Шифр Цезаря

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа №1
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА
по теме «_Математика и шифры »
Болдырева Ирина ,8 «в»класс
Руководитель
( Мельникова Татьяна Владимировна ,
учитель математики)
г. Узловая, 2014_
Введение
Два человека обмениваются письмами, в которых содержится очень важная
и опасная для них обоих информация. Могут ли они так зашифровать свои
послания, чтобы никто другой не смог их прочитать? Императоры, купцы,
шпионы задавали себе подобные вопросы на протяжении 25 веков, с
момента появления первых шифров. И отвечали на них по-разному. Шерлок
Холмс, например, полагал, что ему по силам любой шифр. Такое
самомнение, конечно, простительно выдуманному герою, но само по себе
убеждение было не лишено оснований. Многие кодировки, считавшиеся
недоступными, в конце концов, были благополучно разгаданы.
Изменение текста с целью сделать его понятным только избранным дало
начало науке криптографии (греч. «тайное письмо»). Процесс
преобразования текста, написанного общедоступным языком, в текст,
понятный только адресату, называют шифрованием, а сам способ такого
преобразования называют шифром. Но если есть желающие скрыть смысл
текста, то найдутся и желающие его прочитать.
Так возможно ли создать абсолютно надежный шифр?
Историческая справка.
Как только люди научились писать, у них сразу же появилось желание
сделать написанное понятным не всем, а только узкому кругу. Даже в самых
древних памятниках письменности учёные находят признаки намеренного
искажения текстов: изменение знаков, нарушение порядка записи и т. д.
Потребность в таком способе письма, который скрывал бы смысл
написанного от постороннего взгляда и делал бы его доступным лишь для
немногих посвященных, существует у людей с древних пор. Отсюда и
возникло искусство секретного письма, разросшееся в наши дни чуть ли не
до размеров целой науки – криптографии (от греческого - тайнопись). Одни
тексты создавались для всех, как, скажем законы вавилонского царя
Хамураппи, написанные почти за два тысячелетия до нашей эры: царь
повелел выбить текст этих законов на каменной стеле, чтобы каждый мог
узнать о них. Другие тексты надо было держать в строжайшей тайне. О
тайнописи упоминает еще Геродот и даже приводит образцы таких писем,
которые понятны лишь адресату.
По свидетельству Плутарха, у спартанцев были в употреблении специальные
механические приборы для записывания и прочтения тайных посланий. Для
записывания религиозных тайн жрецы пользовались особыми письменами,
непонятными для непосвященных. Известно, что к криптографии прибегал
Юлий Цезарь в своем дневнике о войне в Галии, он сам изобрел шифр,
довольно простой: «сдвинул» алфавит на три буквы вверх, так что букве «А»
латинского алфавита соответствовала буква «Д» и так далее. Дешифровка
записей Цезаря очень проста. То же можно сказать о шифре другого
императора – Карла Великого. Тот пользовался выдуманным алфавитом с
начертанием букв совсем иным, чем в общеупотребительном.
В средние века над изобретением и усовершенствованием
криптографических систем работали многие выдающиеся умы, как
например, философ Бекон Веруламский, математик Виет, историк Гуго
Гроцкий и др.
Но высшего развития криптография достигла лишь в новое время.
Криптография была продуктом выдумки и опыта авторов секретной
информации. Поначалу она развивалась усилиями людей, которым была
необходима, - дипломатов, военных, разведчиков, изобретателей (до
оформления патента им надо было сохранить изобретение в тайне) и т.д. И
только в наше время, когда в жизнь вошли компьютеры, и когда в 1945 году
была опубликована «Теория связи в секретных системах», разработанная
американским математиком Шенноном, криптография получила статус
науки. Под «секретными системами» понимаются такие, где смысл
сообщения скрывается при помощи определенного кода. Но не следует
думать, что с появлением компьютеров и теоретических основ, созданных
Шенноном, старая классическая криптография перестала быть помощницей
в тайных серьезных делах. Вы сами можете судить, насколько много в
криптографии «математики».
