщений 1942 года. Как и другие проекты @ home, такие как SETI @ Home, в проекте используются свободные циклы ЦП на компьютерах участников. попытка расшифровать последние сообщения.

Что дальше?

Вычислительные еще молодая наука. Мы по-прежнему работаем с «версией 1», что означает, что наши компьютеры по-прежнему ограничены функциями двоичных единиц и нулей. Квантовые вычисления, вероятно, следующая большая вещь в вычислениях, и она в корне изменит то, как работают компьютеры, вместо того, чтобы просто увеличивать вычислительную мощность для обработки большего числа единиц и нулей. Квантовая механика имеет это странное название «суперпозиция», что означает, что что-то может находиться в более чем одном состоянии, пока оно не наблюдается. Самым известным мысленным экспериментом, иллюстрирующим суперпозицию, является кот Шрёдингера, где кот в коробке является живым и мертвым, пока он не упадет в одно из этих состояний при наблюдении..

В вычислениях это означает, что кубиты (квантовые биты) могут иметь два состояния вместо одного состояния двоичного файла. Хотя бит может быть только 1 или 0, кубит может быть как с помощью концепции суперпозиции. Это не только делает сложную математику, подобную той, которая использовалась для вычисления больших чисел, почти тривиальной для выполнения, она также может предвещать конец атак Main-In-The-Middle.

Другим свойством квантовой передачи является понятие «интерференция». Интерференция — это поведение субатомных электронов, которые проходят через барьер и затем вновь собираются на другой стороне. Помехи могут иметь место только в том случае, если их никто не наблюдает (дерево, лес, кто-нибудь?). Следовательно, было бы теоретически невозможно перехватить сообщение, переданное через квантовую систему, без обнаружения. Путь электронов будет изменен при наблюдении, и помехи больше не будут возникать, что указывает на то, что сообщение было обнаружено. Лучший компьютер Quantum в настоящее время имеет несколько кубитов, но технология быстро развивается.

«Скитала» Люригена. CC Share-A-Like 3.0

Sorry! The Author has not filled his profile.

10 самых интересных фактов о кодах и шифрах

Необходимость скрывать содержание важных сообщений существует уже тысячи лет. Со временем люди находили все более и более сложные способы кодирования сообщений, поскольку простые способы кодировки декодируются с большей легкостью. На сегодняшний день в мире насчитывается тысячи способов сокрытия сообщений, но в этом обзоре мы рассмотрим только десять из них.

1. Стеганография

Стеганография является более древней, чем коды и шифры, и обычно её называют тайнописью, искусством скрытой записи. Например, сообщение может быть написано на бумаге, покрытой воском, и гонец должен проглотить его и таким образом обеспечить скрытность, а в нужный момент отрыгнуть, чтобы сообщение можно было прочитать. Другим способом является татуировка сообщения на гладко выбритой голове посланника, затем надо подождать, когда волосы опять вырастут, чтобы скрыть сообщение. Лучший способ тайнописи — это использование обычных предметов для сокрытия сообщения. В Англии был популярен метод тайнописи, для которого использовали обычную газету с крошечными точками под буквами на первой странице, которые указывали, какие буквы следует читать, чтобы получить сообщение. Некоторые люди могли составить сообщение, используя первые буквы каждого слова в каком-либо тексте или используя невидимые чернила. Конкурирующие страны могут так уменьшить текст, что целая страница текста становится размером с пиксель, который будет незаметен для постороннего глаза. Стеганографию лучше всего использовать в сочетании с кодом или шифром, так как существует риск, что тайное послание может быть обнаружено.

2. ROT1

Этот шифр знаком многим детям. Ключ к шифру очень прост: каждая буква алфавита заменяется на последующую букву, поэтому, А заменяется на Б, Б заменяется на В, и так далее. «ROT1» буквально означает «вращать на 1 букву вперед по алфавиту». Фраза, «Я все знаю» превратится в секретную фразу «А гтё кобя». Этот шифр предназначен для развлечения, потому что его, легко понять и использовать, и столь же легко расшифровать, даже если ключ используется в обратном направлении.

3. Перестановка

В перестановочном шифре буквы переставляются с использованием некоторых заданных правил или ключей. Например, слова могут быть записаны в обратном направлении, так что фраза «рад видеть вас» превращается во фразу «дар ьтедив сав». Другой перестановочный ключ заключается в перестановке каждой пары букв, так что предыдущее сообщение становится «ар вд ди те вь са». Такие шифры использовались для того, чтобы отправлять конфиденциальные сообщения во время Первой мировой войны и Гражданской войны в США. На первый взгляд, кажется, что сложные правила перестановки могут сделать эти шифры очень трудными. Однако, многие зашифрованные сообщения могут быть расшифрованы с использованием анаграмм или современных компьютерных алгоритмов, которые перебирают тысячи возможных ключей перестановки.

4. Код Морзе (Азбука Морзе)

Несмотря на свое название, код Морзе не является кодом — это шифр. Каждая буква алфавита, цифры от 0 до 9 и некоторые символы пунктуации заменены на последовательность коротких и длинных звуковых сигналов, которые часто называют «точка и тире». А становится «• — «, Б становится « — • • •» и так далее. В отличие от большинства других шифров, код Морзе не используется для сокрытия сообщений. Код Морзе начал широко применяться с изобретением телеграфа Сэмюэлем Морзе. Это было первое широко используемое электрическое приспособление для передачи сообщений на дальние расстояния. Телеграф произвел революцию в средствах массовой информации и позволял немедленно передавать сообщения о событиях, произошедшие в одной стране, по всему миру. Код Морзе изменил характер войны, позволяя обеспечивать мгновенную связь с войсками на большом расстоянии.

5. Шифр Цезаря

Шифр Цезаря (сдвижной), называется так потому, что он использовался Юлием Цезарем. Шифр состоит на самом деле из 33 различных шифров (количество шифров меняется в зависимости от алфавита используемого языка), по одной на каждую букву алфавита. «ROT1» является лишь одним из этих шифров. Человек должен был знать, какой шифр Цезаря использовать для того, чтобы расшифровать сообщение. 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 надежную защиту тайны сообщений, поскольку проверка 33-х различных ключей шифра займет относительно небольшое время.

6. Моноалфавитная замена

ROT1, шифр Цезаря и азбука Морзе относятся к одному и тому же типу — моноалфавитной замене, а это означает, что каждая буква алфавита заменяется в соответствии с ключом, другой буквой или символом. На самом деле их легко расшифровать, даже не зная ключа. Наиболее употребительной буквой в английском языке является буква Е. Таким образом, во многих моноалфавитных шифрах, наиболее употребительной буквой или символом также будет E (прим. переводчика. — в русском языке наиболее употребительная — это буква О). Вторая наиболее употребительная буква в английском языке — это T, и третьей является буква, А, поэтому эти две буквы также могут быть определены для дешифрования. С этой точки зрения, человек может расшифровать сообщение с использованием частотности английских букв, или он может искать почти полные слова, такие как «T_E», которое наиболее вероятным образом является «THE».

7. Шифр Виженера

Данный алгоритм является более сложным, чем моноалфавитныя замена. Его ключевыми словами являются, такие слова, как например «CHAIR». Первая буква сообщения с ключевым словом «CHAIR» будет закодирована с алфавитным шифром С, вторая буква с алфавитным шифром Н и так продолжается до последней буквы ключевого слова. Ключевое слово состоит всего из пяти букв, так что для шестой буквы сообщения снова будет использоваться алфавитный шифр С. Длительное времени считалось, что Шифр Виженера взломать невозможно. Чтобы его расшифровать, прежде всего, надо найти длину ключевого слова. Если ключевое слово состоит из пяти букв, то буквы с номерами 1, 6, 11, 16, 21, и т. д. будут соответствовать первой букве ключевого слова, и анализ частотности букв позволит расшифровать сообщение. Декодеровщик затем переходит на буквы 2, 7, 12, 17, и так далее. Если ключевое слово, действительно состоит из пяти букв, то расшифровать сообщение будет несложно. Если нет, то надо найти другое ключевое слово, и снова повторить процесс.

8. Подлинный код

В подлинном коде каждое слово заменено кодовым словом или номером в соответствии с ключом. Поскольку в сообщении может быть много слов, ключ, как правило, находится в книге кодов. Декодеровщик может посмотреть английское слово и найти соответствующее кодовое слово. Поскольку короткие сообщения трудно расшифровать с помощью анализа частотности букв, код должен быть чрезвычайно длинным, в противном случае анализ частоты употребления слова становится полезным в декодировании. По этой причине коды труднее расшифровать, чем шифры. Многие страны используют такие варианты кода, в которых каждый день используется новый код, чтобы предотвратить декодирование с помощью частотного анализа слов. Для повседневной жизни, однако, использование кодов — довольно утомительный процесс и книги кодов довольно громоздкие. Если книга кодов украдена, то код уже небезопасный, и необходимо составить новый код, а это требует огромного количество времени и усилий. Коды в основном полезны для богатых и влиятельных, которые могут делегировать эту работу другим.

9. Код Энигма

Код Энигма, который был очень сложным шифром, использовался немцами во время Второй Мировой войны. Для этого использовали машину Энигма, которая очень похожа на пишущую машинку, при нажатии на определенную букву на экране загоралась буква шифра. Машина имела несколько колес, которые были связаны с буквами проводами, для определения, какая буква шифра будет высвечиваться. Все машины Энигма были идентичны, и начальная конфигурация колес была ключом к шифрованию сообщений. Чтобы усложнить процесс, колесо должно было вращаться после того, как определённое количество букв было напечатано. Немецкое командование каждый день выдавало списки начальной конфигурации колес для использования в шифровании, так что все немецкие командиры использовали одну и ту же конфигурацию, и могли расшифровать сообщения друг друга. Даже когда союзники заполучили копию машины, они все равно не могли расшифровать сообщения, поскольку машина выдавала сотню триллионов возможных начальных конфигураций колес. Код Энигма был взломан польскими умельцами и окончательно расшифрован англичанами, которые использовали смекалку и компьютеры. Знание немецких коммуникационных систем дало союзникам значительное преимущество в ходе войны, а процесс взлома кода Энигма позволил создать первый прообраз компьютера.

