Приветствую Вас, уважаемые Читатели! Сегодня я хочу немного поговорить о шифровании, на фоне недавно вновь прочитанного "Золотого жука" Эдгара Аллана По.
В небольшом рассказе один из героев сумел разгадать шифр, используя остроумную систему подсчёта знаков и сопоставление с частотностью использования букв в английском языке.
В криптографии это называется частотным анализом, первооткрывателем которого является арабский математик и философ Абу Юсуф Аль Кинди в 9 веке нашей эры:
«Чтобы расшифровать зашифрованное сообщение, если мы знаем, на каком языке оно было написано, надо взять достаточно длинный текст, написанный на том же языке, а затем подсчитать, сколько раз каждая буква встречается в этом отрывке. Назовем наиболее часто встречающуюся букву «первой», вторую по частоте – «второй», и так далее, пока не переберем все буквы этого отрывка.
Затем вернемся к криптограмме, которую мы хотим расшифровать, и классифицируем ее символы тем же образом: найдем в криптограмме символ, встречающийся чаще всех, и заменим его на «первую» букву из проанализированного текста, затем перейдем ко второму по частоте символу и заменим его на «вторую» букву, и так далее, пока не переберем все символы, используемые в криптограмме». - «Трактат о дешифровке криптографических сообщений»
Уже в 8 веке (!!!) в системе управления Арабским халифатом во всю использовалось шифрование. Чиновники зашифровывали конфиденциальные государственные документы и документы налогового учёта, используя обычный моноалфавитный шифр, одним из представителей которого, является знаменитый шифр Цезаря.
Трактат Аль Кинди фактически поставил под угрозу использование таких шифров, не смотря на то, что у частотного анализа есть вполне понятные ограничения: короткие тексты таким образом восстанавливать достаточно проблематично.
Следующим шагом в развитии это вида шифрования стало использование полиалфавитного шифра, изобретенного выдающимся ученым эпохи Возрождения Леоном Баптистом Альберти.
Шифр Альберти состоял в использовании двух шифралфавитов: одного, сдвинутого на фиксированное число позиций, и второго - замешанного случайным образом:
Для шифрования Альберти предложил чередовать два алфавита. Например, слово VICTORY предложенным методом выглядит как YKFUROB. Очевидное преимущество этого подхода - одна и та же буква исходного сообщения может быть зашифрована разными символами криптограммы.
Практические применение шифра Альберти прежде всего связано с одноименным диском, который очень любили использовать американские связные в годы Гражданской войны:
Это устройство состояло из двух концентрических дисков, прикрепленных общим штифтом, которые могли вращаться один относительно другого.Больший из них называется Stabilis [неподвижный или неподвижный], меньший - Mobilis [подвижный]. Окружность каждого диска делится на 24 равные ячейки.
Внешнее кольцо содержит один прописной алфавит для открытого текста, а внутреннее кольцо имеет строчный смешанный алфавит для зашифрованного текста.
На видео выше автор задает ключевое слово, которое для каждой буквы определяет положение двух дисков относительно друг друга. Такие ключевые слова могут хранится в специальных шифровальных блокнотах, записанные за определенным порядковым номером. Кроме того, алгоритм "перестройки" диска может быть определен и другим образом: например, через каждые 4 слова, или при каждой гласной букве в исходном сообщении.
Таким образом, для перехвата (компрометации) необходимо не только отловить шпиона, узнать номер ключевого слова или алгоритм перестройки, но и получить устройство и блокнот.
Изобретение Леона Баттисты Альберти произвело революцию в шифровании.По сравнению с предыдущими шифрами того времени шифр Альберти было невозможно взломать без знания метода. Это произошло потому, что частотное распределение букв было замаскировано, и частотный анализ - единственный известный метод атаки шифров в то время - не помог. Спасибо за внимание!
