Диск альберти пример шифрования
В этой статье речь пойдёт о древних шифрах, используемых в разных странах для обеспечения секретности своей информации.
В первой статье из серии " Древние информационные системы " рассказывалось о монастырской информационной системе Тибета , во второй - о древних методах защиты информации (в этой статье упоминались криптографические способы защиты).
Теперь, подробнее о древних шифрах.
Системы шифрования существовали ещё до нашей эры. В современном мире некоторые из древних шифров доступны в рамках школьной программы по математике или информатике. Несмотря на столь лёгкий доступ к старым криптографическим методам, некоторые люди до сих пор используют простые алгоритмы для шифрования своих заметок или контактов записных книжек, чтобы предотвратить случайное прочтение посторонними.
Разумеется, подобное применение простых шифров не должно переходить в различные состояния "шпиономании", но в качестве развития мышления и памяти вполне подходят.
Многие шифры, доступные сегодня любому гражданину, могли применяться в древности для защиты военной, научной и политической информации.
записи Альберти
Диски Альберти — это гаджеты, которые служат инструментом для выполнения шифрования. Эти диски состоят из неподвижной рамы, на которой выгравирован упорядоченный условный латинский алфавит, а на конце цифры 1, 2, 3 и 4. К нему прикреплена концентрическая и подвижная круглая деталь с другим выгравированным алфавитом таким образом, что этот круг мог двигаться относительно другого. Таким образом, пользователь может, повернув мобильное кольцо, сопоставить алфавит круга вверху с таким количеством алфавитов круга внизу, сколько существует различных поворотов кольца, вплоть до максимума, равного символам используемого алфавита. .
Неподвижное кольцо имеет 24 равные ячейки и в каждой из них заглавными буквами в обычном порядке выгравирован символ латинского алфавита. Далее идут числа 1, 2, 3, 4 в указанном порядке. Этот алфавит будет использоваться для обычного текста.
Подвижное кольцо имеет 24 равные ячейки, в каждой из которых выгравирован символ латинского алфавита в нижнем регистре или символы «&», «y», «k» и «h». Порядок ячеек может быть любым. Этот алфавит будет использоваться для зашифрованного текста.
Следовательно, количество различных используемых алфавитов для данного диска Альберти равно 24.
Дисковый шифр Джефферсона
В конце 18 века Томас Джефферсон придумал шифровальную систему, очень похожую на шифр Виженера, но с лучшей защитой. Его шифратор состоял из 26 дисков с буквами алфавита, случайно размещёнными на каждом. Диски были пронумерованы и установлены на цилиндр в определённом порядке. Ключом является порядок дисков на оси.
Дисковый шифр Джефферсона
Как и Альберти, Джефферсон никогда не использовал свою систему шифрования. В начале 20 века шифровальщики американской армии придумали заново цилиндр Джефферсона, ничего не зная об этом изобретении. Джефферсон опередил своё время более чем на сто лет. Армия США использовала такую систему шифрования с 1923 по 1942 годы.
В своей первой статье я писала о легендарном Блетчли-Парке и криптографической службе Великобритании военного периода, о шифровальных машинах Тьюринга и немецкой «Энигма». Сейчас речь пойдет о нашей отечественной криптографии. В СССР криптография была полностью закрытой дисциплиной, которая использовалась исключительно для нужд обороны и государственной безопасности, а потому не было необходимости в публичном освещении достижений в этой области.
Попытки создания аппаратов для автоматического шифрования
аппарат Джефферсона
пример «аппарата Вави»
Передавая текст по телеграфным каналам, часто допускались ошибки, что, следовательно, увеличивало время обработки информации в три раза. «Кричаще-актуальной» в междувоенные годы стала разработка и развитие механических и электромеханических машин для шифрования текстов. Можно сказать наступила эпоха машинных шифров. Первым электромеханическим шифратором отечественного производства стала аппаратура засекречивания телефонных переговоров, выпущенная в 1927–28 годы. Специалисты Спецотдела ВЧК прекрасно осознавали необходимость незамедлительного создания шифровальной машины, так как надвигалась Вторая мировая война. Это означало, что нужно не только в кратчайшие сроки разработать, но и наладить производство современных шифровальных машин.
