Загадочный мир шифров - документ. Шифры и шифровки Наименование очереди создания АС

МОУ «Козьмодемьянская средняя общеобразовательная школа»

ЗАГАДОЧНЫЙ

МИР ШИФРОВ

Терёхин Александр,

ученик 7 класса.

Руководитель:

Кузьминых М.Н.

с.Козьмодемьянск

Введение

Криптография сопровождает человечество с того момента, как у него появились секреты. Необходимо было скрывать сведения от посторонних глаз. Со временем способы сокрытия информации совершенствовались, а способы взлома становились все более изощренными. Таким образом, криптография выделилась в отдельную науку.

В настоящее время актуальность криптографии велика как никогда. Вычислительная мощность и логика машин позволяет решать простейшие шифры в считанные минуты. Особое значение шифрование имеет для бизнеса и государственных структур. На сегодняшний день существует большое количество государственных стандартов, в которых описаны алгоритмы, применяемые в жизни, и которые доступны для изучения и рассмотрения любого желающего.

Меня заинтересовала эта тема, потому-то я считаю, что она важна для человека, когда необходимо скрыть свою информацию от посторонних лиц. Думаю, что мне эта тема в жизни ещё пригодится, как и исследования, которые мне пришлось провести.

Объект исследования – криптография.

Предмет исследования – шифры.

Цель исследования: Исследовать криптографию как науку.

Познакомиться с историей криптографии.

Изучить шифры, которые использовались в нашем государстве.

Рассмотреть типы шифров и методы шифрования.

Описать некоторые «знаменитые» шифры.

Установить связь криптографии с ИКТ.

Методы исследования: анализ, сравнение, обобщение.

1. ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ТАЙНОПИСИ

Криптография – это наука об использовании математики для шифрования данных. Криптография позволяет хранить важную информацию или передавать её по ненадёжным каналам связи.

Почти четыре тысячи лет назад в городе Менет-Хуфу на берегу Нила некий египетский писец нарисовал иероглифы, рассказавшие историю жизни его господина. Сделав это, он стал родоначальником документально зафиксированной истории криптографии.

Эта система не была тайнописью в том смысле, как ее понимают в современном мире. Для засекречивания своей надписи египетский писец не использовал никакого полноценного шифра, лишь в отдельных местах она состояла из необычных символов вместо более привычных иероглифов.

Писец применил не тайнопись, а воспользовался одним из существенных элементов шифрования - умышленным преобразованием письменных символов.

По мере расцвета древнеегипетской цивилизации и совершенствования письменности росло количество усыпальниц почитаемых умерших, и все более изощренными становились преобразования текстов на стенах гробниц. Итак, добавление элемента секретности в преобразование иероглифов породило криптографию. Однако всем великим делам свойственны скромные начинания. Иероглифы Древнего Египта действительно включали, хотя и в несовершенной форме, два важных элемента - секретность и преобразование письма, которые составляют основные атрибуты криптографии.

Накопленные знания получили простор только в начале эпохи европейского Возрождения.

2 . ШИФРОГРАФИЯ В ГОСУДАРСТВЕ РОССИЙСКОМ

2.1 Способ тайнописи А. Л. Ордин-Нащокина

В XVII веке дипломатическая тайнопись употреблялась уже довольно широко. В основном в ней использовались вновь изобретенные азбуки. Тайнописями писали и «памяти», т.е. инструкции подьячим Приказа тайных дел, ездившим за границу с разнообразными, иногда с очень ответственными поручениями. Так, например, подьячему Приказа тайных дел Г. Никифорову было поручено передать руководителю русской делегации, ведшей переговоры в Польше, думному дворянину А. Л. Ордин-Нащокину написанное «хитрым» письмом предписание царя Алексея Михайловича, «указную азбуку и против той азбуки тайное письмо». Согласно повелению царя Ордин-Нащокин должен был «по той азбуке о... тайных и всяких делах» писать в Приказ тайных дел. Боярин А. Л. Ордин-Нащокин в это время заведовал Посольским Приказом, уже и до этого употреблял особую тайнопись, ключ которой приведен на рисунке.

2.2 Способ тайнописи В. М. Тяпкина

В октябре 1673 году стольник и полковник В. М. Тяпкин был назначен постоянным послом от Русского двора к Королю Польскому и Великому Князю Литовскому. Он был уже в пути, когда в Москве получили известие о смерти польского короля Михаила Корнбута Вишневецкого. У короля не было наследников, в Варшаве должен был собраться сейм для обсуждения вопроса, кому быть королем. Этот вопрос особенно интересовал царя Алексея Михайловича, потому что сейм уже однажды высказывался за избрание королем одного из его сыновей (будущего Петра I). Царский гонец догнал Тяпкина в Орше и передал ему царскую грамоту. Царь поручал Тяпкину, «когда соберется избирательный сейм, проведать всякими мерами, каких дворов иностранных посланники предложат своих государей на Королевство Польское, кто из сенаторов будет им содействовать, какие употреблены будут подкупы». Вообще он должен был обо всем узнавать и чаще писать в Москву тайнописью, «которой знаки ему препровождались». Тайнопись эта была составлена лично государем. Ожидания царя не оправдались. Польским королем был избран воевода Ян Собеский. Тяпкин после этого остался при польском Дворе и в течение пяти лет посылал в Москву написанные «закрытым письмом» секретные донесения. Эта переписка вызвала у Яна Собеского подозрение, что Тяпкин настраивает против него Московского царя. Когда Алексей Михайлович умер и Тяпкин явился со своей свитой в Королевский замок в черном «жалобном» платье, Ян III гневно высказал ему свое недовольство, упрекая Тяпкина в том, что он писал «ссорные и затейные письма к покойному царю, от которых до сих пор войска наши не соединились и взаимная между нами дружба не может утвердиться». Тяпкину так и не удалось уверить Яна Собеского, что он не посылал в Москву «раздорных писем», но, судя по его последнему, также написанному тайнописью донесению, польский король упрекал и самого царя в том, что он имеет на его королевское величество «подозрение и недоверство». Из всего этого видно, что тайные письма русского резидента были перлюстрированы поляками и прочтены.

2.3 Тайнопись из рукописи Н. П. Никифорова

К системе нарочито придуманных знаков (или условных алфавитов) древнерусских тайнописей относится тайнописная запись в рукописи конца XVI века, принадлежавшей собранию рукописей Н. П. Никифорова.

В этой тайнописи «затемнение» обычных начертаний букв достигается за счет:

деформации исходных букв (буквы Е, Л, П и Ш),

переворачивание – буква Р,

замены – для буквы Г взято начертание фиты , а для буквы Н – омеги ,

для остальных букв использованы нарочно придуманные знаки .

2.4 Способ тайнописи Петра I

Формально с современной точки зрения – это шифр простой замены. Буквам открытого текста даются в соответствие наборы букв, заменяющие их в шифрограммах. Особенностью его является то, что в соответствие обычному алфавиту даются то слоги, то одинарные буквы. Такая разнозначность шифрообозначений букв открытого текста используется и в наши дни. Она существенно затрудняет взлом шифра посторонним. Шифрованный текст писался слитно без пробелов. Но шифрообозначения подобраны таким образом, что при расшифровке это не вызывало никаких трудностей. Большинство согласных в виде слога. Причем каждая согласная участвует только в одном каком-то слоге. Исключения составляют: буква Ф без слога и согласная З, которая используется как в слоге ЗЕ так и в одиночном исполнении З. Все гласные в основном без слогов. Исключения составляют только гласные А и И, которые могут быть так же в виде слогов АМ и ИН соответственно. Следует отметить, что шифры такого типа чувствительны к ошибкам при шифровании. Как к замене нужной буквы на другую букву, так и к пропуску или вставке лишней буквы.

Алфавитная таблица шифра, кот
орым пользовался Петр Первый:

Текущая версия (не проверялась)

2.5 Криптография Первой мировой войны

Армия Российской империи

В русской армии в начале XX века наиболее широко использовались словарные ключи - тип шифров, в котором каждому слову из определённого специализированного словаря сопоставлялось одно или несколько кодовых чисел из трёх-пяти цифр. Ключ Военного министерства № 6 1906 года представлял собой трёхзначный многовариантный цифровой код с маскировкой и скрытым началом сообщения. Ключ Военного министерства № 7 1905 года был алфавитным трёхзначным цифровым кодом на 900 словарных величин, размещённых на 18 таблицах 5 x 10. Эти шифры использовались для передачи сообщений по телеграфу и радио. Уже осенью 1914 года часть русских военных шифров была расшифрована австрийцами. Вскоре после этого русский шифр был изменён на новый. Началось соревнование между шифровщиками и вражескими дешифровщиками. К весне 1915 года в русских войсках полностью отказались от старой системы шифров и стали применять простой шифр Цезаря. 17 июня 1916 года в русской армии был введён новый тип шифра с 300 шифровальными группами. Однако полной секретности сообщений добиться так и не удалось.

Флот

Русский флот, по сравнению с армией, добился намного больших успехов в шифровальной войне. Вскоре после начала войны 26 августа 1914 года возле острова Ольденсхольм сел на камни и был уничтожен русским флотом германский крейсер «Магдебург». Лейтенант Михаил Васильевич Гамильтон, посланный капитаном Адрианом Ивановичем Непениным, нашёл в капитанской каюте германскую книгу кодов. Впоследствии русскими водолазами была извлечена из воды вторая копия германской кодовой книги, выброшенная немцами за борт. Немецкий морской шифр был расшифрован.

3. ТИПЫ ШИФРОВ И МЕТОДЫ ШИФРОВАНИЯ

Шифры могут использовать один ключ для шифрования и дешифрования или два различных ключа. По этому признаку различают:

Симметричный шифр использует один ключ для шифрования и дешифрования.

Асимметричный шифр использует два различных ключа.

Шифры могут быть сконструированы так, чтобы либо шифровать сразу весь текст, либо шифровать его по мере поступления. Таким образом существуют:

Блочный шифр шифрует сразу целый блок текста, выдавая шифротекст после получения всей информации.

Поточный шифр шифрует информацию и выдает шифротекст по мере поступления, таким образом имея возможность обрабатывать текст неограниченного размера используя фиксированный объем памяти.

Естественно, что блочный шифр можно превратить в поточный, разбивая входные данные на отдельные блоки и шифруя их по отдельности.

Предмет манипуляций любого шифра - сообщение, представляющее собой последовательность символов. Символ - минимальная единица информации, над которой работает шифр. Это могут быть буквы иные письменные знаки, или просто цифры, а в компьютерных шифрах это просто биты. Полный набор символов, которыми оперирует шифр называется алфавитом. Не должно смущать то, что в такой алфавит могут входить и знаки препинания, и цифры, а электронные шифры вообще оперируют алфавитом из двух символов, «0» и «1» - для шифра совершенно не важен смысл этих символов. Подвергающееся шифрованию сообщение должно состоять только из символов этого алфавита. Во многих древних шифрах алфавит состоял только из букв, нередко даже отсутствовало обозначение для пробела между словами, в иных могли присутствовать и знаки препинания. Пробелы и знаки препинания при шифровании часто просто выкидывались, в надежде, что адресат поймёт смысл и так, а в других эти знаки просто переносились в шифрограмму незашифрованными. Практически любой, даже самый сложный шифр представляет собой комбинацию простейших. Всего существует два вида простейших шифров, это

шифр замены

шифр перестановки.

Эти шифры дополняют друг друга - первый изменяет символы так, чтобы в них невозможно было узнать символы оригинального сообщения, а второй - переставляет их так, чтобы скрыть позицию исходных символов в шифротексте. Довольно долго использовали для шифрования только один из видов, лишь придумывая различные способы замен и перестановок, а на ЭВМ уже применяются весьма сложные шифры.

Стойкий симметричный шифр представляет собой много проходов (называемых раундами) комбинации шифра замены и перестановки, причём часто от раунда к раунду несколько различающихся. Асимметричные шифры здесь стоят несколько в стороне, под них заложен особый математический аппарат и для асимметричного шифра обычно сообщение представляется в виде одного большого числа, над которым производятся математические операции.

4. ПРИМЕРЫ ШИФРОВ

4.1 Великий французский шифр

До 1811 года французы для передачи сообщений использовали простые шифры, получившие известность как petits chiffres. Они были рукописными и расшифровывались в спешке на боле боя. Как правило, это были короткие сообщения, инструкции или приказы, зашифрованные на основе 50 чисел. Весной 1811 года французы стали использовать более сложный код, известный как код португальской армии, который состоял из комбинаций 150 чисел. Сковелл взломал этот код за два дня. В конце 1811 года новые таблицы кодов были разосланы из Парижа всем ведущим французским военным. Они были основаны на дипломатическом коде середины 18 века, и в них использовалось 1400 чисел. Такие таблицы отправлялись вместе с хитроумными сопроводительными документами, призванными запутать врага. Например, в конце сообщения приписывались цифры, лишенные всякого смысла. (Ведь шифровальщики частенько начинали свою работу с конца письма, так как стандартные фразы, которыми обычно заканчивается корреспонденция, проще расшифровать). В течение следующего года Сковелл изучал перехваченные документы французов. Он добился успеха, работая с сообщениями, которые содержали незакодированные слова и фразы, таким образом,что значение зашифрованных кусков текста становилось ясным из контекста. Информация о передвижениях войск, собранная "армией проводников" Сковелла помогала идентифицировать конкретных людей и определять населенные пункты, упоминаемыев зашифрованных письмах. В 1812 году в руках Сковелла оказалось перехваченное письмо Жозефа, адресованное его брату - Наполеону Бонапарту. Сковеллу удалось расшифровать большую часть закодированной информации, касающейся плана военной операции. Это позволило Веллингтону подготовиться к битве, от исхода которой зависело, будут ли французы контролировать Испанию (битва при Витториа 21 июня 1813 года). Той ночью британские отряды захватили экипаж Жозефа Бонапарта и завладели копией Великого французского шифра. В результате шифр наконец был взломан.