Методы чтения таких текстов изучает наука криптоанализ. Хотя сами
методы криптографии и криптоанализа до недавнего времени были не очень
тесно связаны с математикой, во все времена многие известные математики
участвовали в расшифровке важных сообщений. И часто именно они
добивались заметных успехов, ведь математики в своей работе постоянно
имеют дело с разнообразными и сложными задачами, а каждый шифр — это
серьезная логическая задача.
Постепенно роль математических методов в криптографии стала возрастать,
и за последнее столетие они существенно изменили эту древнюю науку.
Цель работы: изучить применение основ математики в криптологии.
Задачи:
1. изучить историю криптографии;
2. познакомиться с разными видами шифров;
3. рассмотреть способы шифрования;
4. осуществить шифровку и дешифровку текста.
Поговорим о возможностях скрыть информацию…
ШИФР (БСЭ)
(франц. chiffre, буквально — цифра, от араб. сифр — нуль)
совокупность условных знаков, применяемых для секретной переписки
дипломатических представителей (послов, атташе и др.) со своими
правительствами, а также в вооруженных силах для передачи приказов,
распоряжений, донесений. Шифрование производится путём замены целых
фраз, слов, слогов или отд. букв цифрами или буквами в различных
комбинациях на основе заранее принятой системы, являющейся
соответственно ключом для расшифровки текста. Применяется также
двойной Шифр, требующий двойной расшифровки при помощи двух
ключей. Шифр не всегда гарантирует абсолютную тайну секретной
переписки, т.к. даже к очень сложным Ш. может быть подобран ключ путём
расчётов, вычислений повторяемости отдельных знаков и т.п.
1. Стеганография
Стеганография является более древней, чем коды и шифры, и обычно её
называют тайнописью, искусством скрытой записи. Например, сообщение
может быть написано на бумаге, покрытой воском, и гонец должен
проглотить его и таким образом обеспечить скрытность, а в нужный момент
отрыгнуть, чтобы сообщение можно было прочитать.
Другим способом является татуировка сообщения на гладко выбритой
голове посланника, затем надо подождать, когда волосы опять вырастут,
чтобы скрыть сообщение.
Лучший способ тайнописи — это использование обычных предметов для
сокрытия сообщения. В Англии был популярен метод тайнописи, для
которого использовали обычную газету с крошечными точками под буквами
на первой странице, которые указывали, какие буквы следует читать, чтобы
получить сообщение.
Некоторые люди могли составить сообщение, используя первые буквы
каждого слова в каком-либо тексте или используя невидимые чернила.
Конкурирующие страны могут так уменьшить текст, что целая страница
текста становится размером с пиксель, который будет незаметен для
постороннего глаза.
Стеганографию лучше всего использовать в сочетании с кодом или
шифром, так как существует риск, что тайное послание может быть
обнаружено.
Таблицы
Можно зашифровать текст, предварительно записав его в таблицу. Только
заранее нужно договориться, какой буквой будут отмечать пробелы между
словами.
Небольшая подсказка - это должна быть распространенная буква (типа р, к,
л, о), потому что за редко встречающиеся в словах буквы сразу цепляется
взгляд и из-за этого текст легко расшифровывается. Также нужно
обговорить, какой по величине будет таблица и каким образом будут
вписывать слова (слева направо или сверху вниз).
Давайте вместе зашифруем фразу с помощью таблицы: Ночью идем ловить
карасей.
Пробел будем обозначать буквой "р", слова пишем сверху вниз. Таблица 9
на 3 (рисуем в клеточках обычного тетрадного листа).
Вот что у нас получается:
НЬИМОТКАЙ
ОЮДРВЬАСР
ЧРЕЛИРРЕ.
Решетка
Для того, чтобы прочесть текст, зашифрованный таким образом, вам и
вашему другу понадобится одинаковые трафареты: листы бумаги с
вырезанными на них в произвольном порядке квадратиками.
Шифровку нужно писать на листке точно такого же формата, как и трафарет.
Буквы пишутся в клеточки-дырки (причем тоже можно писать, например,
справа-налево или сверху-вниз), остальные клеточки заполняются любыми
другими буквами.
Подстановочные системы.