10. Криптография с открытыми ключами

Это самый современный шифр, и он имеет несколько вариантов. Это шифр, который используется во всем мире, и имеет два ключа: один открытый и один личный. Открытый ключ — это большое число, доступное всем. Ключ является таким сложным потому что при делении можно получить только два целых числа (кроме 1 и самого числа). Эти два числа и есть личный ключ, и, если их перемножить, получится открытый ключ. Например, открытый ключ может быть 1961, следовательно, личный ключ — это 37 и 53. Открытый ключ используется для шифрования сообщения, и сообщение невозможно расшифровать без личного ключа. При отправке личных данных в банк, или когда ваша банковская карта обрабатывается машиной, данные зашифрованы именно таким образом, и только банк со своим личным ключом может получить к ним доступ. Причина, почему этот способ является настолько безопасным, заключается в том, что математически очень трудно найти делители больших чисел. Для улучшения безопасности до 2007 года компания «RSA Laboratories» выплачивала деньги любому, кто сможет найти два делителя для чисел, которые она предлагала. Вот сравнительно легкий пример, который стоил 1000 долларов, вам предлагается найти два 50-значных делителя для числа: 15226050279225333605356183781326374 29718068114961380688657908494580  12296325895289765400350692006139 (перенесено).

Игры-шифровки — Летидор

Когда-то мы со старшей Настей запоем играли в сыщиков и детективов, придумывали свои шифры, методы расследования. Потом это увлечение прошло и вот вернулось снова. У Насти появился жених Димка, который с упоением играет в разведчиков. Его увлечение разделила и моя дочь. Как известно, для того, чтобы передавать друг другу важные сведения, разведчикам нужен шифр. С помощью этих игр вы тоже узнаете, как зашифровать слово или даже целый текст!

Белые пятна

Любой текст даже без шифра может превратиться в трудночитаемую абракадабру, если между буквами и словами неправильно расставить пробелы.

Например, вот во что превращается простое и понятное предложение «Встречаемся на берегу озера» — «В стре чаем с Янабер егуоз ера».

Даже внимательный человек не сразу заметит подвох. Но опытный разведчик Димка говорит, что это самый простой вид шифровки.

Без гласных

Либо можно воспользоваться таким методом – писать текст без гласных букв.

Для примера привожу такое предложение: «Записка лежит в дупле дуба, который стоит на опушке леса». Шифрованный текст выглядит так: «Зпска лжт в дпл дб, ктр стт н пшке лс».

Тут потребуется и смекалка, и усидчивость, и, возможно, помощь взрослых (которым тоже иногда не вредно потренировать память и вспомнить детство).

Читай наоборот

Эта шифровка объединяет в себе сразу два метода. Текст нужно читать справа налево (то есть наоборот), причем пробелы между словами могут быть расставлены наобум.

Вот, прочтите и расшифруйте: «Нелета минвь дуб, маноро тсоп иртомс».

Второй за первого

Либо каждую букву алфавита можно обозначить следующей за ней буквой. То есть вместо «а» мы пишем «б», вместо «б» напишем «в», вместо «в» — «г» и так далее.

Опираясь на этот принцип можно составить необычный шифр. Мы, чтобы не запутаться, сделали для всех участников игры мини-шпаргалки. С ними намного удобнее пользоваться этим методом.

Разгадайте, что за фразу мы для вас зашифровали: «Тьъйлб г тжсйбмж фиобуэ мждлп – по ожлпдеб ож тойнбжу щмарф».

Заместители

По такому же принципу, как и предыдущий шифр, используется метод «Замена». Я читала, что его использовали для шифровки священных иудейских текстов.

Вместо первой буквы алфавита мы пишем последнюю, вместо второй – предпоследнюю и так далее. То есть вместо А – Я, вместо Б – Ю, вместо В – Э…

Чтобы было легче расшифровать текст, нужно иметь под рукой алфавит и листочек с ручкой. Смотришь соответствие буквы и записываешь. Прикинуть на глазок и расшифровать ребенку будет трудно.

Таблицы

Можно зашифровать текст, предварительно записав его в таблицу. Только заранее нужно договориться, какой буквой вы будете отмечать пробелы между словами.

Небольшая подсказка — это должна быть распространенная буква (типа р, к, л, о), потому что за редко встречающиеся в словах буквы сразу цепляется взгляд и из-за этого текст легко расшифровывается. Также нужно обговорить, какой по величине будет таблица и каким образом вы будете вписывать слова (слева направо или сверху вниз).

Давайте вместе зашифруем фразу с помощью таблицы: Ночью идем ловить карасей.

Пробел будем обозначать буквой «р», слова пишем сверху вниз. Таблица 3 на 3 (рисуем в клеточках обычного тетрадного листа).

Вот что у нас получается:
Н Ь И М О Т К А Й
О Ю Д Р В Ь А С Р
Ч Р Е Л И Р Р Е .

Решетка

Для того, чтобы прочесть текст, зашифрованный таким образом, вам и вашему другу понадобится одинаковые трафареты: листы бумаги с вырезанными на них в произвольном порядке квадратиками.

Шифровку нужно писать на листке точно такого же формата, как и трафарет. Буквы пишутся в клеточки-дырки (причем тоже можно писать, например, справа-налево или сверху-вниз), остальные клеточки заполняются любыми другими буквами.

Ключ в книге

Если в прошлом шифре мы готовили два трафарета, то теперь нам понадобятся одинаковые книги. Помню еще во времена моего детства мальчишки в школе использовали для этих целей роман Дюма «Три мушкетера».

Записки выглядели примерно так:
«324 с, 4 а, в, 7 сл.
150 с, 1 а, н, 11 сл….»

Первая цифра обозначала номер страницы,
вторая – номер абзаца,
третья буква – как надо считать абзацы сверху (в) или снизу (н),
четвертая буква – слово.

В моем примере нужные слова нужно искать:
Первое слово: на странице 324, в 4 абзаце сверху, седьмое слово.
Второе слово: на странице 150, в 1 абзаце снизу, одиннадцатое слово.

Процесс расшифровки небыстрый, зато никто из посторонних прочитать послание не сможет.

«Такое не взломает даже квантовый компьютер» – Огонек № 19 (5564) от 20.05.2019

Сенсация: в Бристольском университете якобы смогли прочесть самую таинственную рукопись мира — манускрипт Войнича. «Огонек» разобрался, как находят скрытое и расшифровывают тайное.

Британский лингвист Герард Чешир удивил мир: он утверждает, что смог прочесть легендарный манускрипт Войнича. Речь про иллюстрированный кодекс XV века, найденный книготорговцем Уилфридом Войничем и состоящий из 240 страниц загадочного текста с астрономическими знаками, растениями, сосудами и людьми. Правда, утверждается, что это вовсе не шифр, а текст на давно утраченном — протороманском — языке. Сам манускрипт представляет собой справочник по разным вопросам (в частности, по медицине и истории), составленный доминиканскими монахами для Марии Кастильской, королевы Арагона. Вся рукопись целиком пока не прочитана, но Герард обещает завершить начатое: еще в апреле он представил первые результаты на суд коллег и общественности в журнале Romance Studies. Остается дождаться реакции — такие сенсационные заявления звучат не в первый раз.

Сергей Владимиров, автор труда по защите информации, ученый (МФТИ)

Впрочем, вне зависимости от того, чем закончится история с манускриптом Войнича, можно смело констатировать: криптография сегодня на пике моды. В информационном поле то и дело всплывают новости о расшифровке таинственных посланий, а с экранов не сходят сериалы о специалистах-шифровальщиках. Сразу два таких сериала (отечественный «Шифр» и британский «Код убийства») напомнили о военной (и послевоенной) истории криптографии. С одной из самых известных легенд того времени — взлома немецкой шифровальной машины «Энигмы» — мы и начали разговор с ученым (МФТИ), автором труда по защите информации Сергеем Владимировым.

— Вы наверняка знаете про то, как британцы взломали «Энигму», кинематографисты не устают снимать фильмы на эту тему. Достижение и правда столь выдающееся?

— Как вам сказать… Некоторые считают, что благодаря взлому «Энигмы» длительность Второй мировой войны сократилась на пару лет. Напомню, что немцы использовали эту роторную машину для шифрования и расшифровки секретных сообщений, причем такие аппараты существовали и у американцев, и у нас. Однако история, конечно, приобрела всемирную известность благодаря своим масштабам: количество шифровок «Энигмы» исчислялось тысячами.

Приоритет в ее расшифровке принадлежит полякам — трем специалистам из «Бюро Шифров» — подразделения польской военной разведки. Сама «Энигма», по сути, представляла собой плохой полиалфавитный шифр, плохой в том смысле, что ключи соседних букв были связаны по определенным правилам — в механическом устройстве невозможно по-другому. Но если поляки занимались в основном ручной расшифровкой, то британцы из Блетчли-парка создали электромеханические машины, помогавшие взломать немецкий код. В том числе для взлома шифров они собрали первый в мире компьютер, вот почему эту историю трудно переоценить. К сожалению, науки у нас развиваются в тени войн. Первая мировая война — это механическая криптография и криптоаналитика (взлом шифров.— «О»), Вторая мировая — это Блетчли-парк и «Энигма»…

А вот вам еще один парадокс: «Энигма» стала известна именно потому, что ее взломали. Это как с разведчиками — мир узнает о них только тогда, когда их раскрывают.

— С «Энигмой» понятно. А что бы вы назвали главным событием в истории криптографии?

— Пожалуй, создание криптографии на открытых ключах, которая используется до сих пор. Это произошло уже в 1970-х. Понимаете, классическая симметричная криптография имеет дело с одним ключом, или кусочком информации, нужным для шифрования и последующей расшифровки. Допустим, таким ключом может быть цифра (в случае сдвига шифра по алфавиту, как в шифре Цезаря) или целая книга. Этот принцип не менялся тысячелетиями и остается актуален до сих пор. Однако в криптографии на открытых ключах нашли новый подход: теперь для шифрования нужен один ключ, а для расшифровки другой. Для нас, криптографов, это, конечно, была настоящая революция.

Текст на затылке

— Давайте ненадолго вернемся в прошлое. Когда люди впервые начали шифроваться и главное — что пытались скрыть?

— Насколько мне известно, самый ранний пример шифров — это древнеиндийский аналог русского «Домостроя», с разделом о женском календаре. Календарь был зашифрован, чтобы его не могли прочесть мужчины. Так что история криптографии насчитывает уже несколько тысяч лет.