4.2 Шифр Нострадамуса

Таинственная личность, уникальный в истории человек Мишель де Нотрдам (Нострадамус) четыре с половиной столетия назад предсказал миру многое, что с ним произойдёт. Почему его творения, называемые центуриями, написаны столь замысловато и туманно? Знаменитый пророк родился во Франции в маленьком городке Салон в провинции Прованс 14 декабря 1503 года. В его роду встречаются еврейские корни. Дед по отцовской линии был крещёным евреем и на французский манер звался Пьер де Нотрдам. Предположительно еврейкой христианского происхождения была мать Мишеля – Рейнер де Сен-Реми. С раннего возраста Мишель де Нотрдам изучал медицину, астрономию и математику. От деда по материнской линии он получал знания по каббале и теории магов. Вдвоём с дедом они нашли архивы античного происхождения, изучив которые Мишель пришёл к выводу, что его призвание – идти стопами ветхозаветных пророков Даниила, Иеремии, Исайи, Иезекииля в шестом тысячелетии от сотворения мира.Получив медицинское образование в Монпелье, Нострадамус отправляется в путешествие, в конце которого оседает в Ажане, где он обзаводится семьёй. Имён его жены и двух детей, которых она подарила Мишелю, история не сохранила, так как судьба их была ужасной – они погибли во время эпидемии чумы.После гибели семьи Нострадамус отправляется в новое путешествие. Он побывал во многих местах Западной и Центральной Европы. В своих занятиях он соединял медицину с астрологией. Астрологические расчёты помогали будущему пророку определять диагноз различных болезней его пациентов. Впоследствии этот опыт помог ему поставить диагноз целому миру, предсказав многое, что с ним произойдёт в будущем. Можно по-разному относиться к пророчествам Нострадамуса. После его смерти нашлась работа для многочисленных толкователей предсказаний. Первым толкователем, возможно, был его сын Цезарь от второго брака, которому Мишель оставил обширное послание.
В этом послании, а также в другом, адресованном королю Генриху Второму, Нострадамус объясняет причины того, почему он нагнал столько тумана в свои пророчества. Его объяснения не лишены логики.
Всякое истинное пророчество вдохновляется Богом. Только он определяет время их исполнения. Вот почему предсказанные события совершаются или не совершаются. То, что идёт от разума, не способно уловить откровений. Лишь дух, питаемый Создателем, способен видеть грядущее и указывать на его события. В послании к Генриху Второму Нострадамус упоминает ещё одну причину таинственности своих предсказаний. Он зашифровал даже адресат этого послания. Номинально письмо адресовано французскому королю Генриху Второму, современнику Мишеля, но фактически автор послания обращается далеко в будущее, к некоему Великому Монарху, призванному сыграть решающую роль в судьбе мира.
Нострадамус просит французского короля защитить его от нападок клеветников и критиканов своих пророчеств, а также давления сильных мира, кого могло бы коснуться его предсказание. Воистину в данном случае можно было сказать: «Нет пророка в своём отечестве». Предсказания проверяются временем. Они могут исполниться, могут не исполниться, в этом заключается их смысл. Бог предупреждает людей через вдохновляемых Им пророков о грядущих опасностях, ибо лишь Ему ведомы пути развития мира, так как Он является первопричиной всех событий.

4.3 Примеры простых шифров

К

одовая таблица флажковой азбуки

2. Кодовая таблица азбуки Морзе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Итак, я убедился, что криптография очень интересная наука о шифрах. Она обеспечивает сокрытие смысла сообщения с помощью шифрования и открытие его дешифрованием, которые выполняются по специальным криптографическим алгоритмам с помощью ключей. Современные системы шифрования сделали обмен информацией, гораздо более простым, а значит, и более доступным. Особенно важно это сейчас в эпоху распространения Интернета, электронной почты и мобильной связи. Оставлять все эти огромные потоки информации без защиты просто опасно, а защитить ее традиционными средствами почти невозможно.

В перспективе планируется рассмотреть связь криптографии с ИКТ более подробно.

Библиографический список .

Введение в криптографию /Под ред. В.В. Ященко. СПб.: Питер, 2001.

Математический клуб «Кенгуру» Выпуск № 14. Шифры и математика. Автор. Н.А. Жарковская. Санкт - Петербург, 2006 г.

Я познаю мир: Детская энциклопедия: Математика/ сост. А.П. Савин, В.В. Станцо, А.Ю. Котова. - М,: ООО «Фирма «Издательство АСТ», 1999.

Я.И. Перельман. Живая математика. Математические рассказы и головоломки. ОНТИ. Главная редакция научно-популярной и юношеской литературы. Ленинград, 1935.

5. Кордемский Б.А., Ахадов А.А. Удивительный мир чисел: (Матем. головоломки и задачи для любознательных): Кн. для учащихся. - М.: Просвещение, 1986.

6. Информационные ресурсы.

Необходимость в шифровании переписки возникла еще в древнем мире, и появились шифры простой замены. Зашифрованные послания определяли судьбу множества битв и влияли на ход истории. Со временем люди изобретали все более совершенные способы шифрования.

Код и шифр - это, к слову, разные понятия. Первое означает замену каждого слова в сообщении кодовым словом. Второе же заключается в шифровании по определенному алгоритму каждого символа информации.

После того как кодированием информации занялась математика и была разработана теория криптографии, ученые обнаружили множество полезных свойств этой прикладной науки. Например, алгоритмы декодирования помогли разгадать мертвые языки, такие как древнеегипетский или латынь.

Стеганография

Стеганография старше кодирования и шифрования. Это искусство появилось очень давно. Оно буквально означает «скрытое письмо» или «тайнопись». Хоть стеганография не совсем соответствует определениям кода или шифра, но она предназначена для сокрытия информации от чужих глаз.

Стеганография является простейшим шифром. Типичными ее примерами являются проглоченные записки, покрытые ваксой, или сообщение на бритой голове, которое скрывается под выросшими волосами. Ярчайшим примером стеганографии является способ, описанный во множестве английских (и не только) детективных книг, когда сообщения передаются через газету, где малозаметным образом помечены буквы.

Главным минусом стеганографии является то, что внимательный посторонний человек может ее заметить. Поэтому, чтобы секретное послание не было легко читаемым, совместно со стеганографией используются методы шифрования и кодирования.

ROT1 и шифр Цезаря

Название этого шифра ROTate 1 letter forward, и он известен многим школьникам. Он представляет собой шифр простой замены. Его суть заключается в том, что каждая буква шифруется путем смещения по алфавиту на 1 букву вперед. А -> Б, Б -> В, ..., Я -> А. Например, зашифруем фразу «наша Настя громко плачет» и получим «общб Обтуа дспнлп рмбшеу».

Шифр ROT1 может быть обобщен на произвольное число смещений, тогда он называется ROTN, где N - это число, на которое следует смещать шифрование букв. В таком виде шифр известен с глубокой древности и носит название «шифр Цезаря».

Шифр Цезаря очень простой и быстрый, но он является шифром простой одинарной перестановки и поэтому легко взламывается. Имея подобный недостаток, он подходит только для детских шалостей.

Транспозиционные или перестановочные шифры

Данные виды шифра простой перестановки более серьезны и активно применялись не так давно. В Гражданскую войну в США и в Первую мировую его использовали для передачи сообщений. Его алгоритм заключается в перестановке букв местами - записать сообщение в обратном порядке или попарно переставить буквы. Например, зашифруем фразу «азбука Морзе - тоже шифр» -> «акубза езроМ - ежот рфиш».

С хорошим алгоритмом, который определял произвольные перестановки для каждого символа или их группы, шифр становился устойчивым к простому взлому. Но! Только в свое время. Так как шифр легко взламывается простым перебором или словарным соответствием, сегодня с его расшифровкой справится любой смартфон. Поэтому с появлением компьютеров этот шифр также перешел в разряд детских.

Азбука Морзе

Азбука является средством обмена информации и ее основная задача - сделать сообщения более простыми и понятными для передачи. Хотя это противоречит тому, для чего предназначено шифрование. Тем не менее она работает подобно простейшим шифрам. В системе Морзе каждая буква, цифра и знак препинания имеют свой код, составленный из группы тире и точек. При передаче сообщения с помощью телеграфа тире и точки означают длинные и короткие сигналы.

Телеграф и азбука был тем, кто первый запатентовал «свое» изобретение в 1840 году, хотя до него и в России, и в Англии были изобретены подобные аппараты. Но кого это теперь интересует... Телеграф и азбука Морзе оказали очень большое влияние на мир, позволив почти мгновенно передавать сообщения на континентальные расстояния.

Моноалфавитная замена

Описанные выше ROTN и азбука Морзе являются представителями шрифтов моноалфавитной замены. Приставка «моно» означает, что при шифровании каждая буква изначального сообщения заменяется другой буквой или кодом из единственного алфавита шифрования.

Дешифрование шифров простой замены не составляет труда, и в этом их главный недостаток. Разгадываются они простым перебором или частотным анализом. Например, известно, что самые используемые буквы русского языка - это «о», «а», «и». Таким образом, можно предположить, что в зашифрованном тексте буквы, которые встречаются чаще всего, означают либо «о», либо «а», либо «и». Исходя из таких соображений, послание можно расшифровать даже без перебора компьютером.

Известно, что Мария I, королева Шотландии с 1561 по 1567 г., использовала очень сложный шифр моноалфавитной замены с несколькими комбинациями. И все же ее враги смогли расшифровать послания, и информации хватило, чтобы приговорить королеву к смерти.

Шифр Гронсфельда, или полиалфавитная замена

Простые шифры криптографией признаны бесполезными. Поэтому множество из них было доработано. Шифр Гронсфельда — это модификация шифра Цезаря. Данный способ является значительно более стойким к взлому и заключается в том, что каждый символ кодируемой информации шифруется при помощи одного из разных алфавитов, которые циклически повторяются. Можно сказать, что это многомерное применение простейшего шифра замены. Фактически шифр Гронсфельда очень похож на рассмотренный ниже.

Алгоритм шифрования ADFGX

Это самый известный шифр Первой мировой войны, используемый немцами. Свое имя шифр получил потому, что алгоритм шифрования приводил все шифрограммы к чередованию этих букв. Выбор самих же букв был определен их удобством при передаче по телеграфным линиям. Каждая буква в шифре представляется двумя. Рассмотрим более интересную версию квадрата ADFGX, которая включает цифры и называется ADFGVX.