2 образца советской шифровальной машины были разработаны в технической лаборатории шифровальной службы под руководством И.П. Волоска в 1931 году: ШМВ-1. Машина в серию не пошла так как была довольно таки громоздкой, а что еще хуже механически ненадежной. На заводе № 209 ( позже имени А.А. Кулакова) была создана научно-производственная структура по разработке и выпуску техники особой секретности. Конструкция будущего аппарата разрабатывалась в течении целого года. Шифровальная машина В-4 была проста в использовании с минимальным набором органов управления. Вскоре была модернизирована и получил название М-100 «Спектр».
К тому времени отечественным специалистам уже были известны некоторые иностранные аналоги проектируемых в СССР «секреток». Так, американская установка с однократным инвертированием спектра использовалась в московском радиотелефонном центре, а шифратор фирмы Siemens был в1936 г. испытан на магистрали Москва– Ленинград; имелось также краткое рекламное описание переносного телефонного шифратора Siemens. Однако была необходима полная и достоверная информация по зарубежным шифраторам: рассматривалась возможность размещения заказов на разработку новой аппаратуры или приобретения готовой продукции. Через Технопромимпорт и Наркомат внешней торговли в начале1937 г. было запрошено более десятка европейских фирм, производивших аппаратуру надтонального телефонирования, в том числе Siemens&Halsкeи Lorenz (Германия), Bell Telephone (США)и Automatic Elektric (Бельгия), Standart Telephone and Cables (Великобритания) Hasler (Швейцария), а
также Ericsson (Швеция).
Было ясно, что уникальная система машинного шифрования русских может быть уязвима только при наличии самой шифртехники и ключей к ней. Войсковым шифровальщикам доводилось работать в исключительных условиях – под огнём, в окопах, стогах, блиндажах, ночью при керосиновых лампах или свечах. В соответствии с инструкцией Генерального штаба они обеспечивались усиленной охраной. Случалось и так, что вместо охраны шифровальщик ставил перед собой канистру с бензином, укладывал рядом гранаты и вынимал из кобуры пистолет.
Приказ Гитлера по вермахту от августа 1942 года гласил: «Кто возьмёт в плен русского шифровальщика, либо захватит русскую шифровальную технику, будет награжден Железным крестом, отпуском на родину и обеспечен работой в Берлине, а после окончания войны – поместьем в Крыму»
За годы войны советские инженеры совершили прорыв в области шифрования. C 1941 по 1947 год было передано в общей сложности свыше 1,6 миллиона шифрованных телеграмм и кодограмм. Как пишет автор нескольких книг по криптографии Дмитрий Ларин, нагрузка на каналы связи порой достигала 1500 телеграмм в сутки. Криптографические школы подготовили и отправили на фронт более 5000 специалистов-шифровальщиков.
Шифровальный аппарат времен не Второй мировой войны, но о котором нельзя не написать
М-125 «Фиалка»
Серия преемников К-37 – роторные шифровальные машины появилась в 1962 году, самая известная была 10-роторная М-125 «Фиалка», которую СССР поставляло союзникам. Фиалку часто считают «внучкой» Энигмы, правда в ней меньшее количество дисков, а колеса вращаются в одну сторону. Кроме перфокарты используются буквенные ключи, на каждом диске есть своя буква, соответственно набираются диски на вал, потом согласно другого ключа они ставятся в определенную последовательность вращением. Эта модель свободна от недостатка Энигмы — исключения возможности шифрования буквы самой собой. Удивительная инженерная работа с романтическим названием «Фиалка» — советская шифровальная машина, созданная еще в 1950-е годы так и осталась не взломанной, высочайшее достижения инженерной мысли для разведки и контрразведки.
Историк криптографии Леонид Бутырский:
В настоящее время в России, как и во всём мире, происходит частичное «открытие» криптографии, которая всё более широко используется для публичных нужд. Широкой известностью пользуются в основном зарубежные достижения в области защиты информации. Но это обусловлено лишь настойчивостью зарубежных историографов, чьи публикации в открытых источниках рассказывают о достижениях и вкладе их соотечественников в эту некогда секретную область. За рубежом по этой теме выходят весьма интересные книги, даже снимаются видеосериалы.
Российские историки по ряду причин, не только финансового характера, существенно отстают от такой практики стран-лидеров в развитии криптографии. Возможности частичного рассекречивания и публичного освещения научных и практических достижений отечественной криптографии, в том числе деятельности знаковых фигур, используются далеко не полностью.