— Насколько сложны были шифры древности?

— Судите сами: в знаменитом шифре Цезаря, изобретенном им самим, буквы «сдвигались» на определенное число по алфавиту. Выбирался ключ (например, число 3), а дальше вместо А ставилась третья буква — В, вместо Б — Г и так далее. Когда варвары видели зашифрованный таким образом текст, они думали, что это просто неизвестный им язык. Но долго этот шифр не продержался: его быстро научились «взламывать».

Интересно, что первые криптоаналитики появились еще раньше, одним из них был Аристотель. Он догадался, как взломать шифр, созданный с помощью скиталы. Напомню: скитала представляла собой палку, на которую тонкой лентой наматывался папирус. Далее вдоль палки на намотанную ленту писался текст, и когда папирус снимался — текст сразу становился не читаем. Просто набор букв. Это еще называется геометрическим шифром, когда мы меняем не сами буквы, а их положение в тексте. Так вот Аристотель взял конус, намотал на него ленту с шифром и просто стал сдвигать ее вдоль конуса, пока не получил читабельный текст.

— Остроумно. Похоже на соревнование брони и снаряда: чем лучше броня, тем бронебойнее снаряды…

— Совершенно верно! Например, довольно долго использовались моноалфавитные шифры (когда текст заменяется на другой согласно одному правилу, побуквенно), такой шифр применяла Мария Стюарт в своей секретной переписке. Правда, она использовала модернизированный вариант: шифровала одни и те же буквы разными символами… Однако ее переписку все равно смогли перехватить и расшифровать, а Мария поплатилась за это головой. Так что, когда моноалфавитные шифры стали совсем ненадежными, мир перешел на полиалфавитные (допустим, для четных букв используется одно правило шифрования, а для нечетных — другое). Но к началу XX века криптоаналитики научились взламывать большинство шифров. Главное, что нужно было угадать,— на сколько групп разбит нужный шифр, а затем «ломать» каждую из них. Наконец, настоящий прорыв случился в середине ХХ века — с появлением шифрования на открытых ключах. Если до этого криптография была своего рода искусством, то затем началась эра науки — математики.

— Надо было брать пример с Ленина, он, как известно, вообще писал молоком…

— А это уже стеганография, или искусство скрытого письма. Когда речь не столько про шифр, сколько про то, чтобы скрыть некий текст. Стеганографию тоже применяли в далекой древности, правда, необычно: на бритой голове раба писали сообщение, дожидались, пока волосы у него отрастут, и отправляли к адресату. Желательно, чтобы раб при этом еще был немым и не мог выдать своего секрета.

Самый надежный шифр

— Вернемся к шифрованию. Я навскидку назову так и не взломанные шифры: манускрипт Войнича, послания американского маньяка Зодиака… Почему их так и не смогли «расколоть»?

— А были ли связные тексты за этими шифрами? Например, в случае с манускриптом Войнича некоторые ученые уверены, что это просто случайный набор символов. Мистификация.

Я не утверждаю, что это именно так. Но тут встают и чисто математические сложности. Например, для полноценной расшифровки нужен большой объем текста, если его не хватает, ничего не получится. Или еще одна интересная проблема — соотношение длины ключа и длины текста. Если в манускрипте Войнича один ключ на всю книгу, тогда расшифровка возможна. Если же на каждой странице использовался свой ключ — дело безнадежное. Наконец, помните, что это просто игра: никаких экономических или военных плюсов расшифровка этого манускрипта не принесет, а значит, вполне вероятно, что за него не брались всерьез.

— Выходит, шифр, который нельзя расшифровать, все же существует?

— Конечно! Например, шифроблокноты, их до сих пор используются дипломатами. Это такие блокноты, которые прошиты с четырех сторон особыми нитками. На каждой странице — цифры, они являются ключом. Когда нужно зашифровать текст, берутся цифры с первой страницы, текст с их помощью зашифровывается, а затем страница срывается и сжигается. После шифровка пересылается адресату. У адресата есть точно такой же шифроблокнот с таким же ключом на нужной странице. С его помощью он и расшифровывает сообщение. Все! Идея шифроблокнота в том, что длина ключа, с помощью которого зашифровано сообщение, равна длине текста. При этом если ключ выбран случайно, то текст невозможно взломать при условии, что каждая буква шифруется по отдельности и никакой ключ не используется два раза. Такое не взломает даже квантовый компьютер. Точнее, способ взлома все-таки есть — его еще называют «метод утюга и паяльника». Но это уже другая история.

Один из основателей современной криптографии, американский математик Клод Шеннон, некогда придумал способ измерить то, насколько шифр надежен, с помощью теории вероятности. Так вот Шеннон доказал, что шифроблокнот — абсолютно надежный шифр. Никакими математическими методами его не взломать.

Ключи эпохи интернета

— А насколько современная криптография приблизилась к таким вот идеальным шифрам?

— Можно сказать, подошла вплотную. Смотрите: сейчас криптография строится на двух китах — той самой симметричной криптографии и криптографии на открытых ключах. Ну, например, симметричная криптография — в основе современных госстандартов шифрования. Сам ключ сегодня представляет собой большую формулу (по сути, с десяток страниц текста, описывающего процесс шифрования). Но, конечно, криптографы думают над тем, как сделать этот ключ меньше и при этом столь же стойким к взлому. Это развитие идей американца Клода Шеннона: попытка придумать алгоритм, когда маленький ключ может так замешать и запутать текст, что его нельзя «прочитать».

— И где такое шифрование применяется?

— Да, в общем, везде, просто в разных видах. Ну, например, в сотовой связи, когда ваш телефон вырабатывает ключ для связи с сотовой вышкой. Или при подключении монитора к компьютеру — они общаются друг с другом по зашифрованному каналу (это было сделано для того, чтобы пираты не могли скопировать видеосигнал). Или автомобильный брелок…

— А шифрование на открытых ключах?

— Спектр его применения тоже широк, но среди основных сфер — IT. В шифровании на открытых ключах, напомню, совсем другая основа — математика. Ну, например, взяли два больших простых числа, перемножили их и получили еще большее число. Теперь математическая проблема: как из этого восстановить простые числа? Например, число 15 легко раскладывается на 5 и 3. Но, когда у нас числа имеют размер в тысячи десятичных знаков, проблема с практической точки зрения уже становится нерешаемой.

Давайте я коротко напомню, как работает такое шифрование: мы шифруем информацию открытым ключом, а расшифровываем закрытым. При этом открытый ключ не составляет никакой тайны: то есть зашифровать сообщение с его помощью может любой. Но вот расшифровать может только получатель, у которого есть второй, закрытый, ключ. Плюс этой технологии в том, что для нее можно использовать открытые каналы связи, например интернет или мессенджеры.

— Правильно ли я понимаю, что блокчейн основан на той же технологии?

— Да, там используется криптография открытого ключа и немного симметричного шифрования. Например, чтобы перевести деньги с кошелька на кошелек, вы должны создать транзакцию и подписать ее своим открытым ключом.

Но если мы вспомним алгоритм майнинга биткойнов, то он несколько другой. Майнинг состоит в том, что вы перебираете числа одно за другим, применяете к ним криптографическую функцию и смотрите, что получилось на выходе. Как только на выходе получается число с определенным количеством нулей — ура! Вы откопали «монетку». Для чего здесь нужна криптографическая функция? Очень просто: для того, чтобы процесс нельзя было «провернуть» назад, узнать исходное число и майнить столько, сколько хочешь. Так вот здесь уже используется симметричное шифрование.

— Все равно как-то не верится, что все это нельзя взломать…

— Почему же нельзя. Бывают так называемые бэкдоры — лазейки, которые оставляют разработчики тех или иных криптографических средств. Например, печально известна микросхема Clipper для шифрования, которую пытались навязать всем американским разработчикам средств связи и защиты информации еще в 1990-х. Быстро выяснилось, что там была такая лазейка. Американцы встроили бэкдор и в свой стандарт генерации случайных чисел для криптографии. Его потом обнаружили и исключили, но осадочек остался.

— А что именно хотели получить наши спецслужбы в рамках знаменитого «пакета Яровой»? Речь там тоже шла о криптографии…

— Речь шла не о дешифровке, а о самом процессе передачи зашифрованной информации. Возьмем интернет.

Во многих социальных сетях общение людей зашифровано только на уровне «клиент — сервер», то есть его невозможно прочитать, пока оно «идет», зато непосредственно на сервере — сколько угодно. Там оно хранится в расшифрованном виде.

А вот в некоторых мессенджерах шифруется канал общения от пользователя до пользователя, то есть, по сути, до конкретного устройства. И когда компетентные органы обращаются к владельцу сервиса, чтобы получить текст сообщения, тот лишь разводит руками: он тоже видит его лишь в зашифрованном виде. Проблема в том, что расшифровать это невозможно, сколько законов ни принимай.

Наше светлое криптобудущее

Квантовая криптография — перспективное направление, но с ней связано еще много нерешенных инженерных проблем

Фото: Shutterstock / REX / Fotodom

— Давайте перейдем к квантовым компьютерам. Говорят, они скоро смогут «расколоть» любой шифр. Не верите?

— Не в ближайшие лет пять точно. Чтобы квантовый компьютер смог расшифровать более или менее длинный код, зашифрованный открытым ключом, ему понадобится объем, скажем, в 2 тысячи кубитов (это элементы для хранения информации в квантовом компьютере.— «О»). А сегодня успешно строят компьютеры примерно в 15 кубитов. Пока эта инженерная проблема не преодолена, квантовый компьютер неэффективен.

К тому же сейчас мир переходит на шифрование с помощью эллиптических кривых, они для квантового компьютера и вовсе крепкий орешек. Объясняю, как это работает: представьте, что мы можем складывать точки на параболе как числа или даже умножать их на целые числа. В таком случае можно узнать, какая точка была в начале, какую точку мы получили в конце. Но быстро понять, на какое число ее умножили, очень трудно. Эта чисто математическая проблема и лежит в основе эллиптической криптографии. Так вот квантовый компьютер сможет разве что сократить перебор вариантов на сколько-то порядков. Но если ключ сам по себе длинный, это бесполезно.

— Какие же тогда перспективы у криптографии? Как будем шифроваться в ближайшем будущем?