Алгоритм составления квадрата ADFGX следующий:

1. Берем случайные n букв для обозначения столбцов и строк.
2. Строим матрицу N x N.
3. Вписываем в матрицу алфавит, цифры, знаки, случайным образом разбросанные по ячейкам.

Составим аналогичный квадрат для русского языка. Например, создадим квадрат АБВГД:

Данная матрица выглядит странно, так как ряд ячеек содержит по две буквы. Это допустимо, смысл послания при этом не теряется. Его легко можно восстановить. Зашифруем фразу «Компактный шифр» при помощи данной таблицы:

Таким образом, итоговое зашифрованное послание выглядит так: «бвгвгбгдагбвдбабдгвдваадббга». Разумеется, немцы проводили подобную строку еще через несколько шифров. И в итоге получалось очень устойчивое к взлому шифрованное послание.

Шифр Виженера

Данный шифр на порядок более устойчив к взлому, чем моноалфавитные, хотя представляет собой шифр простой замены текста. Однако благодаря устойчивому алгоритму долгое время считался невозможным для взлома. Первые его упоминания относятся к 16-му веку. Виженер (французский дипломат) ошибочно считается его изобретателем. Чтобы лучше разобраться, о чем идет речь, рассмотрим таблицу Виженера (квадрат Виженера, tabula recta) для русского языка.

Приступим к шифрованию фразы «Касперович смеется». Но, чтобы шифрование удалось, нужно ключевое слово — пусть им будет «пароль». Теперь начнем шифрование. Для этого запишем ключ столько раз, чтобы количество букв из него соответствовало количеству букв в шифруемой фразе, путем повтора ключа или обрезания:

Теперь по как по координатной плоскости, ищем ячейку, которая является пересечением пар букв, и получаем: К + П = Ъ, А + А = Б, С + Р = В и т. д.

Получаем, что "касперович смеется" = "ъбвюснюгщж эйхжгал".

Взломать шифр Виженера так сложно, потому что для работы частотного анализа необходимо знать длину ключевого слова. Поэтому взлом заключается в том, чтобы наугад бросать длину ключевого слова и пытаться взломать засекреченное послание.

Следует также упомянуть, что помимо абсолютно случайного ключа может быть использована совершенно разная таблица Виженера. В данном случае квадрат Виженера состоит из построчно записанного русского алфавита со смещением на единицу. Что отсылает нас к шифру ROT1. И точно так же, как и в шифре Цезаря, смещение может быть любым. Более того, порядок букв не должен быть алфавитным. В данном случае сама таблица может быть ключом, не зная которую невозможно будет прочесть сообщение, даже зная ключ.

Коды

Настоящие коды состоят из соответствий для каждого слова отдельного кода. Для работы с ними необходимы так называемые кодовые книги. Фактически это тот же словарь, только содержащий переводы слов в коды. Типичным и упрощенным примером кодов является таблица ASCII — международный шифр простых знаков.

Главным преимуществом кодов является то, что расшифровать их очень сложно. почти не работает при их взломе. Слабость же кодов — это, собственно, сами книги. Во-первых, их подготовка — сложный и дорогостоящий процесс. Во-вторых, для врагов они превращаются в желанный объект и перехват даже части книги вынуждает менять все коды полностью.

В 20-м веке многие государства для передачи секретных данных использовали коды, меняя кодовую книгу по прошествии определенного периода. И они же активно охотились за книгами соседей и противников.

"Энигма"

Всем известно, что "Энигма" — это главная шифровальная машина нацистов во время II мировой войны. Строение "Энигмы" включает комбинацию электрических и механических схем. То, каким получится шифр, зависит от начальной конфигурации "Энигмы". В то же время "Энигма" автоматически меняет свою конфигурацию во время работы, шифруя одно сообщение несколькими способами на всем его протяжении.

В противовес самым простым шифрам "Энигма" давала триллионы возможных комбинаций, что делало взлом зашифрованной информации почти невозможным. В свою очередь, у нацистов на каждый день была заготовлена определенная комбинация, которую они использовали в конкретный день для передачи сообщений. Поэтому даже если "Энигма" попадала в руки противника, она никак не способствовала расшифровке сообщений без введения нужной конфигурации каждый день.

Взломать "Энигму" активно пытались в течение всей военной кампании Гитлера. В Англии в 1936 г. для этого построили один из первых вычислительных аппаратов (машина Тьюринга), ставший прообразом компьютеров в будущем. Его задачей было моделирование работы нескольких десятков "Энигм" одновременно и прогон через них перехваченных сообщений нацистов. Но даже машине Тьюринга лишь иногда удавалось взламывать сообщение.

Шифрование методом публичного ключа

Самый популярный из который используется повсеместно в технике и компьютерных системах. Его суть заключается, как правило, в наличии двух ключей, один из которых передается публично, а второй является секретным (приватным). Открытый ключ используется для шифровки сообщения, а секретный — для дешифровки.

