Nga kohra të lashta, shifrat janë përdorur për të mbajtur sekrete. Një nga sistemet më të lashtë të shifrave, informacioni për të cilin historia na ka sjellë, është duke u endur. Ajo u përdor nga grekët e lashtë qysh në shekullin V para Krishtit. Në ato ditë, Sparta, e mbështetur nga Persia, zhvilloi një luftë kundër Athinës. Gjenerali spartan Lysander filloi të dyshojë për Persianët për një lojë të dyfishtë. Ai kishte nevojë urgjente për informacion të vërtetë në lidhje me qëllimet e tyre. Në momentin më kritik, një skllav i dërguar mbërriti nga kampi persian me një letër zyrtare. Pasi lexoi letrën, Lysander kërkoi një rrip nga i dërguari. Rezulton se në këtë rrip një mik besnik (tani do të thoshim "agjent sekret") Lysandra shkroi një mesazh të koduar. Në rripin e të dërguarit, shkronja të ndryshme u shkruan në çrregullim, të cilat nuk shtonin asnjë fjalë. Për më tepër, shkronjat nuk shkruheshin përgjatë belit, por matanë. Lysander mori një cilindër druri me një diametër të caktuar (endet), e rrethoi rripin e lajmëtarit rreth tij në mënyrë të tillë që skajet e rripit të mbyllen, dhe mesazhi që ai po priste ishte rreshtuar në brez përgjatë gjeneratës së cilindër Doli se Persianët po komplotonin për të goditur Spartanët me një goditje të papritur në shpinë dhe vranë mbështetësit e Lysanderit. Pasi mori këtë mesazh, Lisandri u ul papritur dhe fshehurazi pranë vendndodhjes së trupave persiane dhe me një goditje të papritur i mundi ata. Ky është një nga rastet e para të njohura në histori në të cilën një mesazh shifrues luajti një rol jashtëzakonisht të rëndësishëm.
Ishte një shifër permutacioni, teksti shifror i të cilit përbëhet nga shkronja të tekstit të thjeshtë të riorganizuar sipas një ligji të caktuar, por jo të njohur për të huajt. Sistemi i shifrimit këtu është ndërrimi i shkronjave, veprimet janë mbështjellja e rripit rreth bredhjes. Çelësi i shifrës është diametri i bredhjes. Shtë e qartë se dërguesi dhe marrësi i mesazhit duhet të kenë litarë me të njëjtin diametër. Kjo korrespondon me rregullin që çelësi i kriptimit duhet të jetë i njohur si për dërguesin ashtu edhe për marrësin. Bredhja është lloji më i thjeshtë i shifrimit. Mjafton të marrësh disa bredhje me diametra të ndryshëm, dhe pasi të mbështjellësh rripin në njërën prej tyre, do të shfaqet teksti i thjeshtë. Ky sistem kriptimi u deshifrua në kohët e lashta. Brezi ishte i mbështjellë në një endje konike me një kon të lehtë. Aty ku diametri i seksionit kryq të skitalës konike është afër diametrit të përdorur për kriptim, mesazhi lexohet pjesërisht, pas së cilës rripi mbështillet rreth skitala-s të diametrit të kërkuar.
Jul Cezari përdori gjerësisht shifra të një lloji tjetër (shifra zëvendësues), i cili madje konsiderohet si shpikësi i njërit prej këtyre shifrave. Ideja e shifrës së Cezarit ishte që në letër (papirus ose pergamenë) dy alfabete të gjuhës në të cilën do të shkruhet mesazhi janë shkruar njëri nën tjetrin. Sidoqoftë, alfabeti i dytë është shkruar nën të parin me një të caktuar (i njohur vetëm për dërguesin dhe marrësin, ndërrimin). Për shifrën e Cezarit, ky zhvendosje është i barabartë me tre pozicione. Në vend të shkronjës përkatëse të tekstit të thjeshtë, e cila është marrë nga alfabeti i parë (i sipërm), karakteri i alfabetit të poshtëm nën këtë shkronjë shkruhet në mesazh (tekst i koduar). Natyrisht, tani një sistem i tillë shifror mund të prishet lehtësisht edhe nga një laik, por në atë kohë shifra e Cezarit konsiderohej e pathyeshme.
Një shifër disi më komplekse u shpik nga grekët e lashtë. Ata shkruan alfabetin në formën e një tabele 5 x 5, shënuan rreshta dhe kolona me simbole (domethënë i numëruan ato) dhe shkruan dy simbole në vend të një shkronje të thjeshtë. Nëse këto karaktere jepen në një mesazh si një bllok i vetëm, atëherë me mesazhe të shkurtra për një tabelë të caktuar, një shifër e tillë është shumë e qëndrueshme, edhe sipas koncepteve moderne. Kjo ide, e cila është rreth dy mijë vjet e vjetër, u përdor në shifra komplekse gjatë Luftës së Parë Botërore.
