Известные шифры и коды. Коды и шифры

Коды и шифры: от цифровых кодов к электронной подписи Порой трудно разграничить работу криминалистов и разведчиков, и те, и другие пользуются шифрами, чтобы передавать секретную информацию. Методы кодирования сообщений у них общие, правда, разведчики обгоняют

Шифры XXI века Правда ли, что современные шифры настолько сложны, что можно не держать в тайне метод шифрования? Да, это действительно так. Если посадить в одну тесную комнату несколько шифровальщиков из враждующих организаций, разрешить им подглядывать друг за другом и

Портретные дамы и фрейлинские шифры Придворные дамы имели особые знаки отличия: гофмейстерины, статс-дамы, камер-фрейлины – портреты императриц, украшенные бриллиантами, которые носились на правой стороне груди. По традиции таких дам именовали портретными.Знаком

Прочие сервисные коды

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

theromanroad.files.wordpress.com

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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