— В целом современная криптография переходит в прикладную область: создание не просто шифров, а правил их использования. Например, у вас есть сервер социальной сети, вы как пользователь пытаетесь к нему обратиться. Но где гарантия, что это не копия сервера, созданная злоумышленниками? Есть различные способы решения этой проблемы: допустим, организация доверенных серверов. Над этим и думаем.

Что же касается перспектив… К примеру, есть большой математический вызов: решение нелинейных уравнений в дискретном поле. Не буду сейчас вдаваться в подробности, но лишь отмечу, что, если их научатся быстро решать, симметричная криптография падет — такие шифры смогут легко взламывать.

Беседовал Кирилл Журенков

Самые захватывающие шифры в истории

Таинственные шифры, которые ученым так и не удалось расшифровать.

Как передать кому-то очень важное сообщение, которое сможет прочитать только один человек и больше никто другой? Разумеется, зашифровать его уникальными символами. Человечество изобрело шифр еще до нашей эры. Ученые до сих пор находят интересные артефакты, которые исписаны неизвестными символами, и такие находки ставят их в тупик. О самых интересных из них рассказывает автор ролика.

Во время Второй мировой войны в одном из старинных подвалов Лондона группа исследователей обнаружила странные листы бумаги. Несколько страниц было полностью исписано неизвестными науке символами. На листах смогли выделить около 50 уникальных символов. Ученые пришли к выводу, что этот шифр был изобретен масонами в 18 веке для передачи тайной информации. До сих пор специалисты со всего мира трудятся над расшифровкой этого послания, но пока еще никому не удалось разобраться в написанном.

Линейное письмо А — разновидность критского письма. Археологи находили пластинки с таинственными символами. По их данным, этот набор символов использовали несколько древнегреческих цивилизаций в период с 1850 по 1400 года до нашей эры. Следы линейного письма А находятся на Фестском диске — одной из главных археологических загадок на данный момент. Диск был сделан во втором тысячелетии до нашей эры. Специалисты считают, что все загадки диска кроются в линейном письме А.

В июне 1999 года Рикки Маккормик пропал таинственным образом. Рикки был обычным человеком без образования, который жил на пособие. Его тело нашли на кукурузном поле в американском штате Миссури. В карманах Рикки находились две записки с неизвестным шифром. Криптоанализ ФБР не смог расшифровать написанное. Записки обнародовали через 12 лет, и до сих пор никому неизвестно, что Рикки хотел сказать миру перед смертью. Родственники сказали, что он использовал такую технику кодирования посланий с детства, и никто, кроме него, не знал, как расшифровываются данные послания. А какой из шифров показался вам самым загадочным?

О недавно расшифрованных древних письменах вы можете узнать из другого нашего материала.

Поделись с друзьями:

10 самых сложных шифров и кодов в истории

Чтобы стать таким профессиональным криптоаналитиком, как легендарный Эйб Синьков и Алан Тьюринг, вам нужно отточить свои навыки. Давайте начнем с обратного отсчета некоторых из самых сложных и забавных кодов и шифров в мире.

10. Шерлок Холмс: шифр танцующих мужчин

Учитывая любовь Шерлока Холмса к зашифрованным личным сообщениям, похороненным в «колонке агонии» газеты The Times, сэр Артур Конан Дойл, возможно, неизбежно изобрел свою собственную. секретный алфавит в The Adventure of the Dancing Men .Сможете ли вы разгадать подстановочный шифр Конан Дойля? ‍

Подсказка: Найдите однобуквенные слова и подсчитайте, сколько раз появляется каждый символ. Также следите за апострофами или повторяющимися шаблонами букв.

Решение: Вы найдете больше о шифре Конан Дойля и его решении в Возвращение Шерлока Холмса , Приключения танцующих мужчин.
‍

9.Надписи на монетах китайской династии Юань Была предложена награда за помощь с загадочными монетами Китая
Китайские нумизматы сбиты с толку шестью многовековыми индийскими монетами, обнаруженными в провинции Хунань в 1960-х годах — настолько, что они предложили награду в размере 1500 долларов США. любой, кто сможет расшифровать надписи и пролить свет на офорты. Монеты были найдены в небольшом застекленном горшочке, который попал в музей города Цзиньши в 1980-х годах. Считается, что на лицевой стороне монет нанесено имя короля, написанное на редком арабском языке, но археологи озадачены гравюрами на обратной стороне монет.
Подсказка: монеты были произведены в Делийском султанате, главном мусульманском султанате на севере Индии, примерно в конце 13 века во времена китайской династии Юань.
‍ Решение: Вам нужно будет найти решение, чтобы получить призовые деньги.
‍
8. Сомертонский человек в Австралии Сомертонский человек — это загадочное австралийское убийство с загадочным поворотом
Австралия настолько одержима Сомертонским человеком, что власти эксгумировали его тело в 2021 году.Хорошо одетый мужчина был найден на пляже Аделаиды, упавшим на дамбу в 1948 году. У него не было удостоверений личности. Ярлыки с его одежды были сняты. В его кармане лежал разорванный листок бумаги, вырванный из сборника стихов Рубайят Омара Хайяма, с персидскими словами Тамам Шуд, , что означает «кончено». В самой книге был обнаружен еще один ключ: написанное от руки сообщение или код, который так и не был расшифрован. Коронер подозревал, что Сомертон Мэн был отравлен, но не мог быть уверен.Австралия надеется, что тесты ДНК наконец выявят его личность и причину смерти, но как насчет кода?

Подсказок: Подсказок нет, просто несколько любопытных совпадений. Код был написан в « рубайят» Омара Хайяма «», сборнике стихов, который не был найден на месте преступления. Позже химик Джон Фриман передал книгу полиции. На его страницах также был указан номер телефона Джесси Томсон, медсестры, которая утверждала, что не знала Сомертона Мэна.
‍ Решение: Не решено.
‍
‍ ‍
7. Криптографическая головоломка MIT «Time-Lock» — LCS35
Загадка MIT Рона Ривеста вдохновлена его алгоритмом Рон Ривест, соавтор алгоритма RSA — Алгоритм асимметричной криптографии для шифрования онлайн-коммуникаций — в 1999 году изобрел головоломку «временного замка». По оценке Ривеста, на ее решение уйдет 35 лет, но Бернар Фабро, бельгийский программист-самоучка, придумал решение на 15 лет раньше.t) (mod n) для заданных значений t и n.
Подсказка: Головоломка — это пример проверяемой функции задержки, что означает, что ответ может быть решен только после определенного количества шагов. Он использует идеи, описанные в документе Пазлы с временным замком и Crypto с ограничением по времени.
Решение: Здесь вы найдете описание решения.
6. Дорабелла Шифр  Эдвард Элгар отправил закодированные заметки дочери британского священника
Эдвард Элгар, составитель Enigma Variations , написал кодированные заметки Доре Пенни в конце 1800-х годов.Она была дочерью британского священника и моложе его на 17 лет. Однако если переписка была выражением любви, его самые сокровенные желания были потеряны для Доры. Она так и не расшифровала содержимое. Марк Питт, член специального оперативного подразделения полиции Кливленда, позже утверждал, что взломал код, используя вращающийся шифр и музыкальный шифр, но не раскрыл ответа.
Подсказка: Шифр состоит из 24 символов, каждый из которых состоит из 1, 2 или 3 приблизительно полукругов, ориентированных в одном из восьми направлений.
Решение: Питт считает, что шифр — это романтическая записка, и пишет книгу на эту тему.
5. Рукопись Войнича
Некоторые думают, что код Войнича не может быть подлинным
Криптографы до сих пор не смогли взломать код Войнича, что заставляет некоторых полагать, что это может быть обман. Издательство Йельского университета выпустило первую авторизованную копию загадочной загадки многовековой давности в 2015 году. Оригинальная иллюстрированная рукопись, датируемая XIV веком, написана от руки шрифтом, не имеющим отношения к европейским языкам.В алфавите до 28 знаков, которые используются без знаков препинания по всему тексту.

Подсказка: Имеются убедительные доказательства того, что многие из бифолиций книги были переупорядочены в разные моменты ее истории.

Решение: Не решено.
‍
4. Кодовая книга Кодовая книга содержит 10 задач
В 2000 году команда шведских компьютерных энтузиастов отбилась от тысяч соперников, чтобы взломать то, что было объявлено самой сложной задачей из когда-либо существовавших.Шведам потребовалось 70 лет компьютерного времени, чтобы расшифровать 10 кодов, начиная от древнегреческих шифров и заканчивая немецким кодом Enigma времен Второй мировой войны, изложенным в книге Саймона Сингха The Code Book . В книге также обсуждаются Человек в железной маске, арабская криптография, Чарльз Бэббидж и криптография с открытым ключом. Шведская команда была награждена 10 000 фунтов стерлингов (13 600 долларов США).
‍
Подсказка: Двигайтесь самостоятельно. На решение 10 головоломок у шведов ушло больше года.

Решение: Здесь вы найдете решения.
3. Kryptos в штаб-квартире ЦРУ Решены только три из четырех панелей Kryptos
Головоломка Kryptos в штаб-квартире ЦРУ в Лэнгли, штат Вирджиния, сбивает с толку агентов, ученых, компьютерных ученых и всех, кто мечтает ее решить. . 12-футовая медная статуя, установленная в 1991 году, кажется, отображает набор случайных букв, но это загадка для веков. Расшифрованы только три отрывка из четырех. Вы можете это решить? Вот загадка Криптоса полностью:
Подсказки: Северо-восток, Берлин и часы — это подсказки к загадке Криптоса.

