Катташууларды шифрлөө зарылдыгы байыркы дүйнөдө пайда болуп, жөнөкөй алмаштыруучу шифрлер пайда болгон. Шифрленген билдирүүлөр көптөгөн салгылашуулардын тагдырын аныктап, тарыхтын жүрүшүнө таасир эткен. Убакыттын өтүшү менен адамдар шифрлөөнүн өркүндөтүлгөн ыкмаларын ойлоп табышты.
Код менен шифр, демек, ар башка түшүнүктөр. Биринчиси билдирүүдөгү ар бир сөздү код сөз менен алмаштырууну билдирет. Экинчиси, ар бир маалыматтын символун белгилүү бир алгоритм менен шифрлөө.
Математика маалыматты коддой баштагандан жана криптография теориясы иштелип чыккандан кийин окумуштуулар бул прикладдык илимдин көптөгөн пайдалуу касиеттерин ачышкан. Мисалы, декоддоо алгоритмдери байыркы Египет же Латын сыяктуу өлүк тилдерди ачууга жардам берди.
Стеганография
Стеганография коддоо жана шифрлөөдөн да эски. Бул өнөр абдан узак убакыт бою бар. Бул түзмө-түз "жашыруун жазуу" же "шифр жазуу" дегенди билдирет. Стеганография коддун же шифрдин аныктамаларына толук жооп бербесе да, ал маалыматты чоочун адамдардан жашырууга багытталган.көз.
Стеганография эң жөнөкөй шифр. Мом менен капталган жутулган ноталар типтүү мисалдар же өскөн чачтын астына жашырылган кырылган баштагы билдирүү. Стеганографиянын эң айкын мисалы англис тилиндеги (жана гана эмес) детективдик китептердин көбүндө сүрөттөлгөн ыкма, кабарлар гезит аркылуу берилип, тамгалар байкалбагандай белгиленет.
Стеганографиянын негизги кемчилиги - кунт коюп чоочун адам аны байкай алат. Ошондуктан, жашыруун билдирүү оңой окулбашы үчүн, шифрлөө жана коддоо ыкмалары стеганография менен бирге колдонулат.
ROT1 жана Цезарь шифри
Бул шифрдин аты 1 тамга алдыга КАЙРЫЛУУ жана ал көптөгөн мектеп окуучуларына белгилүү. Бул жөнөкөй алмаштыруу шифри. Анын маңызы ар бир тамга алфавиттик тартипте 1 тамга алдыга жылдыруу менен шифрленгендигинде. A -> B, B -> C, …, Z -> A. Мисалы, "биздин Настя катуу ыйлайт" деген сөз айкашын шифрлеп, "жалпы Обтуа дспнлп рмбшеу" алабыз.
ROT1 шифрин ыктыярдуу офсеттердин санына жалпылаштырууга болот, анда ал ROTN деп аталат, мында N тамгалардын шифрлөөсүн жылдыруу керек болгон сан. Бул формада шифр байыркы замандан бери белгилүү жана "Цезарь шифри" деп аталат.
Цезарь шифри абдан жөнөкөй жана тез, бирок бул жөнөкөй бир алмаштыруу шифри, ошондуктан аны бузуу оңой. Мындай кемчилиги бар, ал балдардын тамашаларына гана ылайыктуу.
Транспозициялык же алмаштыруу шифрлери
Жөнөкөй алмаштыруу шифрлеринин бул түрлөрү олуттуураак жана жакында эле жигердүү колдонулган. Америкалык жарандык согуш жана Биринчи дүйнөлүк согуш учурунда, ал билдирүүлөрдү жөнөтүү үчүн колдонулган. Анын алгоритми тамгаларды жерлерге жайгаштыруудан турат - билдирүүнү тескери иретте жазыңыз же тамгаларды жуптаңыз. Мисалы, "Морзе коду да шифр" -> "akubza ezrom - Hedgehog rfish" деген сөз айкашын шифрлеп көрөлү.
Ар бир символ же алардын тобу үчүн ыктыярдуу алмаштырууларды аныктаган жакшы алгоритм менен шифр жөнөкөй крекингге туруктуу болуп калды. Бирок! Өз убагында гана. Шифр жөнөкөй катаал күч же сөздүк дал келүү аркылуу оңой бузулгандыктан, бүгүнкү күндө ар бир смартфон анын шифрин чече алат. Ошондуктан, компьютерлердин пайда болушу менен бул шифр да балдардын категориясына өттү.
