Краткая история развития криптографических методов.

Исторически сложились и дошли до наших дней три подхода к защите информации.

1. Физическая защита носителя информации.Данный подход предполагает использование комплекса различных средств защиты, а также нестандартной передачи и хранения информации (голуби, курьеры, сейф, проводная и кабельная связь, «радиовыстрел», СИЧ - передача и другие). Одновременно при данном подходе разрабатывались и методы уничтожения информации при угрозе ее захвата, а также методы обнаружения тайной перлюстрации. Идеалом данного метода является создание защищенного канала передачи информации, к которому противник физически не в состоянии получить доступа.

2. Стеганография.Данный подход предполагает применение комплекса средств, при помощи которых скрывается сам факт передачи информации (симпатические чернила, «микроточка» и т.д.). Идеал данного подхода – создание скрытого канала связи. Здесь заслуживает внимания предложение греческого полководца Энея (Спарта, V – IV вв. до н. э.). Наряду с известным «диском Энея», который представлял собой шифр замены букв на расстояние между узелками на послании - нити, он предложил и такой способ. На «невинном» тексте, который обычно писался на деревянных дощечках, покрытых воском, мелкими, малозаметными точками отмечались буквы, несущие секретное сообщение. Эту идею уже в XVI веке повторил английский государственный деятель Ф.Бэкон. Вместо точек он предложил известный «двухшрифтовый шифр», где использовались два малоразличимых шрифта. Заслуга Бэкона заключается также и в том, что он первый предложил кодировать буквы латинского алфавита двоичным кодом. Эта идея широко используется и в наши дни. Дальнейшее развитие идей Энея привело к появлению так называемых книжных шифров. Они уже многократно описаны и дошли до наших дней. Немцы в начале XX века использовали в агентурной переписке эти шифры, в которых вместо невидимых точек, проколов в тексте прикрытия значимые буквы выделялись невидимой точкой, поставленной с использованием симпатических чернил. Недостаток книжных шифров - необходимость постоянно иметь с собой заранее оговоренную книгу. Поэтому появились его разновидности: стихотворный шифр, шифр по слову - лозунгу и т. д. Здесь стеганография объединяется с криптографией. Ключом шифра является книга, стихотворение, слово лозунг и т.д. Сам "шифрованный текст" имеет обычный вид.

3. Криптография. Этот подход предполагает использование шифров. Идеал – использование открытого канала связи. При этом противник, зная о факте передачи и имея физический доступ к информации, не может понять ее смысла, если не владеет секретным ключом.

В настоящее время широко используется термин «криптология». Данная наука включает в себя защиту (криптография) и нападение (криптоанализ, дешифрование). Наряду с шифрами (с XIV - XV веков) широко использовались коды (номенклаторы). В кодах единицами текста, подлежащими замене, являлись не отдельные буквы, а слова, фразы и целые предложения.

В настоящее время все эти подходы нередко используются в комплексе, особенно при защите наиболее важных секретов.

Перейдем к краткому изложению исторической эволюции шифров.

В древнем мире появились два основных вида шифров:

- шифры замены;

- шифры перестановки.

Класическим примером шифра замены является шифр Цезаря (около I века до нашей эры). Этот шифр задается подстановкой следующего вида (применительно к латинскому алфавиту):

 

Верхний алфавит - это алфавит открытого текста. Нижний алфавит, представляющий собой циклический сдвиг верхнего алфавита влево на 3 шага, есть алфавит шифрованного текста. Буква А открытого текста заменялась на букву D в шифрованном, буква В - на букву Е и т.д. Все буквы открытого текста заменялись по этой подстановке. В связи с этим этот шифр в последующем стал называться шифром простой (одноалфавитной) замены. В наши дни под шифром Цезаря понимаются все шифры, в которых нижняя строка является циклическим сдвигом верхней на произвольное число шагов. Однако поскольку этот сдвиг не меняется в процессе шифрования, то шифр остается шифром простой (одноалфавитной) замены.

Последующее развитие шифра Цезаря шло в разных направлениях. Прежде всего алфавит шифрованного текста стал не сдвигом алфавита открытого текста, а произвольным набором букв алфавита (перемешивание "алфавита").

Шифр усложнился, в нем появилось

 

ключей. Однако он оставался шифром простой замены. Появилось и практическое неудобство. Перемешанный алфавит нижней строки невозможно запомнить, поэтому и отправитель сообщения, и его получетель должны были иметь постоянно при себе ключ (алфавит нижней строки). Здесь есть риск: тайная перлюстрация ключа, или просто его потеря.

Возникла идея построения "псевдослучайного" алфавита шифрованного текста. В качестве ключа выбирался легко запоминающийся пароль. Haпример, слово «THE TABLE". Это слово без повторов букв выписывалось в нижней строке: