Книжковий шифр Енея

Л №1, 2

До історії криптографії

Криптографія за віком старша Єгипетських пірамід – Л.Д. Сміт (американський криптограф)

Криптографія з’явилася одночасно з появою писемності.

Індія, Месопотамія, Єгипет

Історичні документи древніх цивілізацій, таких як Індія, Єгипет, Месопотамія, мають відомості про системи та способи складання шифрованих листів.

Так у древній Індії нараховувалося біля 60-ти різних способів писемності. Серед них були і такі, які можна було вважати криптографічними, тобто такими, що забезпечували таємність переписки. Зокрема описувався спосіб заміни голосних літер приголосними при письмі і навпаки. Тайнопис, а саме так, власне і називалося це мистецтво спочатку, був обов’язковим видом мистецтва, з 64 різноманітних видів мистецтв, якими обов’язково повинна була оволодіти жінка.

Найстаріший шифротекст Месопотамії представляє собою табличку, написану клинописом, що містить рецепт виготовлення спеціальної глазурі для гончарних виробів. Автор цієї таблички, стараючись зберегти в таємниці зміст написаного використовував символи, що рідко застосовуються, ігнорував деякі голосні та приголосні літери, замість імен використовував цифри.

Древні Єгиптяни шифрували релігійні тексти, рецепти.

Древні греки

Збереглися також достовірні відомості про системи шифрування, що застосовувалися у древніх греків. Так відомо, що у Спарті V-IV віків д.н.е. існував тайнопис. (можливі методи написання прозорим чорнилом та інш.)

До наших часів дійшла історія Геродота про використання власне тайнопису:

„Отже Гістай та його зять Арістогор домовилися що повідомлення, яке складається з кількох крапок буде означати, що Арістогор повинен підняти повстання проти Персії. Коли Гістай дійсно вирішив послати таке повідомлення Арістогору, він виявив, що навколишні території досить добре охороняються. Тоді Гістай вибрав свого найвірнішого раба поголив йому голову і намалював крапки на голові. Коли волосся нарешті відросло, то він послав раба до Арістогора з наступною запискою: „побрий мене””.

Для шифрування використовували спеціальний пристрій „Сцитала”.

· Даний пристрій представляв собою два циліндри однакового діаметру.

· Кожен учасник переписки мав у себе такий циліндр.

· Зашифровування здійснювалося таким чином: на циліндр намотувалася вузька довга пергаментна стрічка.

· Текст, який підлягав зашифровуванню, записувався вздовж циліндра на поверхні пергаментної стрічки.

· Після закінчення повідомлення стрічку змотували і відсилали респонденту.

· Респондент отримавши такого „листа” обмотував стрічку навколо свого власного циліндра, з таким самим діаметром, і міг таким чином прочитати його.

По суті це був перший шифр, що здійснював перестановку літер у тексті, де послідовні літери шифротексту знаходилися одна від одної на відстані довжини круга циліндра. Отже діаметр циліндра в цьому випадку зберігався в таємниці і виступав у вигляді ключа

Замість циліндрів дуже часто використовувалися різні жезли, рукоятки мечів, древка списів, тощо.

Існує навіть спосіб дешифрування такого шифру. Авторство цього способу приписується Аристотелю. Пропонувалося створити довгий конус і намотавши на нього пергаментну стрічку поступово зтягувати її до вершини конуса до тих пір, поки діаметр не співпаде з діаметром „Сцитали”. В цьому випадку з’явиться відкритий текст.

Таблиці Енея

На невеличкій таблиці горизонтально розміщувався алфавіт, а по обидва боки були пристосування для намотування шнура.

Для зашифровування тексту шнур закріплювався на одному з кінців пристрою і пізніше намотувався на нього.

Для кожної літери відкритого тексту знаходилася відповідна літера з алфавіту і на проти цієї літери на шнурі робилася помітка. Потім шнур змотувався на один виток (довжина витка була рівна довжині алфавіту)

Після такого зашифровування шнур змотувався і відсилався респонденту.

Цей спосіб представляє собою заміну відкритого тексту спеціальними знаками, що в даному випадку представляють собою відстані на шифрошнурі між позначками.

Таємність в цьому випадку забезпечувалася розмірами таблички та порядком розміщення алфавіту.

Найширшого використання криптографія отримала в державній сфері. Вона використовувалася для приховування політичних, дипломатичних, економічних, військових секретів. Також широко використовувалася криптографія і у внутрідержавній боротьбі.

Книжковий шифр Енея

Еней запропонував використовувати для шифрування військової переписки так званий книжковий шифр, у якому буквам відкритого тексту відповідають букви шифротексту, що знаходяться на певних місцях у „ключовому” книжковому тексті. Ця система побила усі секрети довголіття. Нею користувалися навіть в середині ХХ віку, в період першої світової війни.

Широко відома також шифрувальна система, що носить назву „Доска Полібія”. Особливу роль у безпеці держави відіграв також спосіб шифрування Юлія Цезаря. (І в. До н.е.)

Середньовіччя

Дуже мало відомостей збереглося про криптосистеми у період середньовіччя. В цей період мистецтво шифрування та дешифрування зберігалося у строгій таємниці. Так відомо, що у період Христових походів, криптографи, що служили у папи римського і складали зашифровані повідомлення, через рік служби підлягали фізичному знищенню. Такою ціною досягалася таємність.

Епоха відродження (Італія)

Паралельно з розвитком культури, науки активно розвивалася і криптографія.

Зокрема постійна торгівля, мореплавство, війни – усе це вимагало таємного або шифрованого зв’язку між державами, в середині держав, між окремими людьми, що належали до різних політичних чи релігійних груп.

Зокрема вчені досить часто зашифровували свої повідомлення, щоб не отримати тавро єретика і не ставати на шляху інквізиції.

Наукові методи в шифруванні

Вперше з’явилися наукові методи шифрування в арабських країнах. До речі слово „шифр” – теж арабського походження.

Про важливість шифрування можна навіть знайти згадки у відомих казках „Тисяча і одна ніч”

У 855 році вийшла перша книга яка мала назву „Книга про велике бажання людини розгадати загадки древньої писемності”. У ній описувалося декілька систем шифрування.

1412 рік – видається 14ти томна енциклопедія, що містить систематичний огляд усіх найважливіший областей людських знань. У цій енциклопедії є цілий розділ під заголовком „Відносно приховування у літерах таємних повідомлень”, який описує сім різноманітних методів шифрування. Крім того тут же подається перелік літер в порядку частоти їх використання в арабській мові. Дане дослідження було проведене на основі тексту Корану. Також тут же приводяться приклади розкриття шифрів методом частотного аналізу використання літер.

Частотну появу літер англійського алфавіту можна подивитися на мал. 7-1

Мал. 7‑ 1