Морзе коду
ABC маалымат алмашуу каражаты жана анын негизги милдети билдирүүлөрдү жеткирүү үчүн жеңил жана түшүнүктүү кылуу. Бул шифрлөө үчүн арналганга карама-каршы келет да. Ошого карабастан, ал эң жөнөкөй шифрлер сыяктуу иштейт. Морзе системасында ар бир тамга, сан жана тыныш белгилеринин сызыктар жана чекиттер тобунан турган өзүнүн коду болот. Телеграф аркылуу билдирүү жөнөтүүдө сызыктар жана чекиттер узун жана кыска сигналдарды билдирет.
Телеграф жана Морзе алфавити… Морзе 1840-жылы «өзүнүн» ойлоп табуусун биринчи жолу патенттеген, бирок ушуга окшош приборлор ага чейин Россияда жана Англияда ойлоп табылган. Бирок азыр кимге кызык… Телеграф жана алфавитМорзе коду дүйнөгө абдан чоң таасирин тийгизип, континенттик аралыктарга билдирүүлөрдү дээрлик заматта өткөрүүгө мүмкүндүк берди.
Моноалфавиттик алмаштыруу
Жогоруда сүрөттөлгөн ROTN жана Морзе коду моноалфавиттик алмаштыруу шрифттеринин мисалдары. "Моно" префикси шифрлөө учурунда түпнуска билдирүүнүн ар бир тамгасы башка тамгага же жалгыз шифрлөө алфавитиндеги кодго алмаштырыларын билдирет.
Жөнөкөй алмаштыруу шифрлерин чечмелөө кыйын эмес жана бул алардын негизги кемчилиги. Алар жөнөкөй санап же жыштык талдоо менен чечилет. Мисалы, орус тилинин эң көп колдонулган тамгалары “о”, “а”, “и” экени белгилүү. Ошентип, шифрленген текстте эң көп кездешкен тамгалар же "о", же "а", же "жана" дегенди билдирет деп болжолдоого болот. Бул ойлордун негизинде билдирүү компьютерде издебестен да чечмеленет.
1561-жылдан 1567-жылга чейин Шотландия ханышасы Мэри I бир нече айкалыштыруу менен өтө татаал моноалфавиттик алмаштыруу шифрин колдонгону белгилүү. Бирок анын душмандары билдирүүлөрдү чечмелей алышкан жана бул маалымат ханышаны өлүм жазасына тартууга жетиштүү болгон.
Гронсфелд шифри же көп алфавиттик алмаштыруу
Жөнөкөй шифрлер криптография тарабынан жараксыз деп жарыяланды. Ошондуктан, алардын көбү жакшыртылды. Гронсфельд шифри Цезарь шифринин модификациясы. Бул ыкма хакерликке алда канча туруктуу жана коддолгон маалыматтын ар бир белгиси цикл боюнча кайталануучу ар кандай алфавиттердин бири аркылуу шифрленгендигинде турат. Бул көп өлчөмдүү колдонмо деп айтууга болотэң жөнөкөй алмаштыруу шифри. Чынында, Гронсфельд шифри төмөндө талкууланган Vigenère шифрине абдан окшош.
ADFGX шифрлөө алгоритми
Бул немистер колдонгон Биринчи Дүйнөлүк Согуштун эң белгилүү шифри. Шифр өз атын алды, анткени шифрлөө алгоритми бардык шифрлрграммаларды бул тамгалардын алмашуусуна алып келген. Тамгаларды тандоо телеграф линиялары аркылуу берилгенде алардын ыңгайлуулугу менен аныкталды. Шифрдеги ар бир тамга экиден көрсөтүлөт. Келгиле, сандарды камтыган жана ADFGVX деп аталган ADFGX квадратынын кызыктуураак версиясын карап көрөлү.
| A | D | F | G | V | X | |
| A | J | Q | A | 5 | H | D |
| D | 2 | E | R | V | 9 | Z |
| F | 8 | Y | I | N | K | V |
| G | U | P | B | F | 6 | O |
| V | 4 | G | X | S | 3 | T |
| X | W | L | Q | 7 | C | 0 |
ADFGX квадраттоо алгоритми төмөнкүдөй:
- Мамычалар жана саптар үчүн туш келди n тамга тандаңыз.
- N x N матрицасын куруу.
- Матрицага уячалардын үстүнө туш келди чачылган алфавитти, сандарды, символдорду киргизиңиз.