Простейшим примером подстановочной системы служит такая, где каждая
буква незашифрованного текста всегда заменяется одним и тем же
эквивалентом. Это, по всей видимости, самый известный тип шифра и
первое, что обычно приходит в голову новичку в криптографии. Очевидно,
что выбор эквивалента не играет принципиальной роли. Но как это не
удивительно, многие люди считают, что использование сложных случайных
символов обеспечивает системе большую надежность, нежели применение
букв и цифр.
Простейший способ реализации такой системы – выписать эквиваленты в
форме подстановочного алфавита,
который состоит из исходной и
шифровальной последовательностей, расположенных одна над другой. Букву
незашифрованного текста нужно найти в первой последовательности и
заменить соответствующим знаком из второй. Например, если пользоваться
подстановочным алфавитом,
Исходная последовательность
АБВГДЕЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯ
Шифровальная последовательность
АГЖЙМТХШЫЮБДЗКНРУЦЩЯВЕИЛОСФЧЪЭ,
То
предложение
ВОЗВРАЩАЙСЯ
ДОМОЙ
ВСЕ
ЗАБЫТО
зашифровывается так: ЖКХЖР АЛАЫУ ЭМКДК ЫЖУПХ АГСЦК.
Обычно в подстановочном алфавите подстановочная последовательность –
это нормальный алфавит. В этих случаях для определения всего
подстановочного алфавита достаточно задания одной шифровальной
последовательности. В зависимости от способа, которым стоится
шифровальная последовательность, подстановочные алфавиты делятся на
три класса.
Стандартные алфавиты. Здесь шифровальная последовательность –
циклическая перестановка нормального алфавита или обращенного
нормального алфавита.
Это самый старый из известных типов подстановочных алфавитов. Иногда
такие системы шифрования системами Юлия Цезаря. Однако, Цезарь
использовал лишь один из возможных стандартных алфавитов; у него
шифровальной последовательностью всегда был нормальный алфавит,
начинающийся с буквы D.
Систематически перемешанные алфавиты. Неудобство использования
стандартных алфавитов очевидно: ведь здесь для определения всего
алфавита достаточно идентифицировать один или два символа. Чтобы
обойти эту трудность и при этом избежать необходимости выписывать
шифровальную последовательность, нужно использовать некоторую
систематическую процедуру переупорядочения нормально алфавита.
Пусть в качестве ключевого выбрано слово без повторяющихся букв,
скажем РЫБАКИ. Впишем в прямоугольную таблицу все остальные буквы
алфавита по порядку под ключевым словом:
Р
Ы
Б
А
К
И
В
Г
Д
Е
Ж
З
Й
Л
М
Н
О
П
С
Т
У
Ф
Х
Ц
Ч
Ш
Щ
Ъ
Ь
Э
Ю
Я
Переставим столбцы этой фигуры согласно числовому ключу, основанному
на слове РЫБАКИ, и перепишем их поочередно. Получится шифровальная
последовательность
АЕНФЪБДМУЩИЗПЦЭКЖОХЬРВЙСЧЫГЛТШЯ
Принципиально иной шифр, более древний, связан
с перестановкой букв сообщения по определенному, известному
отправителю и получателю правилу. Древние рассказывали: какой-то
хитрец из спартанцев обнаружил, что если полоску пергамента
намотать спиралью на палочку и написать на нем вдоль палочки
текст сообщения, то, после снятия полоски буквы на ней
расположатся хаотично.
Это то же самое, будто буквы писать не подряд, а через условленное
число по кольцу до тех пор, пока весь текст не будет исчерпан.
Сообщение ВЫСТУПАЙТЕ при окружности палочки в 3 буквы даст
шифровку ВУТЫПЕСАТЙ. Текст ее не понятен, не так ли? Для прочтения
шифровки нужно не только знать систему засекречивания, но и обладать
ключом в виде палочки, принятого диаметра. Зная тип шифра, но не имея
ключа, расшифровать сообщение было сложно. Этот шифр именовался
скитала по названию стержня, на который наматывались свитки папируса,
что указывает на его происхождение. Он был весьма популярен в
Спарте и много раз совеpшенствовался в позднейшие времена. О его
важном значении и большом распространении говорит свидетельство
Плутарха в "Сравнительных жизнеописаниях", когда историк
сообщает о жизни греческого полководца Алкивиада: "Однако
Лисандр обратил внимание на эти слова не раньше, чем получил из
дома скиталу с приказанием отделаться от Алкивиада..."