Шифр Альберти — это метод шифрования , описанный Леоном Баттистой Альберти в его трактате De Cifris в 1466 году. Это первый известный многоалфавитный шифр замены . Способ изменения алфавита не был периодическим (в отличие от других более поздних шифров, таких как Виженер ). Для облегчения процесса шифрования/дешифрования он предлагает устройства, известные как диски Альберти .
Код перешифрования и нулевые символы
В фиксированном кольце (кольце алфавита открытого текста) появляются цифры от 1 до 4. Альберти использует все комбинации цифр 2, 3 и 4 этих чисел (336 = 4 ^ 2 + 4 ^ 3 + 4 ^ 4). группы), чтобы иметь возможность установить код и, таким образом, повысить безопасность системы. Этот код называется «код перешифрования» (по-английски superencipherment ). Чтобы воспользоваться этим потенциалом, и получатель, и отправитель должны иметь общую «кодовую книгу», в которой указано значение каждого используемого кода. В этой кодовой книге будут те слова или фразы, которые имеют особое значение в области использования шифрования и, следовательно, те, которые должны быть обеспечены большей безопасностью. Например, кодовая книга может присвоить коду «21» значение «Начать атаку», а коду «23» присвоить значение «Отступление».
С другой стороны, цифры введены для того, чтобы ввести в заблуждение, и они будут отброшены, когда получатель выполнит расшифровку. Вот почему они называются «нулевыми символами».
Древняя Греция
Пример скиталы
Скитала является примером перестановочного шифра, в котором элементы исходного текста меняют местами, а не заменяют другими символами. По современным стандартам скиталу было бы очень просто взломать, но 2500 лет назад очень мало людей умели читать и писать. Скитала обеспечила спартанцам защищённую связь.
Пример
Плоский текст
предварительно обработанный
Чтобы адаптировать открытый текст к возможностям нашего шифровальщика, необходимо провести процесс предварительной обработки. В этом процессе мы конвертируем в алфавит открытого текста, применяем код расшифровки (в этом случае мы будем считать, что кодовая книга неприменима) и при необходимости используем нулевые символы.
На первом шаге мы получаем открытый текст: «LAGVERRASIFARA». Мы видим, что двойное R может вызвать проблемы, и тогда мы можем рассмотреть две стратегии: удалить его или ввести нулевой символ. С первой стратегией мы получим «LAGVERASIFARA», а со второй «LAGVER2RASIFARA».
шифрование
Мы собираемся использовать один из двух текстов, полученных в ходе предварительной обработки, для шифрования в каждом из алгоритмов шифрования.
Первый метод шифрования
Текст для шифрования: "LAGVER2RASIFARA".
Порядок мобильного диска: " gklnprtuz&xysomqihfdbace " . В качестве индекса выбирается буква мобильного диска, известная только отправителю и получателю. Предположим, это «г».
Буква «g» соответствует букве мобильного диска, который нам нужен, например «A». Итак, диски выглядят так:
ABCDEFGILMNOPQRSTVXZ1234 Фиксированное кольцо gklnprtuz&xysomqihfdbace Мобильное кольцо
_LAGVER2RA_SIFARA текст для шифрования Зашифрованный текст AzgthpmamgQlfiyky
Обратите внимание, что при вращении диски остаются в относительном положении:
QRSTVXZ1234ABCDEFGILMNOP Фиксированное кольцо gklnprtuz&xysomqihfdbace Мобильное кольцо
Второй метод шифрования
Текст для шифрования: «LAGVERASIFARA».
Порядок мобильного диска: gklnprtuz&xysomqihfdbace. Фиксированная буква диска выбирается в качестве индекса, известного только отправителю и получателю. Предположим, это буква «А».
Буква «A» соответствует букве мобильного диска, который нам нужен, например, «m». Итак, диски выглядят так:
ABCDEFGILMNOPQRSTVXZ1234 Фиксированное кольцо mqihfdbacegklnprtuz&xyso Мобильное кольцо
_LAGVERA3SIFARA текст для шифрования зашифрованный текст mcmbufpmsndhsls
Обратите внимание, что при вращении диски остаются в относительном положении:
ABCDEFGILMNOPQRSTVXZ1234 Фиксированное кольцо somqihfdbacegklnprtuz&xy Подвижное кольцо
Диск Энея
Этот криптографический инструмент был создан в IV веке до нашей эры Энеем Тактиком (Aeneas Tacticus).
Диск Энея - юридический канал "ИНФОРМАЦИОННОЕ ПРАВО в обществе", серия статей "Древние информационные системы".
Диск Энея - юридический канал "ИНФОРМАЦИОННОЕ ПРАВО в обществе", серия статей "Древние информационные системы".
Инструмент представляет собой диск 13-15 см. в диаметре с просверленными для продевания нити отверстиями. Количество отверстий по окружности равняется количеству букв греческого алфавита. Первая буква алфавита находилась по условной линии, проходящей через два отверстия от центра диска.
Метод шифрования диска Энея.
Нужно было побуквенно "записывать" информацию, продевая нить в отверстия. Если нужно проходить нитью отверстия, в которых нить уже была продета ранее (повторяющиеся буквы в слове), то ей сначала проходили центральное отверстие, чтобы не запутаться при расшифровке.
Чтение послания происходило последовательным извлечением нити из отверстий и сбором распознанных букв в последовательность.
Эта последовательность была обратной написанию, то есть послание дешифровывалось с конца текста. Записанную на диске информацию можно было легко уничтожить в случае перехвата путём выдергивания всей нити из отверстий или уничтожением самого диска (он легко разламывался).
Диск Альберти
Ученый Леон Баттиста Альберти (Leone Battista Alberti) в 1467 году создал шифровальный диск.
Шифровальный диск (шифр Альберти) - юридический канал "ИНФОРМАЦИОННОЕ ПРАВО в обществе", серия статей "Древние информационные системы".
Шифровальный диск (шифр Альберти) - юридический канал "ИНФОРМАЦИОННОЕ ПРАВО в обществе", серия статей "Древние информационные системы".
Диск полиалфавитной подстановки, позволяющий создавать различные последовательности замены в зависимости от определённого правила смещения букв внутреннего диска относительно внешнего.
При правильном составлении ключа шифрования дешифровать запись посторонним лицам было очень сложно.
Похожие инструменты и разработки
Подобным инструментом, помогающим реализовать шифр замены , моноалфавитный или полиалфавитный, является таблетка Сен-Сира . Важное отличие заключается в том, что он представлен не в виде диска, а в виде комбинации двух параллельных лент, которые могут работать по отдельности.
В 20-м веке криптографические роторные машины, такие как немецкая машина Enigma , представляют собой электромеханические приложения принципов этого шифра Альберти .
Продолжим нашу серию постов про шифрование. Частотный анализ стал настоящей проблемой для криптографов 15-го века: с помощью него было возможно расшифовать любое скрытое послание, составленное с помощью одноалфавитных шифров подстановки, будь то шифр Цезаря или символьный шифр подстановки. Тем не менее, средство против него было найдено больше, чем за век до того, как Мария Стюарт взошла на эшафот. Новый метод шифрования предложил Леон Баттиста Альберти, больше известный как архитектор, внесший большой вклад в изучение перспективы.
Леон Баттиста Альберти - итальянский ученый, гуманист, писатель, ведущий теоретик искусства эпохи Возрождения и архитектор.Учился гуманитарным наукам, после чего получил должность секретаря у кардинала Альбергати, а затем и место в папской канцелярии.Среди его книг можно найти комедии, диалоги на этические темы и математический трактат о шифрах. Создал оригинальную концепцию человека, основанную на идее гармонии.
Тот же метод шифрования был чуть позже предложен двумя другими учеными независимо друг от друга: немцем Иоганном Тритемием и французом Блезом де Виженером. Оба они внесли значительный вклад в криптографию того времени, однако все-таки имя Виженера сейчас более известно по его полиалфавитному шифру, который носит название Квадрат Виженера.
Родился во Франции в 1523 г. Во взрослом возрасте стал дипломатом и был послан в Рим, где заинтересовался криптографией. В 1585 г. написал трактат о шифрах, где описывалась система шифрования, которой он дал свое имя. Эта система оставалась неподдающейся взлому на протяжении почти трех веков, пока британцу Чарльзу Бэббиджу не удалось взломать ее в 1854 г. Любопытно то, что этот факт стал известен только в XX веке, когда группа ученых разбирала вычисления и личные заметки Бэббиджа.
Вообще говоря, на практике для полиалфавитного шифрования довольно долгое время использовался так называемый шифровальный диск Альберти. Этот прибор состоит из двух дисков: один - фиксированный, с выгравированным на нем стандартным алфавитом, а другой - подвижный. Отправитель, поворачивая подвижный диск, может сопоставить стандратный алфавит с различными шифроалфавитами в зависимости от числа поворотов диска. Такой шифр очень устойчив к частотному анализу, а его безопасность зависит от сохранения в тайне кода, то есть числа поворотов диска. Такие устройства применялись во время Гражданской войны в США, а позднее идеи Альберти использовались при создании машин шифрования в первой половине XX века.
Шифр Тритемиуса
Система шифрования разработана Иоганном Тритемием (Iohannes Trithemius, 1462-1516).
Этот шифр представляет усовершенствованный метод шифрования Цезаря. Усовершенствован был алгоритм сдвига - вместо постоянного сдвига на 3 буквы в шифре Тритемиуса использовался переменный сдвиг относительно каждой буквы, зависящий от дополнительных факторов.
Узнать подробнее о математической модели этого шифра можно на странице в Википедии .
Шифр Древней Спарты (шифр Скитала)
Шифр Скитала (от греч. σκυτάλη " жезл ") является одним из простейших шифров перестановки. Спартанцы и античные греки использовали этот шифр во время военных действий. Этот метод шифровки можно считать простейшей шифровкой с применением технических средств.
Шифр Древней Спарты (шифр Скитала) - юридический канал "ИНФОРМАЦИОННОЕ ПРАВО в обществе", серия статей "Древние информационные системы".
Шифр Древней Спарты (шифр Скитала) - юридический канал "ИНФОРМАЦИОННОЕ ПРАВО в обществе", серия статей "Древние информационные системы".
Шифр древней Спарты в своих трудах описывал Плутарх (Plutarchus).
Применение этого метода простое: на подготовленный жезл наматывалась лента любого эластичного материала, затем по жезлу строками писался текст. После письма по жезлу с лентой оставалось только размотать ленту и передать её посыльному.
Квадрат Полибия (шахматная доска Полибия)
Эта система шифрования была предложена греческим полководцем Полибием (Polybius) в III веке до нашей эры.
Квадрат Полибия - юридический канал "ИНФОРМАЦИОННОЕ ПРАВО в обществе", серия статей "Древние информационные системы".
Квадрат Полибия - юридический канал "ИНФОРМАЦИОННОЕ ПРАВО в обществе", серия статей "Древние информационные системы".
На изображении приведён квадрат с латинским алфавитом, но по этой системе можно представить буквы и других алфавитов.
Шифрование текста происходило очень просто: каждой букве слова соответствовала пара чисел (горизонталь/вертикаль).
В качестве тренировки расшифруйте запись: (2,4)(3,3)(2,1)(3,4).
Древний Египет
Самый древний текст с элементами криптографии найден в гробнице древнеегипетского вельможи Хнумхотепа II, наследного князя и номарха города Менат-Хуфу, жившего почти 4000 лет назад. Где-то около 1900 г до н.э. писарь Хнумхотепа описывал жизнь своего господина в его гробнице. Среди иероглифов он использовал несколько необычных символов, которые скрывают прямое значение текста. Такой метод шифрования фактически представляет собой шифр подстановки, когда элементы исходного текста заменяются другими элементами по определённым правилам.
Символы из гробницы Хнумхотепа II и их расшифровка
По мере развития египетской культуры замены иероглифов встречались всё чаще. Есть разные версии, почему египтяне использовали такую систему шифрования. По одной версии, они хотели охранить свои религиозные ритуалы от обычных людей. По другой версии, таким образом писцы придавали тексту некий формальный вид, как в наше время юристы используют специфические выражения для замены обычных слов. Как и сейчас, египетская криптография тоже могла быть способом писца впечатлить других людей — показать, что он может изъясняться на более высоком уровне, чем они.
Магический квадрат Дюрера
В математике хорошо известны магические квадраты, которые в сумме натуральных чисел, расположенных в ячейках (клетках), дают одно и тоже число по каждой строке, по каждому столбцу и по каждой диагонали.
На гравюре Альбрехта Дюрера (Albrecht Dürer, 1471-1528 года) под названием " Меланхолия " изображён магический квадрат, считающийся самым ранним в европейском искусстве.