Решение : Вот частичное решение, найденное АНБ.
2. Zodiac Killer Французский инженер утверждает, что взломал последние шифры убийцы Zodiac
Французский инженер Файсал Зирауи утверждает, что взломал два последних шифра убийцы Зодиака, которые ломали полицию Калифорнии более 50 лет. Не все уверены, но это не значит, что он неправ. Зирауи также утверждает, что знает имя убийцы, и отправил свои выводы в ФБР и Департамент полиции Сан-Франциско.Ни один из них не дал комментариев, ссылаясь на продолжающееся расследование.
‍
Подсказка: Зирауи использовал ключ Z340 и перевел оставшиеся буквы в числовые цифры, используя A для 1, B для 2, C для 3 и так далее. В итоге он получил набор из 13 номеров.
Решение: Читайте решение и — если Зирауи прав — имя убийцы Зодиака.
1. Документы Биля Достигнут прогресс в разгадывании второго шифра Биля

Документы Биля — это карта спрятанного сокровища или розыгрыш? Тот, кто взломает код 19 века, может обнаружить золото, серебро и драгоценности на 50 миллионов долларов — или потратить кучу времени.Как гласит история, Томас Дж. Бил приехал в Линчберг, штат Вирджиния, в 1820 году, где он оставался на короткое время, не говоря уже о своем прошлом или целях своего визита. Он оставил сейф у хозяина отеля и исчез. В конце концов, в 1845 году запертый ящик был открыт, и внутри были обнаружены листы бумаги, заполненные числами. Они якобы раскрыли информацию о закопанном сокровище с обещанием ключа для разблокировки шифров, но ключ так и не был получен.

Подсказка — Второй шифр Била содержит около 800 чисел, начиная с последовательности; 115, 73, 24, 807, 37… Каждое число соответствует слову в Декларации независимости.