Упомянем,
что греческий писатель и историк Полибий изобрел за два века до
нашей эры так называемый полибианский квадрат размером 5х5,
заполненный алфавитом в случайном порядке. Для шифрования на
квадрате находили букву текста и вставляли в шифровку нижнюю от
нее в том же столбце. Если буква была в нижней строке, то брали
верхнюю из того же столбца. Такого рода квадраты широко
употреблялись в позднейших криптографических системах.
Для связи греки и римляне использовали код
на основе полибианского квадрата с естественным заполнением
алфавитом. Буква кодировалась номером строки и столбца,
соответствующим ей в квадрате. Сигнал подавался ночью факелами,
а днем флагами. На основе такого кода легко сделать шифр,
обозначив каждый ряд и столбец своим числом флагов.
1
2
3
4
5
6
1
А
Б
В
Г
Д
Е
2
Ж
З
И
К
Л
М
3
Н
О
П
Р
С
Т
4
У
Ф
Х
Ц
Ч
Ш
5
Щ
Ы
Ь
Э
Ю
Я
Дешифруйте высказывание В.П. Ермакова используя:
квадрат Полибия
«13 26 11 36 16 26 11 36 23 24 16 35 25 16 15 41 16 36 33 32 26 31 23 36 53 31
16 42 32 34 26 41 25 52 , 11 33 34 32 44 16 35 35 52 26 52 46 25 16 31 23 56»
Ответ: В математике следует помнить не формулы, а процессы мышления».
2. Простые , «детские» шифры:
Белые пятна
Любой текст даже без шифра может превратиться в трудночитаемую
абракадабру, если между буквами и словами неправильно расставить
пробелы.
Например, вот во что превращается простое и понятное предложение
"Встречаемся на берегу озера" - "В стре чаем с Янабер егуоз ера".
Даже внимательный человек не сразу заметит подвох. Но это самый простой
вид шифровки.
Без гласных
Либо можно воспользоваться таким методом – писать текст без гласных
букв.
Для примера приведу такое предложение:
"Записка лежит в дупле дуба, который стоит на опушке леса".
Шифрованный текст выглядит так:
"Зпск лжт в дпл дб, ктр стт н пшк лс".
Читай наоборот
Эта шифровка объединяет в себе сразу два метода. Текст нужно читать
справа налево (то есть наоборот), причем пробелы между словами могут
быть расставлены наобум.
Вот, прочтите и расшифруйте:
"Нелета минвь дуб, маноро тсоп иртомс".
Второй за первого
Либо каждую букву алфавита можно обозначить следующей за ней буквой.
То есть вместо "а" мы пишем "б" , вместо "б" напишем "в", вместо "в" - "г" и
так далее.
Опираясь на этот принцип можно составить необычный шифр.
Разгадайте, что за фраза перед вами
"Тьъйлб г тжсйбмж фиобуэ мждлп – по ожлпдеб ож тойнбжу щмарф".
Заместители
По такому же принципу, как и предыдущий шифр, используется метод
"Замена". Я читала, что его использовали для шифровки священных
иудейских текстов.
Вместо первой буквы алфавита мы пишем последнюю, вместо второй –
предпоследнюю и так далее. То есть вместо А – Я, вместо Б – Ю, вместо ВЭ…
Чтобы было легче расшифровать текст, нужно иметь под рукой алфавит и
листочек с ручкой. Смотришь соответствие буквы и записываешь.
Но, если математике здесь принадлежит довольно скромная роль, то, во
всяком случае, легко убедиться, что свободное пользование тайнописью
требует все же запаса сообразительности и остроумия.
Прикинуть на глазок и расшифровать будет трудно.
Шифровка с помощью простых чисел.
Состязанию шифровальщиков и тех, кто стремится прочесть «запертый»
текст, кажется, не видно конца. И криптологи обратились к математике. В её
разделах немало проблем, о которые ломают зубы даже современные
электронные счетчики. К таким проблемам относится с виду простая –
разложение больших чисел на простые множители. Например, число
1688712746159 есть результат умножения двух простых чисел: 97843 и
17259413. Компьютер найдет эти сомножители буквально в доли секунды.