В роли открытого ключа чаще всего выступает очень большое число, у которого существует только два делителя, не считая единицы и самого числа. Вместе эти два делителя образуют секретный ключ.

Рассмотрим простой пример. Пусть публичным ключом будет 905. Его делителями являются числа 1, 5, 181 и 905. Тогда секретным ключом будет, например, число 5*181. Вы скажете слишком просто? А что если в роли публичного числа будет число с 60 знаками? Математически сложно вычислить делители большого числа.

В качестве более живого примера представьте, что вы снимаете деньги в банкомате. При считывании карточки личные данные зашифровываются определенным открытым ключом, а на стороне банка происходит расшифровка информации секретным ключом. И этот открытый ключ можно менять для каждой операции. А способов быстро найти делители ключа при его перехвате — нет.

Стойкость шрифта

Криптографическая стойкость алгоритма шифрования — это способность противостоять взлому. Данный параметр является самым важным для любого шифрования. Очевидно, что шифр простой замены, расшифровку которого осилит любое электронное устройство, является одним из самых нестойких.

На сегодняшний день не существует единых стандартов, по которым можно было бы оценить стойкость шифра. Это трудоемкий и долгий процесс. Однако есть ряд комиссий, которые изготовили стандарты в этой области. Например, минимальные требования к алгоритму шифрования Advanced Encryption Standart или AES, разработанные в NIST США.

Для справки: самым стойким шифром к взлому признан шифр Вернама. При этом его плюсом является то, что по своему алгоритму он является простейшим шифром.

В этот день свой профессиональный праздник отмечает Криптографическая служба России.

«Криптография» с древнегреческого означает «тайнопись».

Как раньше прятали слова?

Своеобразный метод передачи тайного письма существовал во времена правления династии египетских фараонов:

выбирали раба. Брили его голову наголо и наносили на неё текст сообщения водостойкой растительной краской. Когда волосы отрастали, его отправляли к адресату.

Шифр — это какая-либо система преобразования текста с секретом (ключом) для обеспечения секретности передаваемой информации.

АиФ.ru сделал подборку интересных фактов из истории шифрования.

Все тайнописи имеют системы

1. Акростих — осмысленный текст (слово, словосочетание или предложение), сложенный из начальных букв каждой строки стихотворения.

Вот, например, стихотворение-загадка с разгадкой в первых буквах:

Д овольно именем известна я своим;
Р авно клянётся плут и непорочный им,
У техой в бедствиях всего бываю боле,
Ж изнь сладостней при мне и в самой лучшей доле.
Б лаженству чистых душ могу служить одна,
А меж злодеями — не быть я создана.
Юрий Нелединский-Мелецкий
Сергей Есенин, Анна Ахматова, Валентин Загорянский часто пользовались акростихами.

2. Литорея — род шифрованного письма, употреблявшегося в древнерусской рукописной литературе. Бывает простая и мудрая. Простую называют тарабарской грамотой, она заключается в следующем: поставив согласные буквы в два ряда в порядке:

употребляют в письме верхние буквы вместо нижних и наоборот, причём гласные остаются без перемены; так, например, токепот = котёнок и т. п.

Мудрая литорея предполагает более сложные правила подстановки.

3. «ROT1» — шифр для детишек?

Возможно, в детстве вы тоже его использовали. Ключ к шифру очень прост: каждая буква алфавита заменяется на последующую букву.

А заменяется на Б, Б заменяется на В и так далее. «ROT1» буквально означает «вращать на 1 букву вперёд по алфавиту». Фраза «Я люблю борщ» превратится в секретную фразу «А мявмя впсъ» . Этот шифр предназначен для развлечения, его легко понять и расшифровать, даже если ключ используется в обратном направлении.

4. От перестановки слагаемых...

Во время Первой мировой войны конфиденциальные сообщения отправляли с помощью так называемых перестановочных шрифтов. В них буквы переставляются с использованием некоторых заданных правил или ключей.

Например, слова могут быть записаны в обратном направлении, так что фраза «мама мыла раму» превращается во фразу «амам алым умар» . Другой перестановочный ключ заключается в перестановке каждой пары букв, так что предыдущее сообщение становится «ам ам ым ал ар ум» .

Возможно, покажется, что сложные правила перестановки могут сделать эти шифры очень трудными. Однако многие зашифрованные сообщения могут быть расшифрованы с использованием анаграмм или современных компьютерных алгоритмов.

5. Сдвижной шифр Цезаря

Он состоит из 33 различных шифров, по одному на каждую букву алфавита (количество шифров меняется в зависимости от алфавита используемого языка). Человек должен был знать, какой шифр Юлия Цезаря использовать для того, чтобы расшифровать сообщение. Например, если используется шифр Ё, то А становится Ё, Б становится Ж, В становится З и так далее по алфавиту. Если используется шифр Ю, то А становится Ю, Б становится Я, В становится А и так далее. Данный алгоритм является основой для многих более сложных шифров, но сам по себе не обеспечивает надёжную защиту тайны сообщений, поскольку проверка 33-х различных ключей шифра займёт относительно небольшое время.

