Глава 8. Криптография

Слово «криптография» впервые было произнесено перед нами только на 2 курсе. До этого – ни-ни, никаких упоминаний о будущей специальности. Полная секретность, все в точности так, как завещал товарищ Сталин: никому ни слова, ни жена, ни мать, ни отец – никто не должен знать о том, чем ты занимаешься. И вот на 2 курсе – посвящение в специальность, раскрытие (точнее, некоторое приоткрытие) тайны твоей будущей профессии.

После начались спецдисциплины, т.е. предметы, имеющие непосредственное отношение к криптографии. Первой была СД–7А – основы криптографии, там мы впервые познакомились с шифром простой замены и с методами его вскрытия, напоминающими разгадывание кроссвордов. Тоже предполагаешь некоторое вероятное слово, но подсказками и критериями истинности служат частота встречаемости знаков в шифртексте, расположение одинаковых знаков, пар, триграмм шифртекста. Первое практическое задание: надо вскрыть шифр простой замены по сравнительно небольшому тексту длиной около 100 знаков. Интересно было начало шифровки, в которой каждой паре цифр соответствовала одна буква русского алфавита: 45 32 18 45 32 18… Это означает, что в начале открытого текста первые три буквы повторяются, а такое начало не так уж часто бывает в обычной речи. Какие могут быть варианты?

– Две двери.

– Про проценты.

– При применении.

и, наверное, читатель сможет сам придумать еще несколько вариантов, но не очень много.

По смыслу в нашем учебном задании в качестве открытого текста должна быть какая-то фраза, которая связана с шифрами и основами криптографии. Вряд ли из приведенных выше трех вариантов первые две фразы имеют отношение к криптографии, поэтому наиболее вероятен третий вариант. Он и оказался истинным:

При применении шифров простой замены статистика знаков открытого текста совпадает со статистикой знаков шифртекста.

Это как в рассказе про пляшущих человечков у Конан Дойля: не важно, как переобозначить некоторую букву алфавита – другой буквой, цифрами или каким-то иным символом, вроде человечка с флажками. Повторяемость буквы в тексте приведет к повторяемости того символа, которым обозначена эта буква. Считайте статистику шифртекста, сопоставляйте наиболее часто повторяющимся символам наиболее часто повторяющиеся буквы алфавита (в русском языке – СЕНОВАЛИТР), подбирайте вероятные слова, по ним расставляйте остальные буквы и проверяйте читаемость открытого текста – все, простая замена вскрывается быстро и элементарно. И никакой особой математики для этого не нужно, скорее сообразительность, логика, знание лингвистических особенностей языка.

Но простая замена в криптографии – примерно то же самое, что ламповые диоды в электронике, дело далекого прошлого, представляет интерес только для истории. В современных шифрах используют гаммирование, т.е. сложение букв или знаков открытого текста с гаммой наложения. И вот тут знание некоторого вероятного слова в открытом тексте приводит к тому, что становится известным кусок гаммы наложения, а это уже пища для криптоаналитика.

С каким юмором нам рассказывали на СД–7А про шифрованные телеграммы, отправляемые в некоторые ближневосточные страны. Почти каждая из них начиналась с перечисления многочисленных и всем известных регалий адресата, по которым вычислялось такое количество гаммы, которое иногда позволяло вскрывать шифр и читать телеграмму быстрее, чем она доходила до адресата. Конечно же, это свидетельствовало также о слабости их шифров, нормальный стойкий шифр должен обеспечивать безопасность даже в таких случаях, но в криптографии есть правила хорошего тона, одно из которых справедливо гласит: не предавай огласке сведения из шифртелеграмм, не давай возможности противнику вычислить кусок гаммы наложения, это облегчает ему задачу вскрытия долговременных ключей шифрсистемы.