Но, если речь пойдет о числе, составленном из сотни цифр, то даже
суперкомпьютеру, чтобы разложить это число на простые сомножители,
потребуется время и немалое.
Азбука Морзе
Самуэль Морзе, художник
Художник Самуэль Морзе придумал способ кодирования текста точками и
тире. Такая кодировка называется морзянка. Морзянка долго использовалась
на телеграфе и для передач по радио. Кроме того, морзянку можно
передавать с помощью прожектора или фонарика.
Раньше все радисты и разведчики знали азбуку Морзе наизусть.
Сейчас морзянкой иногда передают сигнал о помощи, СОС. Вот как он
выглядит:
···
−−−
···
То есть, буква С - это три точки, а буква О - это три тире.
Таким способом можно закодировать всё, что угодно.
Русская азбука Морзе
A
Б
В
Г
Д
Е
(Ё)
Ж
З
И
Й
· −
− ·
· ·
· −
−
− −
·
− ·
·
·
· · ·
−
− −
· ·
· ·
· −
− −
К
Л
М
Н
О
П
Р
С
Т
У
− ·
−
· −
· ·
−
−
− ·
− −
−
· −
− ·
· − ·
· ·
·
−
· ·
−
Ф
Х
Ц
Ч
Ш
Щ
Ъ
Ы
Ь
Э
· ·
− ·
· ·
· ·
− ·
− ·
− −
− ·
− −
− −
− −
· −
− −
· −
−
− ·
− −
− ·
· −
· ·
− ·
·
Ю
Я
· ·
− −
· −
· −
Пример задания
−·· ·−− ·−
·−−· ·−·· ··−− ···
− ·−· ··
Раскодируйте задание. Найдите ответ.
·−−· ·−·− − −··−
··
··− −− −· −−− ···− ·· − −··−
−· ·−
− ·−·
Раскодируйте задание. Найдите ответ.
Конкурсное задание, май 2013
Радист перехватил передачу азбукой Морзе.
−− −·−−
−−− ·−−−
−· ·−
− ·−· ·· −·· −·−· ·− − −··−
·−−· ·− ·−· ·− ·−·· ·−·· · ·−·· ··
На какой параллели терпит бедствие судно?
··· · −·· −··− −−
Код Морзе (Азбука Морзе)
Несмотря на свое название, код Морзе не является кодом — это шифр.
Каждая буква алфавита, цифры от 0 до 9 и некоторые символы пунктуации
заменены на последовательность коротких и длинных звуковых сигналов,
которые часто называют «точка и тире». А становится “• — “,
Б становится “ — • • •” и так далее. В отличие от большинства других
шифров, код Морзе не используется для сокрытия сообщений. Код Морзе
начал широко применяться с изобретением телеграфа Сэмюэлем Морзе. Это
было первое широко используемое электрическое приспособление для
передачи сообщений на дальние расстояния. Телеграф произвел революцию
в средствах массовой информации и позволял немедленно передавать
сообщения о событиях, произошедшие в одной стране, по всему миру. Код
Морзе изменил характер войны, позволяя обеспечивать мгновенную связь с
войсками на большом расстоянии.
Пляшущие человечки
Шерлок Холмс разгадывает шифр
В одном из лучших рассказов Конан Дойля великий сыщик Шерлок Холмс расшифровал таинственные
записки, которые состояли из изображений пляшущих человечков.
Оказалось, что каждый человечек обозначал одну букву алфавита. Несколько человечков в ряд
составляли слово. Так получался непонятный посторонним текст.
Самое сложное было догадаться, какой человечек какую букву обозначает. Но Холмс справился.
Пример задания
Раскодируйте задание. Найдите ответ.
Запишите ответ цифрами в поле для ввода:
Раскодируйте задание. Найдите ответ.
Запишите ответ цифрами в поле для ввода:
Назовите номер дома на Бейкер-стрит, в котором Шерлок Холмс назначил встречу доктору Ватсону
Запишите ответ цифрами в поле для ввода:
Шифр Цезаря
Гай Юлий Цезарь, диктатор
Юлий Цезарь, политик и полководец, для секретных сообщений использовал сдвиг букв на три позиции
вправо.