Решение : не решено. Однако по второй криптограмме Била был достигнут прогресс. Щелкните здесь, чтобы увидеть три шифровальных текста Била и справочную информацию.
‍
‍
Практическая криптография
Классические алгоритмы были изобретены еще до компьютера примерно до 1950-х годов. Список ниже примерно упорядочен по сложности, наименее сложный вверху.
Классические шифры — это криптографические алгоритмы, которые использовались в прошлом (до Второй мировой войны).Некоторые из них когда-либо использовались только любителями (например, Bifid), в то время как некоторые из них использовались армиями для защиты своих коммуникаций на высшем уровне (например, ADFGVX).
Ни один из этих алгоритмов не является очень безопасным с точки зрения защиты информации (с сегодняшними компьютерами, чтобы взломать их), поэтому, если требуется реальная безопасность данных, вам, вероятно, следует обратить внимание на современные алгоритмы.
Шифр Атбаша — это шифр подстановки с определенным ключом, в котором буквы алфавита меняются местами.Т.е. все As заменяются на Zs, все B заменяются на Ys и так далее.
Шифр ROT13 на самом деле не шифр, а просто способ временно скрыть информацию. Его часто используют, чтобы скрыть, например спойлеры фильмов.
Шифр Цезаря (он же шифр сдвига, Код Цезаря или Цезарь Сдвиг) — один из самых ранних известных и простейших шифров.
Тип простого подстановочного шифра, который очень легко взломать.
Простой шифр транспонирования.
Шифр Бэкона является «двулитеральным» шифром, то есть в нем используются только 2 символа. Это подстановочный шифр.
Квадрат Полибия по существу идентичен простому шифру подстановки, за исключением того, что каждый символ открытого текста зашифрован как 2 символа зашифрованного текста.
Простой шифр, используемый правительствами на протяжении сотен лет.Код предназначен для шифрования, дешифрования и криптоанализа.
Номенклатура представляет собой смесь подстановочных шифров и кодов, широко использовавшихся в средние века. Коды в различных формах использовались до недавнего времени.
Еще один простой шифр транспонирования, в котором буквы расположены в ряды, а столбцы транспонированы в соответствии с ключом.
Шифр Autokey тесно связан с шифром Виженера, он отличается тем, как генерируется ключевой материал.Шифр Autokey использует ключевое слово в дополнение к открытому тексту в качестве ключевого материала, это делает он более безопасен, чем Виженера.
Очень похож на шифр Виженера, но немного другой алгоритм.
Шифр Porta — это полиалфавитный шифр подстановки, который использует ключевое слово для выбора алфавита для шифрования букв.
Шифр Running Key похож на шифр Виженера, но ключ обычно представляет собой длинный фрагмент неповторяющегося текста.Это затрудняет взлом в целом, чем шифры Виженера или Автоключ.
Более сложный полиалфавитный шифр замещения. Код предназначен для шифрования, дешифрования и криптоанализа.
Шифр гомофонической замены — это шифр замены, в котором отдельные буквы открытого текста могут быть заменены любой из нескольких букв зашифрованного текста. Их, как правило, гораздо труднее взломать, чем стандартные подстановочные шифры.
Алгоритм, изобретенный Феликсом Деластелем, опубликованный в 1902 году
Алгоритм, основанный на теории матриц. Очень хорошо распределяется.
Метод шифрует пары букв (диграфов) вместо отдельных букв, как в простом подстановочном шифре. Таким образом, шифр Playfair значительно труднее взломать, поскольку частотный анализ, используемый для простых подстановочных шифров, с ним не работает.
Шифр транспонирования с дроблением. Использовался немцами во время Первой мировой войны, но сломан французами. Довольно сложно взломать шифр.
Шифр транспонирования с дроблением. Используется немцами во время Первой мировой войны, тесно связан с ADFGVX (обратите внимание на дополнительную букву V в названии).
Шифр транспонирования с дроблением.Используется только криптографами-любителями. Достаточно легко может быть сломан.
Замещающий шифр с заменами переменной длины.
Шифр транспонирования с дроблением. Вариант Bifid.
Base64 на самом деле не является шифром, но я вижу, что он все время используется для «шифрования» текста, поэтому получает почетное упоминание.
Fractionated Morse сначала преобразует открытый текст в код Морзе, затем зашифровывает блоки кода Морзе фиксированного размера обратно в буквы.Эта процедура означает, что буквы открытого текста смешиваются с буквами зашифрованного текста, т.е. одна буква открытого текста не отображается на одну букву зашифрованного текста.
секретных кодов для детей: шифры, которые можно попробовать дома или в классе
В нашей семье мы любим играть с секретными кодами для детей.
Думаю, это началось, когда я был маленьким, и ~~мои родители~~ Пасхальный кролик устраивал для меня и моего брата охоту за мусором, чтобы каждый год находить наши пасхальные корзины.Мы просыпались от одной подсказки и должны были следовать ей до следующей подсказки, а затем до тех пор, пока не нашли наши корзины.
В детстве, а теперь и во взрослой жизни, я любил создавать секретные коды и оставлять людям подсказки для поиска особых вещей.
Я использовал для своих учеников мини-охоты на мусорщиков, чтобы они могли практиковать свои навыки чтения.
И теперь я использую секретные коды со своими детьми, чтобы проверить не только их навыки чтения, но также их критическое мышление и логические навыки.
Что в этом сообщении?
В этом посте вы найдете много полезной информации о секретных кодах для детей, включая краткую историю криптографии, объяснение разницы между кодами и шифрами, а также информацию о пяти кодах и шифрах, которые использовались в разное время на протяжении всей истории. для передачи сообщений.
Для каждого из пяти кодов и шифров, представленных в этом посте, я создал печатную форму, которую вы можете загрузить с инструкциями о том, как зашифровать и декодировать сообщения с использованием этого кода / шифра.
Краткая история криптографии
Криптография — это использование кодов и шифров для сохранения информации в секрете. Есть записи, свидетельствующие о том, что криптография использовалась тысячи лет.
Исторически сложилось так, что методы криптографии в основном включали использование ручного и бумажного шифрования или простых механических средств. Например, на глиняных табличках, найденных в Месопотамии с 1500 г. до н.э., был зашифрован рецепт глазури для керамики. И ученые-ивриты использовали шифры подстановки еще в 500 или 600 годах до нашей эры.
В наше время возможность отправлять зашифрованные сообщения имеет жизненно важное значение во время военных действий. Например, во время Второй мировой войны США нанимали и обучали «шифровальщиков» навахо. Эти говорящие с кодом создали код, используя свой родной язык навахо, внося свой вклад в военные действия США против сил оси, позволяя ретранслировать секретные сообщения. (Вы можете перевести свой текст в код навахо, используя этот текст в переводчике кода навахо.)
С появлением современных вычислений были разработаны более сложные и эффективные средства шифрования.Современная криптография опирается на такие сложные и продуманные схемы шифрования, что они больше не подходят для ручки и бумаги и должны решаться машиной.
Коды и шифры
Криптография использует как коды, так и шифры. Но в чем разница?
Коды основаны на семантике или значении языка. Пример кода, используемого говорящими на навахо для слова «самолет», — это «wo-tah-de-ne-ih». (Если интересно, просмотрите также весь словарь говорящего по коду навахо.)
В отличие от кодов, шифры основаны на синтаксисе или символах. Шифры обычно представляют собой просто набор инструкций (алгоритм) для преобразования одного набора символов (например, букв) в другой набор символов (например, чисел или пиктограмм). Пример простого буквенно-цифрового шифра: A = 1, B = 2, C = 3 и т. Д.
При этом, хотя коды и шифры и разные, термины часто используются как взаимозаменяемые. Например, азбука Морзе технически является шифром, а не кодом.Тем не менее, он называется кодом Морзе , а не кодом Морзе .
Компьютер раннего взлома кода
Развлечения с секретными кодами для детей
Код Морзе
Код Морзе преобразует буквы и цифры в серию точек и тире (иногда называемых точками и тире).
В коде Морзе длительность каждого тире в три раза превышает продолжительность каждой точки. За каждой точкой или тире в символе следует период отсутствия сигнала, называемый пробелом , , равным по продолжительности точке.
Код Морзе
хорошо подходит для передачи через звук с использованием звуковых тонов. Об этом также можно сообщить визуально с помощью мигалок. Хотя код не предназначен для передачи в письменном формате, он также может быть написан.
Если вы хотите играть с азбукой Морзе, скачайте мою бесплатную распечатку «Веселье с кодом Морзе». Эта печатная форма включает в себя немного справочной информации о коде Морзе, инструмент шифрования для создания ваших собственных сообщений кодом Морзе и инструмент декодирования для расшифровки сообщений кодом Морзе.
Или упростите себе жизнь и обновите мой пакет «Коды и шифры», который включает в себя дополнительные рабочие листы и задания для детей, чтобы практиковать свои навыки азбуки Морзе.
Шифр свиньи
Шифр Pigpen — простой, но забавный шифр подстановки. Каждой букве алфавита соответствует геометрический символ.
Если вы хотите поиграть с шифром Pigpen, скачайте мою бесплатную версию для печати Fun with Pigpen Cipher. Эта печатная форма включает историческую информацию о шифре Pigpen (знаете ли вы, что есть надгробия с символами Pigpen?), А также инструмент шифрования / дешифрования для создания и расшифровки сообщений Pigpen.
Или упростите себе жизнь и обновитесь до моего развлекательного пакета «Коды и шифры», который включает в себя рабочие листы и задания для детей, чтобы попрактиковать свои навыки шифрования Pigpen.
Шифр Цезаря Shift
Шифр Caesar Shift назван в честь Юлия Цезаря, так как он использовал этот шифр для шифрования сообщений. Однако это не очень сложный шифр, поэтому сообщения, отправленные с этим шифром, не оставались секретными очень долго.
В шифре Caesar Shift каждая буква алфавита «сдвигается» на некоторое фиксированное число.Сдвиг называется «ROT», что означает «вращение».
Например, при сдвиге ROT1 A становится B, B становится C и так далее. С другой стороны, при сдвиге ROT13 A становится N, B становится O, C становится P и т. Д.
Чтобы декодировать сообщение, отправленное с использованием шифра Caesar Shift, человек должен знать, какой сдвиг был использован.
Если вы хотите поиграть с шифром Caesar Shift, скачайте мою бесплатную распечатку Fun with Caesar Shift Cipher. Эта печатная форма включает историческую информацию о шифре Caesar Shift и инструменте шифрования / дешифрования для создания и расшифровки сообщений Caesar Shift.
Если вы как родитель или учитель хотите создавать сообщения в шифре Цезаря Сдвиг, чтобы их дети или ученики расшифровывали, вы, безусловно, можете сделать это вручную. Или делаю то, что делаю я, и использую текст для переводчика шифров Caesar Shift. Обязательно укажите желаемый сдвиг (ROT) для вашего шифра перед шифрованием сообщения.
Или упростите себе жизнь и обновитесь до моего развлекательного пакета «Коды и шифры», который включает в себя рабочие листы и задания для детей, чтобы практиковать свои навыки шифрования Caesear Shift.
Атбаш Шифр
Шифр Атбаша — это простой моноалфавитный шифр подстановки, первоначально использовавшийся для шифрования еврейского алфавита. С помощью этого шифра мы просто берем алфавит и сопоставляем его с обратной стороной.
Таким образом, когда шифр Атбаш используется в английском языке, A становится Z, B становится Y, а C становится X.
Если вы хотите поиграть с шифром Atbash, скачайте мою бесплатную печатную версию Fun with Atbash Cipher. Эта печатная форма включает историческую информацию о шифре Atbash и инструменте шифрования / дешифрования для создания и дешифрования сообщений Atbash.
Если вы как родитель или учитель хотите создавать сообщения в шифре Атбаш для декодирования вашими детьми или учениками, вы, безусловно, можете сделать это вручную. Или делаю то, что делаю, и использую переводчик текста в шифр Атбаш.
Или упростите себе жизнь и обновите мой пакет «Коды и шифры», который включает в себя рабочие листы для детей, чтобы практиковать свои навыки шифрования Атбаш.
Шифр Playfair
Шифр Playfair — это шифр подстановки орграфа, который значительно труднее декодировать, чем любой из однобуквенных кодов подстановки, перечисленных выше.
В этом шифре используется таблица с буквами, расположенными в сетке 5 x 5. (Одна буква алфавита — часто J — опускается и обычно заменяется на I. Затем пары букв помещаются в сетку и кодируются путем сдвига вправо в случае двух букв в одной строке, сдвига вниз в в случае двух букв в одном столбце или смещение в соответствующий угол в случае, если две буквы образуют прямоугольник в сетке.
Пожалуй, наиболее известное использование шифра Playfair Cipher было, когда будущий президент Соединенных Штатов Джон Ф.Кеннеди, использовал его во время Второй мировой войны, чтобы передать сообщение о том, что его корабль был сбит японским эсминцем.
Если вы хотите поиграть с шифром Playfair, скачайте мою бесплатную распечатку Fun with Playfair Cipher. Эта печатная форма включает историческую информацию о шифре Playfair и инструменте шифрования / дешифрования для создания и дешифрования сообщений Playfair.
Если вы как родитель или учитель хотите создавать сообщения в шифре Playfair для декодирования вашими детьми или учениками, вы, безусловно, можете сделать это вручную.Или делаю то, что делаю я, и использую текст для переводчика шифров Playfair.
Или упростите себе жизнь и обновите мой пакет «Коды и шифры», который включает в себя рабочие листы для детей, чтобы практиковать свои навыки шифрования Playfair.
Готовы повеселиться с кодами и шифрами?
Купите набор «Коды и шифры» и получите БОНУС «Охота за сокровищами секретного кода» БЕСПЛАТНО!
Коды и шифры Fun Pack
$ 3,49 В корзину
Или получите инструменты шифрования без дополнительных действий (или бонусной охоты за мусором):
23 загадочных факта о секретных кодах и шифрах
Шпионаж, тайные знания, иногда просто для развлечения — на протяжении всей истории криптографы разрабатывали все более сложные коды и все более элегантные способы их решения.Сегодня с помощью компьютерных алгоритмов и искусственного интеллекта мы можем взломать некоторые из самых стойких секретных кодов, но при этом все еще остаются загадочные, неразрушимые шифры. Вот 23 загадочных факта о кодах и шифрах.
23. Золотой жук
«Криптография» — это изучение кодов, их создания и взлома. Хотя создание кода так же старо, как и само письмо, термин «криптограф» появился только в 19 веке, когда Эдгар Аллан По использовал его в своем рассказе «Золотой жук.”
22. Большая тайна «А»
Линейное письмо А, письменность древней критской культуры, встречается на сотнях табличек и содержит сотни знаков. Некоторые из этих символов снова появляются в другом древнем письме, линейном письме B. Но в то время как линейное письмо B в основном декодировано (и происходит от линейного письма A), линейное письмо A кажется полностью независимым языком, не имеющим прямых предков. Расшифровка линейного письма А может рассказать нам не только о загадочных древних критянах, но и о том, как эволюционировал наш собственный алфавит.
21. Текущие дисковые использования
Диск Файтоса, глиняный диск, относящийся к бронзовому веку, имеет символы, напоминающие символы линейного письма А, и некоторые символы, которые напоминают символы линейного письма Б. Решение диска Файтоса было бы огромным делом, и многие люди пришли сюда. Форвард утверждает, что наконец-то расшифровал сценарий, но никакое объяснение не получило широкого признания.
20. В долине
Мы предполагаем, что индская письменность была системой письма, разработанной в долине Инда еще в 3500 году до нашей эры.Он состоял из 417 различных символов. К сожалению, индусский сценарий можно найти только в очень коротких сообщениях, что делает его очень и очень трудным для расшифровки.
19. Папирус Oxyrhyncus 90
Содержимое Papyrus Oxyrhyncus 90 прямолинейно и даже обыденно: это просто квитанция на получение зерна. Но внизу две строчки, составленные из древнегреческих букв, которые кажутся полной тарабарщиной. Исследователи пытались разобраться в этом более века.
18.Ронгоронго
Таинственна, как массивные каменные головы, которые смотрят на звезды с острова Пасхи, — это «ронгоронго», система письма, оставленная людьми Рапа Нуи. Со сценарием, который чередуется слева направо и справа налево на странице, ронгоронго еще предстоит расшифровать, но историки надеются, что это поможет им узнать больше об этой загадочной культуре.
17. Винча
Набор из более чем 5000 символов, используемых в Центральной и Юго-Восточной Европе, возможно, является самой старой системой письма.Символы появляются в кратких заметках и датируются эпохой неолита. Как и в сценарии долины Инда, краткость примечаний делает невозможным перевод, и они могут вообще не составлять язык.
16. Просто погуглите!
Рукопись Войнича, одна из самых известных и загадочных средневековых рукописей, на протяжении столетий озадачивала ученых своими странными рисунками и неразборчивым почерком. С помощью искусственного интеллекта исследователи только начинают разбирать этот загадочный текст.В 2018 году канадские исследователи, возможно, смогли перевести предложение книги с помощью алгоритма и, если серьезно, Google Translate.
15. Кодекс Рохонков
Не такой известный, как Рукопись Войнича, но столь же загадочный, это Кодекс Рохонков. С момента его открытия в 19 веке большинство ученых отвергли это как мистификацию; это не облегчает расшифровку 792-символьного алфавита.
14. Вот в чем вопрос
Фрэнсис Бэкон разработал сложную систему письма, основанную на двоичных кодах и шрифтах, позволяющую ему скрывать сообщения в совершенно непритязательных текстах.Некоторые ученые даже полагают, что Бэкон спрятал в Первых фолиантах Шекспира доказательства того, что он, а не Шекспир, был настоящим автором пьес.
13. Захороненные сокровища
«Шифры Биля», опубликованные в 1885 году, как говорили, раскрыли огромное сокровище, оставленное авантюристом Томасом Дж. Билом своему другу Роберту Морриссу. Трудно сказать, является ли Сокровище Биля мистификацией или нет, и даже если коды являются действительно разрешимыми кодами. Это не остановило искателей сокровищ.
12.Сломай это
Слово «криптография» происходит от греческого « kryptos », что означает «скрытый, секретный», и греческого « graphein » или «писать».
11. Ой.
В 1939 году криптолог Александр Д’агапейев написал Codes and Ciphers , руководство для начинающих по искусству создания и разблокировки кодов. В конце книги он включил несколько «сложных шифров», чтобы помочь своим читателям отточить свои навыки взлома кода. Была только одна проблема: Д’агапейев забыл метод, который он использовал для создания этих кодов.До сих пор никто не смог их перевести, и они не вошли в будущие издания его книги.
10. Загадочный
На протяжении Второй мировой войны силы Оси полагались на Enigma Machine, механический кодировщик, разработанный в 1918 году, чтобы скрыть свою повседневную связь. Из-за немецкой модернизации машин эти сообщения считались неразборчивыми до 1941 года, когда Алан Тьюринг изобрел машину для защиты от шифрования и систематический метод взлома кода.
9.Код загадки
Когда он взломал код Enigma, по оценкам экспертов, Алан Тьюринг сократил войну как минимум на два года. Это также означало, что взлом кода спас около 14 миллионов жизней.
8. Тамам Шуд
Мужчина моется на австралийском пляже. У него нет удостоверения личности, нет денег — на его одежде даже нет бирок. Единственный ключ к разгадке его личности — это клочок бумаги со словами «Тамам Шуд», которые означают «закончился» или «закончился», и взятый из персидского сборника стихов.Каким-то чудом книга, из которой был взят клочок бумаги, была найдена, но тайна только усугубляется: внутри книги неразрывный код и номер телефона молодой медсестры, которая отрицает, что когда-либо видела этого человека в своей жизни.
7. Военный корреспондент
В 2012 году мужчина в графстве Суррей, Великобритания, чистил дымоход, когда обнаружил мертвого голубя. Ничего необычного, если не считать, что у этого голубя к ноге была прикреплена записка. Записка, адресованная X02 и подписанная Sjt. W. Stot был одним из сотен, отправленных голубями во время Второй мировой войны.Однако значение этого сообщения военного времени остается неизвестным.
6. Криптос
Скульптура Джима Сэнборна «Криптос», памятник шпионам и взломщикам кодов ЦРУ, стоит перед офисом ЦРУ в Лангли, штат Вирджиния. С помощью бывшего агента ЦРУ Эда Шейдта Сэнборн изобрел четыре шифра, которые будут использоваться в его скульптуре. Первые три раскрыты, но кажется, что даже ЦРУ не может понять четвертого.
5. Зодиакальный убийца
Зодиакальный убийца терроризировал жителей и насмехался над детективами в районе залива в конце 1960-х и 1970-х годах, убив целых 37 человек, прежде чем исчезнуть навсегда.В шквале писем, отправленных в газеты, убийца опубликовал серию кодов, которые, как мы полагаем, включают информацию о его истинной личности. Из четырех отправленных закодированных сообщений было расшифровано только одно.
4. Коды, поставившие в тупик нобелевского лауреата
Ричард Фейнман, лауреат Нобелевской премии по физике, работавший над Манхэттенским проектом, получил три шифра от неизвестного коллеги из лаборатории Лос-Аламоса. Фейнман смог разгадать первую, отрывок из Кентерберийских рассказов, , но умер, не успев разгадать две последние.Они остаются проблемой для интернет-криптографов-любителей.
3. Против времени
В Массачусетском технологическом институте ждет сокровище. Он спрятан в свинцовой шкатулке высотой в один метр, и единственный способ получить его — это взломать 616-буквенный код, который запечатывает сокровище. Этот код, разработанный Роном Ривестом в честь 35-летия Массачусетского технологического института, должен взломать 35 лет. — если только кто-то не сможет найти ярлык.
2. Рики Маккормик
В 1999 году тело Рики МакКормика было найдено в поле недалеко от Св.Луис, штат Миссури. Он отсутствовал три дня. Вскрытие не показало следов насилия; он просто умер и попал в поле. После 12 лет тупика полиция выпустила две записки, найденные в карманах Маккормика, — казалось бы, случайный беспорядок писем, который, как надеется полиция, раскроет тайну его смерти.
1. Возникла утечка
В 2017 году произошла утечка тысяч секретных документов киберразведки ЦРУ, и они шокирующе показали, что хакеры ЦРУ сосредоточились на взломе кодов смартфонов и компьютеров и работали с британской разведкой, пытаясь найти способ взломать телевизоры, чтобы использовать их в качестве слежки. устройств.WikiLeaks, опубликовавший документы, утверждает, что это «самая большая утечка секретных документов ЦРУ».
Источники: 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
Увлекательная история шифров и криптографии: Шварц, Элла, Уильямс, Лили: 9781681195148: Amazon.com: Книги
Gr 4–8-Schwartz предоставляет исчерпывающий и интригующий обзор криптографии, шифрования, взлома и кибербезопасности. Начиная с просто закодированных сообщений и шифров, книга следует за логическим развитием все более сложных кодов на протяжении исторического и современного использования.Читателям предоставляется возможность изучать и практиковать настоящие коды, а также способы изучить, как шифры и методы шифрования в настоящее время используются военными, секретными службами, предприятиями и даже спортивными командами. Математические связи включены, поскольку книга демонстрирует, как компьютерное шифрование использует простые числа ошеломляющего размера. Шварц также объясняет распространенные методы кибербезопасности, такие как вторичная аутентификация и биометрия. Иллюстрации и фотографии поясняют представленные концепции.Книга завершается задачей по взлому кода, которая направляет читателей к подсказкам, разбросанным по главам (не видно). Эта книга будет интересна юным читателям, интересующимся историей, технологиями, математикой, загадками и шпионажем. Охват кодов, от простых до сложных, делает его доступным для старшеклассников, но при этом остается сложной задачей и заставляет задуматься читателей средней школы. Особенно увлекательно включение рассказов об известных кодах, которые еще предстоит расшифровать.Особую ценность представляет обсуждение этики конфиденциальности информации. ВЕРДИКТ Охватывает все основы интересной и актуальной темы; достойное дополнение к любой коллекции, особенно там, где популярны темы STEM. — Келли Джанг, Начальная школа Южного парка, Иллинойс
«Широкий и ясный обзор криптографических стратегий. Они варьируются от стеганографии и подстановочных шифров до аутентификации второго фактора и других последних тенденций в кибербезопасности. Она также предоставляет читателям множество различных закодированных примеров для расшифровки на практике, увенчанных последней проблемой, которую нужно вернуть и вернуться. найти ключи к секретному сообщению, которое было распространено повсюду.Ее подробное описание того, как работала машина German Enigma (и была взломана группой Bletchley Park во время Второй мировой войны) действительно «увлекательно», как и тщательный анализ до сих пор нерешенных сообщений, таких как современная надпись Kryptos за пределами штаб-квартиры ЦРУ. «- Kirkus Reviews
» Эта неизменно популярная тема ведет детей к рассказам о войне и шпионаже, а также к лучшим способам передачи сообщений в классе. Здесь Шварц обсуждает часто используемые пути кода Цезаря, масонских символов и машины Enigma, с множеством возможностей попробовать свои силы в шифровании и дешифровании, а также объясняет, как шифрование жизненно важно для безопасности в Интернете и затрагивает все формы онлайн и сотовая связь.Необходимые математические концепции, используемые для усиления паролей, плавно рассматриваются (и некоторые учителя могут быть заинтересованы в обсуждении Шварцем практического использования простых чисел), наряду с такими восхитительными лакомыми кусочками, как незаконное простое число, которое может разблокировать шифрование DVD. Мультипликационные иллюстрации радуют, как и общий оптимизм Шварца в отношении кибербезопасности и хакерства в белых шляпах. Для учеников среднего класса, интересующихся взаимодействием шифрования и своей личной безопасностью »- Бюллетень Центра детской книги
Об авторе
Элла пишет художественные и научно-популярные книги для юных читателей.Она всегда задает вопросы и пытается узнать новое. Книги, которые она пишет, предназначены для детей, которые так же любопытны, как и она.
Помимо написания книг, Элла занимается вопросами кибербезопасности, взаимодействуя с федеральным правительством США по стратегическим технологическим инициативам. Она имеет степень бакалавра и магистра инженерных наук Колумбийского университета.
Когда она не работает, не пишет или не тренируется, чтобы пробежать марафон, она участвует в информационно-просветительских инициативах по продвижению женщин в науке и повышению научной грамотности.
Элла живет на Лонг-Айленде, штат Нью-Йорк, с мужем и тремя сыновьями. Ее любимый цвет — розовый, но в ее доме редко бывает что-то розовое.
Посетите Эллу на ее веб-сайте ellasbooks.com. Следите за ней в Twitter @ellaschwartz и Facebook facebook.com/EllaSchwartzAuthor/
—
Лили Уильямс выросла в Северной Калифорнии, где с отличием окончила Калифорнийский колледж искусств со степенью бакалавра искусств в области анимации. Среди ее детских книг Если исчезли акулы и Если белые медведи исчезли .
Уильямс стремится вдохновить на изменения в мире, привлечь аудиторию и обучить всех возрастов своей практике визуального развития, иллюстрации и анимации. Ее работы можно увидеть в кино, в печати и в учебных аудиториях по всему миру, и они были использованы для принятия законодательства в Сенате США.
шифр | Определение, типы и факты
шифр , любой метод преобразования сообщения, чтобы скрыть его смысл. Этот термин также используется как синоним зашифрованного текста или криптограммы в отношении зашифрованной формы сообщения.Далее следует краткое описание шифров. Для полного лечения см. криптология.
Все шифры включают либо транспонирование, либо замену, либо комбинацию этих двух математических операций, т. Е. Шифров произведения. В системах транспозиционных шифров элементы открытого текста (например, буква, слово или строка символов) переупорядочиваются без какого-либо изменения идентичности элементов. В системах замещения такие элементы заменяются другими объектами или группами объектов без изменения их последовательности.В системах, использующих товарные шифры, транспонирование и замена выполняются каскадно; например, в системе этого типа, называемой системой фракционирования, сначала выполняется замена символов в открытом тексте на несколько символов в зашифрованном тексте, который затем супершифровывается с помощью транспонирования. Все операции или шаги, связанные с преобразованием сообщения, выполняются в соответствии с правилом, определяемым секретным ключом, известным только отправителю сообщения и предполагаемому получателю.
Британская викторина
Коды, секреты и шифры: Викторина
Какой самый известный криптоалгоритм схемы с открытым ключом? Кто были изобретателями первого транспозиционного шифра? Проверьте свои знания.Пройдите викторину.
Шифровальные устройства или машины обычно использовались для шифрования и дешифрования сообщений. Первое шифровальное устройство, по-видимому, использовалось древними греками около 400 г. до н. Э. Для секретной связи между военачальниками. Это устройство, называемое скитейлом, состояло из сужающейся дубинки, вокруг которой по спирали был обернут кусок пергамента с надписью. Если развернуть пергамент, на нем был непонятный набор букв, но когда его обернули вокруг другой жезл той же пропорции, исходный текст появился снова.Другие простые устройства, известные как шифровальные диски, использовались европейскими правительствами для дипломатической связи к концу 1400-х годов. Эти устройства состояли из двух вращающихся концентрических окружностей, каждая из которых имела последовательность из 26 букв. Один диск использовался для выбора букв открытого текста, а другой — для соответствующего компонента шифра.
В 1891 году французский криптолог Этьен Базери изобрел более сложное шифровальное устройство, основанное на принципах, сформулированных Томасом Джефферсоном из Соединенных Штатов почти столетием ранее.Так называемый цилиндрический криптограф Bazeries состоял из 20 пронумерованных вращающихся дисков, на каждом из которых был выгравирован свой алфавит. Диски располагались в согласованном порядке на центральном валу и вращались так, чтобы первые 20 букв открытого текста сообщения появлялись подряд; затем зашифрованный текст был сформирован путем произвольного удаления любой другой строки. Остальные буквы сообщения обрабатывались таким же образом, по 20 писем за раз.
Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчас
Успехи в области радиосвязи и электромеханических технологий в 1920-х годах привели к революции в криптоустройствах — разработке роторной шифровальной машины. В одном из распространенных типов роторных систем в качестве факторов использовались товарные шифры с простыми одноалфавитными шифрами замещения. Роторы в этой машине состояли из дисков с электрическими контактами на каждой стороне, которые были подключены для реализации произвольного набора однозначных соединений (моноалфавитная замена) между контактами на противоположных сторонах ротора.
Роторная шифровальная машина широко использовалась как союзниками, так и державами оси во время Второй мировой войны, наиболее заметным из которых была немецкая машина Enigma. Применение электронных компонентов в последующие годы привело к значительному увеличению скорости работы, но без серьезных изменений в базовой конструкции. С начала 1970-х годов криптологи адаптировали основные разработки в области микросхем и компьютерных технологий для создания новых, очень сложных форм криптоустройств и криптосистем, примером которых является генератор Фибоначчи и реализация стандарта шифрования данных (DES) с использованием микропроцессоров.
История криптографии: историческая криптография
Криптография — наука о секретах. Криптография, буквально означающая «скрытое письмо», представляет собой метод сокрытия и защиты информации с помощью кода или шифра, которые может расшифровать только предполагаемый получатель. Сегодня современная криптография необходима для безопасного Интернета, корпоративной кибербезопасности и технологии блокчейн. Однако самое раннее использование шифров относится примерно к 100 году до нашей эры.
В этой серии из трех частей мы исследуем историю криптографии до 20 века, в 20 веке и в наши дни.
Caesar Box
«Шкатулка Цезаря» или «Шифр Цезаря» — один из самых ранних известных шифров. Разработанный около 100 г. до н.э., он использовался Юлием Цезарем для отправки секретных сообщений своим полевым генералам.В случае, если одно из его сообщений было перехвачено, его противник не мог их прочитать. Это, очевидно, давало ему большое стратегическое преимущество. Итак, что это был за код?
Цезарь сдвигал каждую букву своего сообщения на три буквы вправо, чтобы получить то, что можно было бы назвать зашифрованным текстом. Зашифрованный текст — это то, что враг увидит вместо истинного сообщения. Так, например, если бы сообщения Цезаря были написаны английским алфавитом, каждая буква «A» в сообщении превратилась бы в «D», «B» превратилась бы в «E», а «X» на «A».«Этот тип шифра уместно называется« шифр сдвига ».
Магическое число Цезаря было три, однако современное использование шифра Цезаря — это код под названием «ROT13». ROT13, сокращение от «повернуть на 13 позиций», сдвигает каждую букву английского алфавита на 13 пробелов. Его часто используют на онлайн-форумах, чтобы скрыть такую информацию, как спойлеры из фильмов и телешоу, решения головоломок или игр или оскорбительные материалы. Код легко взломать, однако он скрывает информацию от беглого взгляда.
GhostVolt Solo
Надежное шифрование файлов Rock для всех
Защитите от кражи данных и легко заблокируйте любой файл с помощью автоматического шифрования, упорядочивайте файлы с помощью тегов и безопасно делитесь своими файлами с кем угодно.