Kolapsi i Perandorisë Romake u shoqërua me rënien e kriptografisë. Historia nuk ka ruajtur ndonjë informacion domethënës në lidhje me zhvillimin dhe zbatimin e kriptografisë në Mesjetën e hershme dhe të mesme. Dhe vetëm një mijë vjet më vonë, kriptografia po ringjallet në Evropë. Shekulli i gjashtëmbëdhjetë në Itali është një shekull intrigash, komplotesh dhe trazirash. Klanet Borgia dhe Medici konkurrojnë për pushtet politik dhe financiar. Në një atmosferë të tillë, shifrat dhe kodet bëhen jetike.
Në 1518, Abati Trithemius, një murg benediktin që jetonte në Gjermani, botoi një libër në latinisht të quajtur Poligrafi. Ishte libri i parë mbi artin e kriptografisë dhe së shpejti u përkthye në frëngjisht dhe gjermanisht.
Në 1556, mjeku dhe matematikani nga Milano Girolamo Cardano publikoi një vepër që përshkruante sistemin e kriptimit që ai shpiku, i cili hyri në histori si "Grila Cardano". Shtë një copë kartoni e fortë me vrima të prera në mënyrë të rastësishme. Grila Cardano ishte aplikimi i parë i shifrës së ndërrimit.
Ai u konsiderua një shifër absolutisht e fortë edhe në gjysmën e dytë të shekullit të kaluar, me një nivel mjaft të lartë të zhvillimit të matematikës. Kështu, në romanin e Zhyl Verne "Mathias Sandor", ngjarjet dramatike zhvillohen rreth një letre shifrore të dërguar me një pëllumb, por aksidentalisht ra në duart e një armiku politik. Për të lexuar këtë letër, ai shkoi te autori i letrës si shërbëtor për të gjetur një rrjet shifrash në shtëpinë e tij. Në roman, askush nuk ka idenë të përpiqet të deshifrojë një shkronjë pa çelës, bazuar vetëm në njohuritë për sistemin e aplikuar të shifrave. Nga rruga, letra e përgjuar dukej si një tabelë me shkronja 6 x 6, e cila ishte një gabim i madh i kriptuesit. Nëse e njëjta shkronjë do të ishte shkruar në një varg pa hapësira dhe numri i përgjithshëm i shkronjave me ndihmën e shtimit nuk do të ishte 36, deshifruesi do të vazhdonte të testonte hipotezat në lidhje me sistemin e përdorur të kriptimit.
Ju mund të numëroni numrin e opsioneve të kriptimit të ofruara nga grilë 6 x 6 Cardano. Deshifrimi i një grilë të tillë për disa dhjetëra miliona vjet! Shpikja e Cardano u tregua jashtëzakonisht këmbëngulëse. Mbi bazën e saj, gjatë Luftës së Dytë Botërore, u krijua një nga shifrat detarë më të qëndrueshëm në Britaninë e Madhe.
Sidoqoftë, deri më tani, janë zhvilluar metoda që lejojnë, në kushte të caktuara, të deshifrojë një sistem të tillë mjaft shpejt.
Disavantazhi i kësaj grilë është nevoja për të fshehur në mënyrë të besueshme vetë grilën nga të huajt. Edhe pse në disa raste është e mundur të mbani mend vendndodhjen e lojërave elektronike dhe renditjen e numrimit të tyre, përvoja tregon se kujtesa e një personi, veçanërisht kur sistemi përdoret rrallë, nuk mund të mbështetet. Në romanin "Matthias Sandor" kalimi i grilave në duart e armikut pati pasojat më tragjike për autorin e letrës dhe për të gjithë organizatën revolucionare, në të cilën ai ishte anëtar. Prandaj, në disa raste, sistemet më pak të forta, por më të thjeshta të kriptimit që janë të lehta për tu rikuperuar nga kujtesa mund të jenë të preferueshme.
Dy njerëz mund të pretendojnë titullin e "babait të kriptografisë moderne" me sukses të barabartë. Ata janë italiani Giovanni Battista Porta dhe francezi Blaise de Vigenère.
Në 1565, Giovanni Porta, një matematikan nga Napoli, botoi një sistem shifrash të bazuar në zëvendësim që lejonte që çdo karakter i tekstit të thjeshtë të zëvendësohej me një shkronjë shifrore në njëmbëdhjetë mënyra të ndryshme. Për këtë, merren 11 alfabete shifrorë, secili prej tyre identifikohet me një palë shkronja që përcaktojnë se cili alfabet duhet të përdoret për të zëvendësuar shkronjën e tekstit të thjeshtë me një alfabet shifror. Kur përdorni alfabetet e shifrës Ports, përveç që keni 11 alfabete, duhet të keni edhe një fjalë kyçe që përcakton alfabetin përkatës të shifrës në secilin hap të kriptimit.
Tabela e Giovanni Porta
Zakonisht teksti i koduar në mesazh shkruhet në një pjesë. Në linjat teknike të komunikimit, zakonisht transmetohet në formën e grupeve me pesë shifra, të ndara nga njëra-tjetra me një hapësirë, dhjetë grupe për rresht.
Sistemi Ports ka një qëndrueshmëri shumë të lartë, veçanërisht kur zgjedh dhe shkruan alfabete rastësisht, edhe sipas kritereve moderne. Por ajo gjithashtu ka disavantazhe: të dy korrespondentët duhet të kenë tabela mjaft të vështira që duhet të mbahen nga sytë e çmendur. Për më tepër, duhet të bini dakord disi për një fjalë kyçe, e cila gjithashtu duhet të jetë sekrete.
Këto probleme u zgjidhën nga diplomati Vigenère. Në Romë, ai u njoh me veprat e Trithemius dhe Cardano, dhe në 1585 ai botoi veprën e tij "Një traktat mbi shifrat". Ashtu si metoda Ports, metoda Vigenère bazohet në tabelë. Avantazhi kryesor i metodës Vigenere është thjeshtësia e tij. Ashtu si sistemi Ports, sistemi Vigenère kërkon një fjalë kyçe (ose frazë) për kriptim, shkronjat e të cilit përcaktojnë se me cilin nga 26 alfabetet shifrorë secila shkronjë specifike e tekstit të thjeshtë do të kodohet. Shkronja kryesore e tekstit përcakton kolonën, d.m.th. alfabetin specifik të shifrës. Shkronja e tekstit të koduar është brenda tabelës që korrespondon me shkronjën e tekstit të thjeshtë. Sistemi Vigenere përdor vetëm 26 shifrafat dhe është inferior në forcë ndaj sistemit të Porteve. Por tabela Vigenere është e lehtë të rikthehet nga kujtesa para kriptimit, dhe pastaj të shkatërrohet. Stabiliteti i sistemit mund të rritet duke rënë dakord jo për një fjalë kyçe, por për një frazë të gjatë kryesore, atëherë periudha e përdorimit të alfabeteve të shifrave do të jetë shumë më e vështirë të përcaktohet.
Shifër Vigenère
Të gjitha sistemet e kriptimit para shekullit të njëzetë ishin manuale. Me një intensitet të ulët të shkëmbimit të shifrave, kjo nuk ishte një disavantazh. Gjithçka ndryshoi me ardhjen e telegrafit dhe radios. Me rritjen e intensitetit të shkëmbimit të mesazheve të shifrave me mjete teknike të komunikimit, qasja e personave të paautorizuar në mesazhet e transmetuara është bërë shumë më e lehtë. Kërkesat për kompleksitetin e shifrave, shpejtësia e kriptimit (deshifrimit) të informacionit janë rritur në mënyrë dramatike. U bë e nevojshme mekanizimi i kësaj pune.
Pas Luftës së Parë Botërore, biznesi i kriptimit filloi të zhvillohej me shpejtësi. Sistemet e reja të kriptimit janë duke u zhvilluar, makina po shpiken që përshpejtojnë procesin e kriptimit (deshifrimit). Më e famshmja ishte makina mekanike e shifrimit "Hagelin". Kompania për prodhimin e këtyre makinave u themelua nga suedezi Boris Hagelin dhe ekziston edhe sot. Hagelin ishte kompakt, i lehtë për t’u përdorur dhe siguronte forcë të lartë të shifrës. Kjo makinë shifrimi zbatoi parimin e zëvendësimit, dhe numri i alfabeteve të shifrave të përdorur tejkaloi atë të sistemit Ports, dhe kalimi nga një alfabet shifror në tjetrin u krye në një mënyrë pseudo-të rastësishme.
