Ист_к_тема5

История криптографии
Криптография во II половине
XIXв. Начала научной
криптографии.
Предпосылки развития
научной криптографии
- Появление телеграфа в середине 19 в.
- Развитие математики, в частности алгебры, теории
вероятностей, комбинаторики.
- Накопление значительного опыта криптоанализа.
- Войны в Европе, Америке, колониальные войны:
а) Наполеоновские войны 1800-1815 г.
б) Англо-американская война 1812 г.
в) Войны за объединение Германии 1864-1871 г.:
Датско-Прусская 1864 г., Австро-Прусская 1866г.,
Франко-Пруская 1870-1871гг.
г) Англо-бурские войны: Первая (1800-1880) и
Вторая (1899-1902).
д) Опиумные войны в Китае 1840-42 и 1856-60 гг.
Огюст Керкхоффс (1835-1903 г.)
Труд «Военная криптография», 1883 г.
1. шифр должен быть физически, если не математически, невскрываемым;
2. система не должна требовать секретности;
3. ключ должен быть простым, храниться в
памяти без записи на бумаге, а также легко
изменяемым по желанию корреспондентов;
3. зашифрованный текст должен легко
передаваться по телеграфу;
4. аппарат для шифрования должен быть
легко переносимым, работа с ним не должна
требовать помощи нескольких лиц;
5. аппарат для шифрования должен быть
прост в использовании, не требовать значительных умственных усилий или соблюдения большого кол-ва правил.
Принцип Керкхоффса:
стойкость шифра должна быть
основана на секретности ключа, а
не на секретности алгоритма
Линейка Сен-Сира
В конце XIX в. криптография приобретает черты науки, а не только искусства, ее начинают изучать в военных академиях.
Отметим роль французской военной академии Сен-Сир, в которой
был разработан военно-полевой шифр «Линейка Сен-Сира».
Эта линейка являлась механическим воплощением шифра Виженера и представляла собой картонную линейку с дважды нанесенным на нее алфавитом и бегунок с алфавитом, нанесенным единожды.
Для шифрования буквы открытого текста по букве лозунга, бегунок устанавливали так, чтобы буква А находилась над буквой лозунга. Тогда буква шифртекста оказывалась под буквой открытого
текста.
Развитие идеи — линейка с произвольно нанесенным алфавитом
(а не в алфавитном порядке). Подверженность тесту Казиски при
этом сохранялась.
Шифры Этьена Базери (1846-1931)
Французский криптограф, известный дешифровальщик, критик
современных ему криптографических систем.
Известен созданием следующих шифров:
- Цилиндр Базери (дисковый шифратор Джефферсона с 20-ю
дисками);
- Шифр Базери.
Шифрование: открытый текст сначала шифруется простой заменой
по лозунгу, а затем в полученном тексте производится
периодическая перестановка. В шифртекст на заранее
оговоренные места вставляются «пустышки». Оригинален способ
составления лозунга для замены: ключ состоял из 2-3 букв,
которые заменялись на их порядковые номера в алфавите, и
записывались словами. Так получался лозунг.
Пример: ключ «СА»=«19и1»=«девятнадцатьиодин»=«девятнацьио»
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
д е в я т н а ц ь и о б г ё ж з й к л м п р с у ф х ч ш щ ъ ы э ю
Этьен Базери дешифровал множество ранее зашифрованных
исторических документов, в 1901 г. издал труд «Раскрытые
секретные шифры», восстановил так называемый малый шифр
Наполеона.
Малый шифр Наполеона (код):
A — 15, ar — 25, al — 39
B — 37, bu — 3, bo — 35, bi — 29
C — 6, ca — 32, ce — 20D — 23, de — 52
E — 53, es — 82, et — 50, en — 68
F — 55, fa — 69, fe — 58, fo — 71
G — 81, ga — 51
H — 85, hi — 77
I — 119, jai — 122
J — 87, jai — 123
L — 96, lu — 103, le—117, la—106
M — 114, ma — 107
N — 115, ne — 94, ni—116
— 90, ot — 153
P — 137, po — 152
Q— 173, que — 136
R — 169, ra — 146, re — 126, ri — 148
S — 167, sa — 171, se — 177, si — 134,
so — 168, su — 174
T — 176, ti — 145, to — 157
U — 138
V — 164, ve — 132, vi — 161, vo — 175
Z — 166
Прибор Вави-Попазова
Еще один дисковый шифратор, изготовленный в 1916 г.
подпоручиком Попазовым, состоял из 20 дисков. На ребрах первого
и последнего были нанесены цифры от 1 до 30 по порядку, а на
остальных — по 30 букв (смешанно).