Квадрат Альбрехта Дюрера - юридический канал "ИНФОРМАЦИОННОЕ ПРАВО в обществе", серия статей "Древние информационные системы".
Квадрат Альбрехта Дюрера - юридический канал "ИНФОРМАЦИОННОЕ ПРАВО в обществе", серия статей "Древние информационные системы".
Определено, что магических квадратов со сторонами 4х4 существует 880 штук.
Можно вписать зашифрованную последовательность в ячейки квадрата:
принцип шифровки текста по квадрату Дюрера - юридический канал "ИНФОРМАЦИОННОЕ ПРАВО в обществе", серия статей "Древние информационные системы".
принцип шифровки текста по квадрату Дюрера - юридический канал "ИНФОРМАЦИОННОЕ ПРАВО в обществе", серия статей "Древние информационные системы".
Далее, прочитав буквы в последовательности возрастания чисел квадрата Дюрера можно прочитать " ПОЗИТИВ ПОБЕЖДАЕТ ".
14 марта 2019 года (редакция текста 4 февраля 2020 года).
автор: юрист Демешин Сергей Владимирович.
Внимание! Зашифрованные комментарии будут удаляться без прочтения.
Криптография и шифрование тысячи лет используются людьми для защиты своих секретов. С некоторой долей условности эту историю можно начать с Древнего Египта.
Древние шифры
Рассмотрим наиболее известные криптографические системы с начала 5 века до нашей эры.
Криптогра́фия (от др. греч. κρυπτός " скрытый " + γράφω " пишу ", термин был введён в 17 веке Джоном Валлисом) - наука об обеспечении конфиденциальности с помощью шифрования информации.
Шифр - это система преобразования текста для скрытой передачи информации с последующей расшифровкой по определённым правилам.
Известные системы шифрования можно представить в виде следующей схемы:
Из этой схемы следует, что шифры группировались:
- шифры подстановки с подразделением на: простую замену символов и полиалфавитную подстановку;
- шифры перестановки , согласно которым переставляли символы по определённым правилам.
Что представляли из себя эти шифры?
Шифр Атбаш
Этот шифр был изобретён древними иудеями в V веке до нашей эры.
Шифр Атбаш - юридический канал "ИНФОРМАЦИОННОЕ ПРАВО в обществе", серия статей "Древние информационные системы".
Шифр Атбаш - юридический канал "ИНФОРМАЦИОННОЕ ПРАВО в обществе", серия статей "Древние информационные системы".
Как следует из вышеприведённой иллюстрации, заменой символов является перечисление шифруемого алфавита с последней буквы до первой.
В качестве примера зашифруем одно слово: RMUL.
Если интересно, дешифруйте.
Таблица Виженера
С 19 века этот криптографический метод носит название Блеза де Виженера (Blase de Vigenere, 1523-1596 года), но он упоминался ранее в 1553 году Джовани Баттиста Беллазо (Giovan Battista Bellaso).
Метод основан на полиалфавитной замене и подразумевает создание многострочной таблицы в каждой строке которой содержатся буквы алфавита. Следующая строка относительно предыдущей сдвинута на один символ, что в итоге формирует буквенный квадрат с количеством ячеек по количеству букв алфавита.
Таблица Виженера - юридический канал "ИНФОРМАЦИОННОЕ ПРАВО в обществе", серия статей "Древние информационные системы".
Таблица Виженера - юридический канал "ИНФОРМАЦИОННОЕ ПРАВО в обществе", серия статей "Древние информационные системы".
Шифрование с помощью таблицы Виженера
Способ шифрования прост. К тексту для шифрования определяется ключевое слово шифровки, например:
- нужно зашифровать слово " informatio " (лат., информация);
- шифрующее слово " test ".
Как распоряжаться шифрующим (ключевым) словом?
Далее, побуквенно находим в таблице пересечение строк: " T " (первая буква ключа - горизонталь) и " I " (первая буква шифруемого слова - вертикаль) - получаем зашифрованный символ "b", " E " и " N " - получаем "r", " S " и " F " - получаем "x", " T " и " O " - получаем "h" и так далее.
Результат: слово " informatio ", зашифрованное по таблице Виженера ключом " test ", выглядит так: " brxhkqsmbs ".