Вместо А он писал Г, вместо Б писал Д и так далее. Что он писал вместо Я? Очевидно, В.
Малограмотные рабы, переносившие записки, думали, что они написаны на каком-то неизвестном языке.
Исходный
алфавит:
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я
Шифрованный:
Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б
Пример задания
ЪЗХЮУЗ ТОБФ ЖЕГ
ФЗПЯ ЦПРСЙЛХЯ РГ ЕСФЗПЯ
Гай Юлий Цезарь зашифровал число пехотинцев в легионе. Потом подумал и для надежности
зашифровал еще раз. Получилось
ХЕШВ ШБЧЕЭ ХКЫФШОУЬКЗ
Сколько пехотинцев в легионе?
Шифрующая таблица
Попробуйте догадаться, что здесь зашифровано:
С Д Ч Ы Т Р Ш Х А У Е Д Р Г Н В Ы Л О У Й У В Х
Непонятно? На самом деле всё просто. Перепишите зашифрованный текст в виде таблицы:
С
Д
Ч
Ы
Т
Р
Ш
Х
А
У
Е
Д
Р
Г
Н
В
Ы
Л
О
У
Й
У
В
Х
и читайте по столбцам. Первое слово: "СТАРЫЙ".
Если Вы попробуете сами зашифровать секретное сообщение таким способом и
в конце таблицы останутся пустые места, заполните их, например, буквами Ъ.
Пример задания
Во время конкурса задание будет зашифровано с помощью таблицы неизвестного размера:
Ч Р Н Р Е Е У И Т М С Ъ Ы И Т Ъ
Для расшифровки нужно будет подобрать размер таблицы. Подсказка: для начала подсчитайте
количество букв в сообщении и подумайте о возможном размере таблицы.
Задание зашифровано с помощью шифрующей таблицы неизвестного размера:
В Е М У Я О М И С Т С Ь Н П Ь
С помощью шифрующей таблицы записано одно из чисел, которое математики считают счастливым. К
сожалению, размер таблицы записать забыли.
СЕОТТВСРОЯТИДНОЪ
Узнайте счастливое число.
Магический квадрат
Магические (волшебные) квадраты издавна использовались как защитные
амулеты, для различной магии и для шифрования.
Магический квадрат - это квадрат, заполненный числами так, что сумма чисел в
каждой строке, каждом столбце и на обеих диагоналях одинакова. Проверьте:
2
7
6
9
5
1
4
3
8
Ниже идет слово, зашифрованное с помощью магического квадрата:
О И В
Е О С
Р К Щ
Как расшифровать?
Вписываем буквы в магический квадрат рядом с числами:
2 ,
О
7 ,
И
6 ,
В
9 ,
Е
5 ,
О
1 ,
С
4 ,
Р
3 ,
К
8 ,
Щ
Теперь читаем буквы по порядку чисел, начиная с 1: СОКРОВИЩЕ.
Пример задания
Т С Д Я
В П Ь Ю
Ь А Л Ц
П А Т Д
нужно расшифровать с помощью магического квадрата, восстановив его:
7
12
2
13
1
11
16
6
10
5
15
4
Перехвачен обрывок папируса, на котором с помощью магического квадрата зашифровано
количество боевых колесниц.
1 6
3
2
1 3
5
1 0
1 1
9
6
4
Ь
С
Е
В
Ь
Т
Д
С
Я
Д
Е
П Д Ю А С Ц Я А В Т Ь П Т Л Д Ь
Е
Т
Т
Я
Ш
1
8
1 3
1 0
3
1 6
1 5
6
9
4
Из истории Второй мировой войны…
Алан Тьюринг
родился в 1911г.
В 1939 году, после начала второй мировой войны, Тьюринг был приглашен
для работы, а точнее - службы в Британской школе кодов и шифров.
Тьюринг согласился легко и быстро. Дело здесь было не столько в
патриотизме или наследственной готовности служить империи.
Служба в Блечли гарантировала "бронь" от других, менее привлекательных,
видов выполнения патриотического долга.