Орус тилине да ушундай квадрат жасайлы. Мисалы, ABCD квадратын түзөлү:
| A | B | B | G | D | |
| A | E/E | N | b/b | A | I/Y |
| B | W | V/F | G/R | З | D |
| B | Ш/Ш | B | L | X | I |
| G | R | M | O | Ю | P |
| D | F | T | T | S | U |
Бул матрица кызыктай көрүнөт, анткени бир катар уячалар эки тамгадан турат. Бул кабыл алынат, кабардын мааниси жоголгон эмес. Аны оңой эле калыбына келтирсе болот. Бул таблица аркылуу "Компакт шифр" сөз айкашын шифрлеңиз:
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | |
| Фразе | K | O | M | P | A | K | T | N | S | Y | Ш | & | F | R |
| Шифр | bw | gv | gb | кайда | ag | bw | db | ab | dg | тозок | wa | тозок | bb | ha |
Ошентип, акыркы шифрленген билдирүү мындай көрүнөт: "bvgvgbgdagbvdbabdgvdvaadbbga". Албетте, немистер дагы бир нече шифрлер аркылуу ушундай линияны жүргүзүштү. Анан акырында абдан туруктуу болуп чыктышифрленген билдирүүнү бузуу үчүн.
Vigenère шифри
Бул шифр моноалфавиттиктерге караганда жарылууга туруктуураак, бирок ал жөнөкөй текстти алмаштыруучу шифр. Бирок, күчтүү алгоритмден улам, аны бузуп алуу мүмкүн эмес деп эсептелген. Бул тууралуу биринчи сөз 16-кылымга туура келет. Vigenère (француз дипломаты) жаңылыш түрдө анын ойлоп табуучусу деп эсептелет. Эмне коркунучта экенин жакшыраак түшүнүү үчүн орус тили үчүн Vigenère таблицасын (Vigenère квадраты, tabula recta) карап көрүңүз.
Келгиле, "Касперович күлөт" деген сөз айкашын коддоп баштайлы. Бирок шифрлөө ийгиликтүү болушу үчүн ачкыч сөз керек - ал "пароль" болсун. Эми шифрлөөнү баштайлы. Бул үчүн биз ачкычты ушунчалык көп жолу жазабыз, андагы тамгалардын саны шифрленген фразанын тамгаларынын санына туура келет, ачкычты кайталап же кесип:
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | |
| Фразасы: | K | A | С | P | E | R | O | B | & | W | С | M | E | E | T | С | I |
| Ачкыч | P | A | R | O | L | b | P | A | R | O | L | b | P | A | R | O | L |
Эми, Виженер таблицасын колдонуу менен, координаталык тегиздиктегидей, биз жуп тамгалардын кесилишкен уячасын издеп жатабыз жана төмөнкүнү алабыз: K + P=b, A + A=B, C + P=C, ж.б.
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | |
| Шифр: | b | B | B | Ю | С | N | Ю | G | Sch | F | E | Y | X | F | G | A | L |
Биз "Касперович күлөт"="бвуснюгщж ейхжгал" деп түшүнөбүз.
Vigenère шифрин бузуу өтө кыйын, анткени жыштык анализи иштөө үчүн ачкыч сөздүн узундугун билиши керек. Ошентип, бузуп ачкыч сөздүн узундугун кокусунан ыргытып, жашыруун билдирүүнү бузуп салууга аракет кылуу керек.
Такыр кокус ачкычтан тышкары такыр башка Vigenère үстөлүн колдонсо болорун да белгилей кетүү керек. Бул учурда Vigenère аянты бир жылдыруу менен сапка жазылган орус алфавитинен турат. Бул бизди ROT1 шифрине билдирет. Жана эле Цезарь шифриндегидей, офсет бардык нерсе болушу мүмкүн. Мындан тышкары, тамгалардын тартиби алфавиттик тартипте болууга милдеттүү эмес. Бул учурда, жадыбалдын өзү ачкыч болушу мүмкүн, аны билбестен, ачкычты билип туруп, билдирүүнү окуу мүмкүн эмес.
Коддор
Чыныгы коддор ар бири үчүн дал келүүлөрдөн туратөзүнчө коддун сөздөрү. Алар менен иштөө үчүн коддуу деп аталган китептер керек. Чынында, бул бир эле сөздүк, бир гана коддорго сөздөрдүн котормолорун камтыйт. Коддордун типтүү жана жөнөкөйлөштүрүлгөн мисалы ASCII таблицасы - жөнөкөй символдордун эл аралык шифри.
Коддордун негизги артыкчылыгы - аларды чечмелөө өтө кыйын. Жыштыктарды талдоо дээрлик иштебейт, алар бузулганда. Коддордун алсыздыгы, чынында, китептердин өздөрү. Биринчиден, аларды даярдоо татаал жана кымбат жараян. Экинчиден, душмандар үчүн алар каалаган объектке айланат жана китептин бир бөлүгүн да кармап калуу сизди бардык коддорду толугу менен өзгөртүүгө мажбурлайт.
20-кылымда көптөгөн штаттар белгилүү бир убакыттан кийин код китебин өзгөртүп, жашыруун маалыматтарды өткөрүү үчүн коддорду колдонушкан. Ошондой эле алар кошуналардын жана оппоненттердин китептерине жигердүү аңчылык кылышкан.
Энгма
Энигма Экинчи Дүйнөлүк Согуш учурунда нацисттердин негизги шифрлөөчү машинасы болгонун баары билет. Enigmanın түзүлүшү электрдик жана механикалык схемалардын айкалышын камтыйт. Шифр кандай болору Enigmanın баштапкы конфигурациясынан көз каранды. Ошол эле учурда Enigma операция учурунда конфигурациясын автоматтык түрдө өзгөртүп, бир билдирүүнү бүткүл узундугу боюнча бир нече жол менен шифрлейт.
Жөнөкөй шифрлерден айырмаланып, "Enigma" триллиондогон мүмкүн болгон комбинацияларды берди, бул шифрленген маалыматты сындырууну дээрлик мүмкүн эмес кылды. Өз кезегинде, нацисттер ар бир күн үчүн белгилүү бир комбинацияны даярдашканбилдирүүлөрдү жөнөтүү үчүн белгилүү бир күнү колдонулат. Ошондуктан, Enigma душмандын колуна түшүп калса да, ал күн сайын туура конфигурацияга кирбестен билдирүүлөрдү чечмелөө үчүн эч нерсе кылган эмес.
Hack "Enigma" Гитлердин бүткүл аскердик кампаниясы учурунда жигердүү аракет кылган. Англияда 1936-жылы бул үчүн алгачкы эсептөө приборлорунун бири (Тюринг машинасы) курулган, ал келечекте компьютерлердин прототиби болуп калган. Анын милдети бир эле учурда бир нече ондогон Enigmaлардын иштешин имитациялоо жана алар аркылуу нацисттик билдирүүлөрдү жөнөтүү болгон. Бирок Тьюринг машинасы да билдирүүнү кээде гана бузуп турган.
Ачык ачкыч шифрлөө
Технологияда жана компьютер системаларында бардык жерде колдонулган шифрлөө алгоритмдеринин эң популярдуусу. Анын маңызы, эреже катары, эки ачкычтын болушунда жатат, алардын бири ачык, экинчиси жашыруун (жеке) болуп саналат. Ачык ачкыч билдирүүнү шифрлөө үчүн, ал эми купуя ачкыч аны чечмелөө үчүн колдонулат.
Ачык ачкыч көбүнчө эки бөлүүчүсү бар өтө чоң сан болуп саналат, бирди жана сандын өзүн эсепке албаганда. Бул эки бөлүүчү чогуу жашыруун ачкычты түзөт.
Жөнөкөй мисалды карап көрөлү. Ачык ачкыч 905 болсун. Анын бөлүүчүлөрү 1, 5, 181 жана 905 сандары. Анда жашыруун ачкыч, мисалы, 5181 саны болот. Өтө оңой дейсизби? Ролдо болсо эмне болоткоомдук номер 60 сандан турган сан болобу? Көп сандын бөлүүчүлөрүн эсептөө математикалык жактан кыйын.
Жакыныраак мисал үчүн банкоматтан акча алып жатканыңызды элестетиңиз. Картаны окууда жеке маалыматтар белгилүү бир ачык ачкыч менен шифрленет, ал эми банк тарабында маалымат жашыруун ачкыч менен чечилет. Жана бул ачык ачкыч ар бир операция үчүн өзгөртүлүшү мүмкүн. Жана аны кармап жатканда негизги бөлүүчүлөрдү тез табууга эч кандай жолдор жок.
Шрифтин туруктуулугу
Шифрлөө алгоритминин криптографиялык күчү - хакерликке каршы туруу жөндөмү. Бул параметр ар кандай шифрлөө үчүн абдан маанилүү болуп саналат. Ар кандай электрондук шайман тарабынан чечмелене турган жөнөкөй алмаштыруу шифри эң туруксуздардын бири болуп саналат.
Бүгүнкү күндө шифрдин күчүн баалоого мүмкүн болгон бирдиктүү стандарттар жок. Бул оор жана узак процесс. Бирок бул жаатта стандарттарды чыгарган бир катар комиссиялар бар. Мисалы, NIST USA тарабынан иштелип чыккан Advanced Encryption Standard же AES шифрлөө алгоритмине минималдуу талаптар.
Маалымат үчүн: Vernam шифри бузулууга эң туруктуу шифр катары таанылган. Ошол эле учурда анын артыкчылыгы, алгоритмине ылайык, эң жөнөкөй шифр болуп саналат.