Криптоанализ: взлом Caesar Box
Самая сложная часть взлома Caesar Box — это выяснить язык сообщения, которое он кодирует.Как только взломщик кода это выясняет, рассматриваются два сценария. Либо «злоумышленник» использует такую технику, как частотный анализ, либо он использует то, что называется атакой грубой силы.
В первую очередь злоумышленник знает, что одни буквы используются чаще, чем другие. Например, буквы A, E, O и T используются чаще всего, а Q, X и Z — меньше всего. Относительные частоты каждой буквы в английском языке показаны на графике ниже.
Если использование простого подстановочного шифра, такого как частотный анализ, не приводит к взлому кода, злоумышленник может выполнить атаку методом грубой силы. Этот вид атаки влечет за собой проверку каждого возможного сдвига на небольшом фрагменте сообщения. Итак, если сообщение написано на английском языке, для этого потребуется максимум 26 тестов, поскольку в английском алфавите 26 букв. Хотя это не особо сложная атака, она эффективна.
Шифр Виженера
Шифр Виженера, созданный в 16 веке, использует элемент, которого нет в шифре Цезаря: секретный ключ.Создатель кода случайным образом выбирает в качестве ключа любое слово или комбинацию букв, например «СОБАКА». Выбранное ключевое слово затем будет сопоставлено с текстовым сообщением, которое вы хотите зашифровать, например, «АТАКА». Вы можете видеть, что ключевое слово «собака» короче слова «атака» на три буквы. В этом случае повторяйте свой ключ, пока он не совпадет с количеством букв в вашем текстовом сообщении. В этом случае у вас будет «СОБАКА» . «
Теперь вы можете создать зашифрованный текст.Для этого вам нужно будет воспользоваться приведенной ниже таблицей.
Столбцы — это буквы секретного ключа, а строки — буквы открытого текста сообщения. Итак, в нашем примере первая буква нашего ключа — «D», а первая буква нашего открытого текста — «А». Итак, найдите на диаграмме, где они пересекаются, и вы найдете первую букву нашего зашифрованного текста, то есть «D.» Затем вторые буквы наших ключевых слов и слов открытого текста — это «O» и «T» соответственно.Они пересекаются в точке «H». Продолжайте так, пока не заполните все шесть букв.
Текстовое сообщение: ATTACK
Ключ: DOGDOG
Зашифрованный текст: DHZDQQ
Криптоанализ: взлом шифра Виженера
Из-за использования ключа шифр Виженера не может быть изначально взломан с помощью простого частотного анализа, как это можно сделать с помощью шифра Цезаря.Однако главная слабость шифра Виженера — это повторение ключа. Итак, в нашем примере слово «собака» было повторено дважды, чтобы соответствовать количеству букв в слове «нападение». Если злоумышленник угадывает длину ключа, взломать его становится намного проще. Затем зашифрованный текст обрабатывается как серия небольших шифров Цезаря, и для взлома кода может быть применен такой метод, как частотный анализ.
Но как злоумышленник может угадать длину ключа? На самом деле существует два метода: экзамен Касиски и тест Фридмана.Если злоумышленник замечает, что в зашифрованном тексте есть повторяющиеся сегменты текста, для взлома кода будет эффективна проверка Касиски. Злоумышленник будет считать расстояние букв между повторяющимся текстом, чтобы получить хорошее представление о длине ключа. Тест Фридмана использует алгебраический подход с использованием формулы для измерения неравномерности частот букв шифра для взлома шифра. Чем длиннее текст, тем точнее этот прием.
Coming Up: шифры 20-го века
Ящик Цезаря и шифр Виженера — два из самых ранних известных шифров.Они первыми применили шифрование для защиты конфиденциальных коммуникационных данных и использовали секретный ключ при шифровании. В следующем посте этой серии мы перенесемся в 20 век. Мы увидим, как развивалась криптография под влиянием как военных интересов, так и организаций, защищающих свою интеллектуальную собственность
Прочтите часть 2: Криптография 20-го века .