Тьюрингу было 27, он был молод, здоров, с отличной спортивной
подготовкой. Классический пример "джентльмена-спортсмена" ,
если не учитывать занятий математикой.
Но это не было главным.
Его, в первую очередь, привлекла сама задача взлома немецких военных
кодов. Интеллектуальное противоборство своего рода игра. Шахматы и
другие абстрактные игры с реальным противником всегда привлекали его.
Азарт добавляло сознание того, что в этих "шахматах" роли фигур и пешек
выполняли бомбардировщики Люфтваффе и немецкие подводные лодки.
Тьюринг испытывал небывалый эмоциональный подъем и удовлетворение
от напряженной работы ума.
Совместно со своими коллегами, среди которых было много талантливых
ученых, он разрабатывает "Бомбу" (the Bombe) которая позволяет уже с
середины 1940 года расшифровывать все кодированные сообщения
Люфтваффе.
Более сложный вариант "Энигмы", применявшийся
в немецком военно-морском флоте, сопротивлялся дольше.
Но с весны 1941-го и все шифровки, передававшиеся
немецким подводным лодкам, стали "читаемыми".
Прошло около года, прежде чем немцы поняли,
что причиной провала многих операций является
расшифровка "принципиально не читаемых" радиограмм.
Код Энигма
Код Энигма, который был очень сложным шифром, использовался немцами
во время Второй Мировой войны. Для этого использовали машину Энигма,
которая очень похожа на пишущую машинку, при нажатии на определенную
букву на экране загоралась буква шифра.
Машина имела несколько колес, которые были связаны с буквами
проводами, для определения, какая буква шифра будет высвечиваться. Все
машины Энигма были идентичны, и начальная конфигурация колес была
ключом к шифрованию сообщений. Чтобы усложнить процесс, колесо
должно было вращаться после того, как определённое количество букв было
напечатано. Немецкое командование каждый день выдавало списки
начальной конфигурации колес для использования в шифровании, так что
все немецкие командиры использовали одну и ту же конфигурацию, и могли
расшифровать сообщения друг друга. Даже когда союзники заполучили
копию машины, они все равно не могли расшифровать сообщения,
поскольку машина выдавала сотню триллионов возможных начальных
конфигураций колес. Код Энигма был взломан польскими умельцами и
окончательно расшифрован англичанами, которые использовали смекалку и
компьютеры. Знание немецких коммуникационных систем дало союзникам
значительное преимущество в ходе войны, а процесс взлома кода Энигма
позволил создать первый прообраз компьютера.
В большинстве случаев информация, содержащаяся в каком-то наборе
криптограмм, сохраняет свою ценность очень недолго. Система считается
достаточно надежной, если попытки расшифровки отнимают у противника
столь продолжительное время, что информация за это время теряет свою
ценность. Однако порой применение принципов криптографического
анализа позволяет получить материал определенной исторической важности.
В качестве первого типа такого материала можно рассмотреть древние
системы письменности. Они не были задуманы как тайнопись в прямом
смысле этого слова. Но их пришлось рассматривать как таковую, когда были
предприняты попытки их прочесть.
Если говорить о древних системах письменности, то здесь один из наиболее
интересных примеров представляет разгадка письменности древнего народа
майя. (расшифрован советским учёным Кнозоровым)
Шифров великое множество, каждый из нас так же может придумать свой
собственный шифр, однако изобрести стойкий шифр очень сложно,
поскольку наука дешифровки с появлением компьютеров шагнула далеко
вперед и любой любительский шифр будет взломан специалистами за очень
короткое время.
Литература.
1.Гарднер М. От мозаик Пенроуза к надежным шифрам / Пер. с англ. М.:
Мир, 1993.
2. Доринченко С.А., ЯщенкоВ.В. 25 этюдов о шифрах. М.: ТЕИС, 1994.
3. Жельников В. Криптография от папируса до компьютера. М.: АBF, 1996.
4.Игнатьев Е.И. В царстве смекалки или арифметика для всех. Ростовское
книжное издательство.1995.
5.Г.Остроумов. Тайнопись - от пирамид до компьютеров. Ж. «Наука и
жизнь». №1, 1996.
Интернет источники:
aggregateria.com/SH/shifr.html
wikipedia.org/wiki/