Makinë Hagellin C-48
Teknologjikisht, funksionimi i makinës përdori parimet e funksionimit të shtimit të makinave dhe makinave automatike mekanike. Më vonë, kjo makinë iu nënshtrua përmirësimeve, si matematikisht ashtu edhe mekanikisht. Kjo rrit ndjeshëm qëndrueshmërinë dhe përdorshmërinë e sistemit. Sistemi doli të ishte aq i suksesshëm sa që gjatë kalimit në teknologjinë kompjuterike, parimet e përcaktuara në Hagelin u modeluan në mënyrë elektronike.
Një tjetër mundësi për zbatimin e shifrës zëvendësuese ishin makinat e diskut, të cilat që nga fillimi i tyre ishin elektromekanike. Pajisja kryesore e enkriptimit në makinë ishte një grup disku (nga 3 në 6 copë), të montuar në një aks, por jo në mënyrë të ngurtë, dhe në mënyrë të tillë që disqet të mund të rrotulloheshin rreth boshtit në mënyrë të pavarur nga njëri -tjetri. Disku kishte dy baza, të bëra nga bakeliti, në të cilat shtypeshin terminalet e kontaktit sipas numrit të shkronjave të alfabetit. Në këtë rast, kontaktet e njërës bazë ishin të lidhura elektrikisht brenda me kontaktet e bazës tjetër në çifte në mënyrë arbitrare. Kontaktet dalëse të secilit disk, përveç atij të fundit, lidhen përmes pllakave të kontaktit fiks me kontaktet hyrëse të diskut tjetër. Për më tepër, secili disk ka një fllanxhë me zgjatime dhe depresione, të cilat së bashku përcaktojnë natyrën e lëvizjes hap të secilit disk në çdo cikël kriptimi. Në çdo cikël të orës, kriptimi kryhet duke pulsuar tensionin përmes kontaktit hyrës të sistemit komutues që korrespondon me shkronjën e tekstit të thjeshtë. Në daljen e sistemit të komutimit, tensioni shfaqet në kontakt, i cili korrespondon me shkronjën aktuale të tekstit të koduar. Pasi të ketë përfunduar një cikël kriptimi, disqet rrotullohen në mënyrë të pavarur nga njëri -tjetri me një ose disa hapa (në këtë rast, disa disqe mund të jenë plotësisht boshe në çdo hap). Ligji i lëvizjes përcaktohet nga konfigurimi i fllanxhave të diskut dhe mund të konsiderohet pseudo i rastësishëm. Këto makina ishin të përhapura, dhe idetë pas tyre u modeluan gjithashtu në mënyrë elektronike gjatë ardhjes së epokës së llogaritjes elektronike. Forca e shifrave të prodhuar nga makina të tilla ishte gjithashtu jashtëzakonisht e lartë.
Gjatë Luftës së Dytë Botërore, makina e diskut Enigma u përdor për të koduar korrespondencën e Hitlerit me Rommel. Një nga automjetet ra në duart e inteligjencës britanike për një kohë të shkurtër. Pasi bënë një kopje të saktë të tij, britanikët ishin në gjendje të deshifronin korrespondencën sekrete.
Pyetja e mëposhtme është e rëndësishme: a është e mundur të krijohet një shifër absolutisht e fortë, d.m.th. një që do të zbulohej edhe teorikisht. Babai i kibernetikës, Norbert Wiener, argumentoi: "Çdo pjesë mjaft e gjatë e kodit të koduar mund të deshifrohet gjithmonë, me kusht që kundërshtari të ketë kohë të mjaftueshme për këtë … Çdo shifër mund të deshifrohet nëse ekziston vetëm një nevojë urgjente për të dhe informacioni që supozohet të merret vlen koston.mjetet e përpjekjes dhe kohës ". Nëse po flasim për një shifër të krijuar në përputhje me ndonjë algoritëm të përcaktuar saktësisht dhe pa mëdyshje, pavarësisht se sa kompleks mund të jetë, atëherë ky është me të vërtetë rasti.
Sidoqoftë, matematikani amerikan dhe specialisti i përpunimit të informacionit Claude Shannon tregoi se mund të krijohej një shifër absolutisht e fortë. Në të njëjtën kohë, nuk ka asnjë ndryshim praktik midis një shifri absolutisht të fortë dhe të ashtuquajturve shifra praktikë të forcës (zbatuar duke përdorur algoritme komplekse të zhvilluara posaçërisht). Një shifër absolutisht e fortë duhet të krijohet dhe përdoret si më poshtë:
- shifra gjenerohet duke mos përdorur asnjë algoritëm, por në një mënyrë krejt të rastësishme (hedhja e një monedhe, hapja e një karte rastësisht nga një kuvertë e përzier mirë, gjenerimi i një sekuence të numrave të rastit nga një gjenerator i numrave të rastit në një diodë zhurme, etj..);
- gjatësia e tekstit të koduar nuk duhet të kalojë gjatësinë e shifrës së krijuar, d.m.th. një karakter shifror do të përdoret për të koduar një karakter të tekstit të thjeshtë.