	1	2	3	4	5	6
Фраза:	п	а	р	о	л	ь
Ключ	к	о	д	к	о	д

Самые секретные шифры советских разведчиков — Российская газета

Популярные коды и шифры. — it-black.ru

1. Шифр Цезаря

2. Азбука Морзе

3. Стеганография

4. ROT1

5. Моноалфавитная замена

6. Транспозиция

7. Шифр Виженера

8. Настоящие коды

9. Шифр Энигмы

10. Шифр Гронсфельда

11. Шифрование методом публичного ключа

Знаменитые коды и шифры в истории и их роль в современном шифровании

Введение в терминологию шифров

Блочный шифр

Код

шифровать

Зашифрованный текст

пространство ключей

гашиш

Моноалфавитные шифры

Простой текст

Полиалфабетические шифры

Потоковый шифр

Симметричные / асимметричные ключи

криптоанализа

Частотный анализ

Использование замененных криптографических ключей

Квантовые вычисления и криптоанализ

Историческая прогрессия

Ключи шифрования

Значимые шифры

Скиталь — 120 г. н.э.

Vigenère — 1553

Шифр Свиньи — 1700-е

Шифр Playfair — 1854

Одноразовые прокладки (ОТП) — 1882

Энгима — 1914

Семейные хэш-шифры SHA 1993 — 2012

MD5 Hash — 1991

Современные шифры

Криптография с открытым ключом

Несломанный зашифрованный текст

Финальное письмо убийцы Зодиака

Три заключительных сообщения Enigma

Что дальше?

10 самых интересных фактов о кодах и шифрах

1. Стеганография

2. ROT1

3. Перестановка

4. Код Морзе (Азбука Морзе)

5. Шифр Цезаря

6. Моноалфавитная замена

7. Шифр Виженера

8. Подлинный код

9. Код Энигма

10. Криптография с открытыми ключами

Игры-шифровки — Летидор

Белые пятна

Без гласных

Читай наоборот

Второй за первого

Заместители

Таблицы

Решетка

Ключ в книге

«Такое не взломает даже квантовый компьютер» – Огонек № 19 (5564) от 20.05.2019

Сергей Владимиров, автор труда по защите информации, ученый (МФТИ)

Квантовая криптография — перспективное направление, но с ней связано еще много нерешенных инженерных проблем

Самые захватывающие шифры в истории

10 самых сложных шифров и кодов в истории

Практическая криптография

секретных кодов для детей: шифры, которые можно попробовать дома или в классе

Что в этом сообщении?

Краткая история криптографии

Коды и шифры

Развлечения с секретными кодами для детей

Код Морзе

Шифр ​​свиньи

Шифр свиньи

Шифр Цезаря Shift

Атбаш Шифр

Шифр Playfair

Шифр Виженера