При заданном расположении дисков, ключом являлись цифра,
буква и «ключ шага» - две буквы.
Например, ключ 5Б, ключ шага — АГ.
Сообщение делилось на части по 17 букв.
Диски выставлялись так, чтобы на одной линии были ключ и 17 букв
сообщения.
Шифртекст считывался побуквенно и поочередно со строк, в
которых на 2-м диске стояли буквы ключа шага.
Например, фраза «ПРИБОРВАВИПОПАЗОВ» зашифруется в
«ЖЭУФВЮОШГЕКЫФДЧГИ» (см. рисунок)
История криптографии
Из истории российской
криптографической службы
Посольский приказ, посольская
канцелярия.
Образован в 1549 г. Иваном IV Грозным.
Использовались тайнописи (литорея), простые перестановки
(например, перестановка букв в слоге).
С конца XVI в. русские послы начинают использовать
простейшие шифры, получая ключи из Посольского приказа в
Москве.
В XVII-XVIII вв. в дипломатической переписке используются
простые шифры, но в области криптоанализа (взлома
иностранных шифров) успехов не наблюдается.
При Петре I в 1702 году организована походная посольская
канцелярия под руководством первого министра Ф. А.
Головина.
С 1710 года посольская канцелярия приобрела статус
постоянного учреждения. Ее руководителями были позже Г.И.
Головкин и П.П. Шафиров.
Коллегия иностранных дел
В 1717 г. из Посольского приказа организована Коллегия иностранных дел, первым президентом (канцлером) которой
был назначен Гаврила Головкин, проработавший в этой должности до 1734 г.
В дошедших до нас шифрах канцлера
Головкина используется принцип простой
замены в сочетании с использованием
пустышек, кодовых обозначений для
отдельных понятий, двух и более
символов для замены гласных и т. д.
Канцлер
Гаврила
Коллегия иностранных дел просущест- Головкин, 1720 г.
вовала до 1822 г., когда ее функции были
переданы Министерству иностранных
дел.
На мировой уровень российская криптология вышла лишь
в 40-х гг. XVIII в.
В
1742
г.
Елизаветой
Петровной президентом Коллегии иностранных дел был
назначен Алексей Петрович
Бестужев-Рюмин, работавший
в этой должности до 1758 г.
сделавший в России обязательной практику перлюстрации дипломатической переписки.
Для
криптоаналитической
работы привлекаются профессиональные математики,
преимущественно иностранные.
А. П. Бестужев-Рюмин
Иностранные математики на
криптографической
службе
Первым, кого Бестужев-Рюмин привлек к данной работе
стал
известный математик Христиан Гольдбах, назначенный 18 марта
1742 года статским советником при Коллегии иностранных дел с
окладом в 1500 рублей. Через год он смог взломать шифр
французского посланника Шетарди, а уже в августе 1743 года он
дешифровал более 60 писем французского и прусского дворов.
После смерти Гольдбаха в 1764 году к был приглашен другой
известный ученый Франц Ульрих Теодор Эпинус.
Русские Ерофей и Федор Каржавины, самостоятельно изучившие
французский язык, латынь и комплекс естественных наук в
Сорбоннском университете также были привлечены к работе.
Как и в Европе, использовались номенклаторы (до 2000 замен), в
текст вставлялись путышки, составлявшие до 90% всего текста.
Установилась иерархия шифров.
С середины XVIII в. Россия становится одним из мировых лидеров
криптографии и криптоанализа.
Отечественная криптография в XIX в.
Система, созданная еще при Петре I продолжала практически без
изменений существовать вплоть до второй половины XIX века.
В 30-х гг XIX века главой русского криптологического ведомства П.Л.
Шиллингом был создан первый русский биграммный шифр.
Вследствие сложности этот шифр применялся лишь для наиболее
значимой дипломатической переписки и был весьма устойчив ко
взлому.
Позже был создан биклавный шифр – сложная разновидность
шифра многозначной замены с использованием 2 ключей,
продолжавший использоваться на протяжении всего XIX века.
Параллельно употреблялись «шифровальные коды» – система
условных обозначений для употребляемых слов, словосочетаний,
понятий и т.д.(до 10 тыс. знаков).
Главной проблемой российской криптографии
XIX-н. XX вв являлось с недостаточной
работой на уровне армии и полиции.
Достижения криптографов умело и
неукоснительно использовались только в
дипломатический переписке, а в армии и
полиции шифры либо вовсе не
использовались, либо использовались с
нарушением всяческих правил.