Никто не смог. Попробуйте вы

Зашифрованные публичные послания дразнят нас своей интригой. Некоторые из них до сих пор остаются неразгаданными. Вот они:

Криптос . Скульптура, созданная художником Джимом Санборном, которая расположена перед штаб-квартирой Центрального разведывательного управления в Лэнгли, Вирджиния. Скульптура содержит в себе четыре шифровки, вскрыть код четвёртой не удаётся до сих пор. В 2010 году было раскрыто, что символы 64-69 NYPVTT в четвёртой части означают слово БЕРЛИН.

Теперь, когда вы прочитали статью, то наверняка сможете разгадать три простых шифра.

Свои варианты оставляйте в комментариях к этой статье. Ответ появится в 13:00 13 мая 2014 года.

Ответ:

1) Блюдечко

2) Слоненку все надоело

3) Хорошая погода

Каждый проект должен иметь свое самостоятельное условное обозначение. Мне приходится работать с многими проектными организациями. Порой, создается впечатление, что некоторые не понимают, как необходимо обозначать проектную документацию.

Обозначение проектной документации состоит из двух частей: базовое обозначение и через дефис указывается марка комплекта чертежей.

ХХХХ-YY-ZZ

ХХХХ – обозначение проектной организации;

YY- номер здания или сооружения по генплану;

ZZ – марка основного комплекта чертежей.

Например, 2014-1-ЭМ1, 2014-1-ЭМ2, 2014-2-ЭП.

К обозначениям эскизных чертежей добавляют через точку заглавную букву «Н».

Пример: ХХХХ-YY-ZZ.Н

Текстовые документы, входящие в ведомость прилагаемых документов, должны иметь обозначение с добавлением через точку соответствующих заглавных букв:

СО — для спецификации оборудования;

ЛО — для опросного листа;

ЛС — для локальной сметы;

ВМ — для ведомости потребности в материалах;

ВР — для ведомости объемов монтажных и строительных работ.

Пример: 2014-1-ЭМ.ЛО1

Хочу заметить, у нас (там где я работал и работаю) принято спецификациям присваивать букву «С», а опросным листам – «ОЛ».

Как видим, здесь добавляется номер договора генерального проектировщика (а также подрядного, если такой имеется) и год.

1 Электротехническая рабочая документация. Общие требования и рекомендации по составу и оформлению. (Взамен ВСН 381-85). Москва 1993.

2 Инструкция по оформлению проектной документации.

3 ГОСТ Р 21.1101—2009. Система проектной документации для строительства. Основные требования к проектной и рабочей документации.

А каких правил обозначения ПСД придерживаетесь вы?

При составлении проектной документации, возникает вопрос – какой присвоить шифр проекту. Если обратиться с ним к ГОСТам, то получим два варианта:

1 – порядковый номер документа

Второй вариант составления шифра состоит из кода организации разработчика, кода классификационной характеристики системы, регистрационного номера по :

Код организации -разработчика присваивают в соответствии с общегосударственным классификатором предприятий, учреждений и организаций (ОКПО) или по правилам, установленным отраслевыми НТД.

Код ОКЭД (Общий классификатор видов экономической деятельности) классификационной характеристики системы или ее части (подсистемы, комплекса, компонента) присваивают в соответствии с правилами, установленными в отрасли на основе 425 подкласса общесоюзного классификатора продукции и/или общесоюзного классификатора подсистем и комплексов задач АСУ – 1 84 154.

Регистрационный номер – порядковый регистрационный номер системы (части системы) присваивает служба организации разработчика, ответственная за ведения картотеки и учет обозначений. Регистрационные номера присваивают с 001 до 999 по каждому коду регистрационной характеристики.

Код документа состоит из двух буквенно-цифровых знаков. Код для документов, определенных настоящим стандартом, проставляют в соответствии с графой 3 Код дополнительных документов формируют следующим образом: первый знак – буква, означающая вид документа согласно табл. 1, второй знак – цифра или буква, указывающая порядковый номер документа данного вида. Код документа отделяют от предыдущего обозначения точкой.

Порядковые номера документов одного наименования (2 знака) присваивают, начиная со второго, и отделяют от предыдущего обозначения точкой.

Номер редакции документа присваивают, начиная со второй в порядке возрастания от 2 до 9, и отделяют от предыдущего значения точкой. Очередной номер редакции присваивают в случаях сохранения (не аннулирования) предыдущей редакции.

Номер части документа отделяют от предыдущего обозначения дефисом. Если документ состоит из одной части, то дефис не проставляют и номер части документа не присваивают.

Признак документа , выполненного на машинных носителях, вводят при необходимости. Букву «М» отделяют от предыдущего обозначения точкой.

Пример шифра проектных документов:

40072920.46690.103.СА.01.1-2.М

Таблица 1: Наименование конкретных документов, разрабатываемых при проектировании системы в целом или ее части.