Natyrisht, në këtë rast të gjitha kushtet për trajtimin e saktë të shifrave duhet të përmbushen dhe, mbi të gjitha, teksti nuk mund të rikriptohet me një shifër që është përdorur tashmë një herë.
Shifrat absolutisht të fortë përdoren në rastet kur duhet të garantohet pamundësia absolute e deshifrimit nga armiku i korrespondencës. Në veçanti, shifra të tillë përdoren nga agjentë të paligjshëm që veprojnë në territorin e armikut dhe përdorin shënime të shifrave. Fletorja përbëhet nga faqe me kolona numrash, të zgjedhur në mënyrë të rastësishme dhe të quajtura një shifër bllok.
Metodat e kriptimit janë të ndryshme, por një nga më të thjeshtat është sa vijon. Shkronjat e alfabetit numërohen me numra dyshifror A - 01, B - 02 … Z - 32. Pastaj mesazhi "Gati për t'u takuar" duket kështu:
tekst i thjeshtë - Gati për t'u takuar;
tekst i hapur dixhital - 0415191503 11 03181917062406;
shifër bllok - 1123583145 94 37074189752975;
ciphertext - 1538674646 05 30155096714371.
Në këtë rast, teksti i koduar merret me shtimin numerik të tekstit të thjeshtë dixhital dhe modulin 10 të kodit bllok (d.m.th., njësia e transferimit, nëse ka, nuk merret parasysh). Teksti i koduar i destinuar për transmetim me mjetet teknike të komunikimit ka formën e grupeve pesë-shifrore, në këtë rast duhet të duket si: 15386 74648 05301 5509671437 16389 (4 shifrat e fundit shtohen në mënyrë arbitrare dhe nuk merren parasysh). Natyrisht, është e nevojshme të njoftoni marrësin se cila faqe e fletores së shifrimit përdoret. Kjo bëhet në një vend të paracaktuar në tekst të thjeshtë (në numër). Pas kriptimit, faqja e përdorur e kodit shifrohet dhe shkatërrohet. Kur deshifroni kriptogramin e marrë, i njëjti shifër duhet të zbritet nga moduli 10 nga teksti i koduar. Natyrisht, një fletore e tillë duhet të mbahet shumë mirë dhe fshehurazi, pasi vetë fakti i pranisë së tij, nëse bëhet i njohur për armikun, do të thotë dështim i agjentit.
Ardhja e pajisjeve kompjuterike elektronike, veçanërisht kompjuterat personal, shënoi një epokë të re në zhvillimin e kriptografisë. Ndër përparësitë e shumta të pajisjeve të tipit kompjuterik, mund të vërehet sa vijon:
a) shpejtësi jashtëzakonisht e lartë e përpunimit të informacionit, b) aftësinë për të futur dhe koduar shpejt një tekst të përgatitur më parë, c) mundësinë e përdorimit të algoritmeve komplekse dhe jashtëzakonisht të forta të kriptimit, d) pajtueshmëri e mirë me pajisjet moderne të komunikimit, e) vizualizimi i shpejtë i tekstit me aftësinë për ta printuar ose fshirë shpejt atë, f) aftësinë për të pasur në një kompjuter programe të ndryshme kriptimi me bllokimin e qasjes në to
persona të paautorizuar që përdorin një sistem fjalëkalimi ose mbrojtje të brendshme të kriptove, g) universalitetin e materialit të koduar (d.m.th., në kushte të caktuara, një algoritëm i kodimit të kompjuterit mund të kriptojë jo vetëm informacionin alfanumerik, por edhe bisedat telefonike, dokumentet fotografike dhe materialet video).
Sidoqoftë, duhet të theksohet se në organizimin e mbrojtjes së informacionit gjatë zhvillimit, ruajtjes, transmetimit dhe përpunimit të tij, duhet të ndiqet një qasje sistematike. Ka shumë mënyra të mundshme të rrjedhjes së informacionit, madje edhe mbrojtja e mirë e kriptove nuk garanton sigurinë e tij nëse nuk merren masa të tjera për ta mbrojtur atë.
Referencat:
Adamenko M. Bazat e kriptologjisë klasike. Sekretet e shifrave dhe kodeve. M.: Shtypi DMK, 2012. S. 67-69, 143, 233-236.
Simon S. Libri i Shifrave. M.: Avanta +, 2009. S. 18-19, 67, 103, 328-329, 361, 425.