Дешифровка с помощью таблицы Виженера
Действия по дешифровке: получатель шифрованного текста должен создать ключевую строку по числу зашифрованных символов (10) из ключевого слова. Получается " testtestte " как и при шифровании.
Алгоритм шифрования/дешифрования
Системный ключ определяется порядком символов на движущемся кольце и относительным начальным расположением двух колец. Чтобы расшифровать, получатель должен выполнить операции, обратные тем, которые выполняет шифровальщик. Для этого в зашифрованном тексте указываются повороты, которые необходимо совершить в мобильном кольце, по определенному соглашению, которому должен следовать тот, кто расшифровывает. Существует два алгоритма шифрования. Чтобы объяснить их, давайте посмотрим на пример применения обоих.
Шифр Альберти-Виженера
В середине 15 века итальянский учёный, архитектор, скульптор, художник и математик Леон Батиста Альберти изобрёл систему шифрования на основе шифровального диска. Это было механическое устройство со скользящими дисками, которые допускали много разных методов подстановки символов. Это базовая концепция многоалфавитного шифра, в котором метод шифрования меняется непосредственно в процессе шифрования. В своей книге «Взломщики кодов» Дэвид Кан называет Альберти «отцом западной криптографии». Альберти никогда не реализовал свою концепцию шифровального диска, она осталась только на бумаге.
Шифровальный диск
В 16 веке французский дипломат Блез Виженер на основе концепции многоалфавитного шифра Альберти создал шифр, который получил название шифра Виженера. Он работает точно как система Цезаря за исключением того, что ключ меняется в процессе шифрования. В шифре Виженера применяется решётка из букв, которая задаёт метод подстановки. Её называют квадратом Виженера или таблицей Виженера. Решётка состоит из 26 строк алфавита со смещением на один символ друг относительно друга.
Метод смены одного ключа на другой следует простому шаблону. В качестве ключа шифрования выбирается специальное секретное слово. Каждый символ в исходном тексте заменяется с использованием таблицы. Чтобы определить, на какую букву нужно заменить первый символ, мы совмещаем первый символ исходного текста (по одной оси) с первым символом секретного слова (по другой оси). Метод повторяется для второй и каждой последующей букв, секретное слово используется многократно, пока не закончатся символы в исходном тексте.
Предположим, что нужно зашифровать такую фразу:
Отправитель послания выбирает секретное слово и повторяет его до окончания исходного текста. Например, LEMON.
Для зашифровки первого символа нужно совместить строку A со столбцом L (в результате получается L), для шифрования второго символа — строку T со столбцом E (в результате получается X) и так далее. Вот как выглядит результат:
Расшифровка выполняется таким же способом: буква в тексте послания (диагональные строки таблицы) совмещается с буквой секретного слова в столбцах или строках таблицы.
Шифр Цезаря
Шифр назван в честь императора Гая Юлия Цезаря (Gaius Iulius Caesar, 100-44 года до нашей эры).
Шифр Цезаря - юридический канал "ИНФОРМАЦИОННОЕ ПРАВО в обществе", серия статей "Древние информационные системы".
Шифр Цезаря - юридический канал "ИНФОРМАЦИОННОЕ ПРАВО в обществе", серия статей "Древние информационные системы".
Этот шифр ещё называют шифром сдвига, потому что последовательность символов замены создаётся путём сдвига от исходной буквы алфавита на 3 буквы: символу A соответствует D, В - E и так далее.
Решётка Кардано
Метод скрытия информации в тексте предложил учёный Джероламо Кардано (Girolamo Cardano, 1501-1576 года). Этот метод шифрования демонстрировался в заставке советского сериала о Шерлоке Холмсе .
Решётка Кардано - юридический канал "ИНФОРМАЦИОННОЕ ПРАВО в обществе", серия статей "Древние информационные системы".
Решётка Кардано - юридический канал "ИНФОРМАЦИОННОЕ ПРАВО в обществе", серия статей "Древние информационные системы".
Древний Рим
Пример шифра подстановки
В отличие от примера на этой иллюстрации, Цезарь обычно просто сдвигал буквы на некое определённое число. Это число было шифровальным ключом для его алгоритма. Случайный порядок замены символов обеспечивает гораздо лучшую безопасность благодаря большему количеству возможных таблиц замены.
Читайте также: