Борьба, которая не прекращается между «творцами» и «взломщиками» шифров, способствовала появлению целого ряда замечательных научных открытий. Криптографы постоянно прилагали усилия для создания все более стойких шифров относительно защиты систем и средств связи, в то время как криптоаналитики беспрестанно изобретали все более мощные методы их атаки.
В своих усилиях разрушения и сохранения секретности обе стороны привлекали самые разнообразные научные дисциплины и методы: от математики к лингвистике, от теории информации к квантовой теории. В результате шифровальщики и дешифровщики обогатили эти предметы, а их профессиональная деятельность ускорила научно-технический прогресс, причем наиболее заметно это оказалось в развитии современных компьютеров.
Шифрование — единственный способ защитить нашу частную жизнь и гарантировать успешное функционирование электронного рынка. Искусство тайнописи, которая переводится на греческий язык как криптография (др. — греч. κρυπτός — тайный и γράφω — пишу), даст вам замки и ключи информационного века. Чтобы в последующем вся изложенная ниже информация была понятной, рассмотрим основные понятия и термины этой науки.
Информация, которая может быть прочитана и понятна без каких-либо специальных мероприятий, называется открытым текстом. Метод перекручивания и сокрытия открытого текста таким образом, чтобы спрятать его суть, называется шифрованием. Шифрование открытого текста приводит к его превращению в непонятную абракадабру, именуемую шифротекстом. Шифровка позволяет спрятать информацию от тех, для кого она не предназначается, невзирая на то, что они могут видеть сам шифротекст. Противоположный процесс превращения шифротекста в его исходный вид называется расшифровыванием.
Криптография — это мероприятия по сокрытию и защите информации, а криптоанализ (греч. ἀνάλυσις — разложение) — это мероприятия по анализу и раскрытию зашифрованной информации. Вместе криптография и криптоанализ создают науку криптологию (греч. λόγος — слово, понятие).
Криптология — это наука об использовании математики для шифрования и расшифровывания информации. Криптология позволяет хранить важную информацию при передаче ее обычными незащищенными каналами связи (в частности, через интернет) в таком виде, что она не может быть прочитанной или понятой никем, кроме определенного получателя. Криптоанализ являет собой смесь аналитики, математических и статистических расчетов, а также решительности и удачи. Криптоаналитиков также называют «взломщиками».
Криптографическая стойкость измеряется тем, сколько понадобится времени и ресурсов, чтобы из шифротекста восстановить исходной открытый текст. Результатом стойкой криптографии является шифротекст, который чрезвычайно сложно «сломать» без владения определенными инструментами дешифрования.
Криптографический алгоритм, или шифр — это математическая формула, которая описывает процессы шифрования и расшифрования. Секретный элемент шифра, который должен быть недоступный посторонним, называется ключом шифра.
Чтобы зашифровать открытый текст или разговор, криптоалгоритм работает в сочетании с ключом — словом, числом или фразой. Одно и то же сообщение, зашифрованное одним алгоритмом, но разными ключами, будет превращать его в разный шифротекст. Защищенность шифротекста полностью зависит от двух вещей: стойкости криптоалгоритма и секретности ключа.
Ну, а теперь перейдем к интересной и захватывающей истории русской криптологии и секретной связи…
Часть 1. Российская история
1.1. Древнерусская тайнопись
Наиболее ранней из известных по древнерусским памятникам письменности системой тайнописи была система «иных письмен». В этом виде тайнописи буквы кириллицы заменялись буквами других алфавитов: глаголицы, греческой, латинской или пермской азбуки.
Использование греческой тайнописи связывают с определенной модой, которая пришла в конце XVI века. Появление же этого способа тайнописи было обусловлено, с одной стороны, южнославянским влиянием, несшим кое-какие навыки и греческого письма, более близкого югу славянства, чем Руси, а с другого — оживлением отношений Московской Руси с греками, которые начались с конца XIV века.
Использование латинской азбуки как тайнописи относится к более позднему времени и обусловлено усилившимся западноевропейским влиянием. В распространении этого вида тайнописи, которая встречается в рукописях XVI и XVII веков, вероятно, известную роль играла школа с ее латинским языком преподавания.
Несколько обособленное место среди других алфавитов по отношению к тайнописи занимает пермская азбука. Эта азбука, которая была создана пермским епископом Стефаном на основе современного кириллического и греческого алфавитов, не приобрела практического применения и уже в XV веке, как малоизвестная, стала тайнописью. Но и в этом качестве она не была широко распространена.
Второй после системы «иных письмен» системой тайнописи, известной из русских рукописей, была система «измененных знаков», зафиксированная уже в XIV веке. Выделяют две ее разновидности: а) систему знаков, измененных «путем прибавок» к обычным начертаниям; б) построенную на принципе, сходном с греческой тахиграфией, когда вместо буквы пишется лишь часть ее.
Тахиграфия — это изменение написания букв, когда писалась или часть буквы, или наоборот, ее написание дополнялось новыми элементами. Сообщения нередко записывали справа налево или вверх ногами. Часто тахиграфия соединялась с использованием иностранных алфавитов.
Первая разновидность такой тайнописи была открыта ученым М. Сперанским в Смоленском Псалтыре 1395 года. По его свидетельству, этот Псалтырь Онежского Крестного монастыря сохранялся в свое время в Архангельском местном отделении Церковно-археологического комитета. Его писарь, монах Лука, который замечательно владел искусством письма, любил, по-видимому, и тайнопись. В этой рукописи он применил три вида тайнописи: один — измененных начертаний, второй — цифирь счетная, третий — система вязи.
Использовали писари древних рукописей и систему условных алфавитов. Как правило, в их основе лежали уже известные: греческий, глаголический, кириллический, в которых привносились какие-то изменения или дополнения. Однако случались в рукописях и оригинальные условные алфавиты, построенные или по какому-то определенному принципу, или абсолютно произвольных начертаний.
Образцом алфавита, придуманного специально для тайнописи, притом по особенному принципу, может служить ключ к тайнописи, изображенный на отдельном листе второй половины XVII ст. (Собрания Большой Патриаршей библиотеки № 93).
Здесь тайнопись заключается в замене обычных букв треугольниками и четырехугольниками, заимствованными из решеток, составленных из двух параллельных линий, пересеченных двумя такими же линиями под прямым углом. В полученных клеточках помещено по четыре и по три буквы в порядке азбуки: в тайнописи буквы заменяются, при этом первая — простым угольником, а следующие — тем же угольником с одной, двумя или тремя точками, ввиду места буквы в нем. Поскольку при таком размещении букв в клетках вся азбука не могла поместиться, то в этой тайнописи не оказывается знаков для таких букв кириллицы, как «ш», «ь» и тому подобных.
Следующий вид тайнописи, которая использовалась писарями в российских рукописях, — это «система замен». Выделяют два вида такой тайнописи: «простую литорею» (от лат. litera — буква) и «мудрую литорею», а также, как вариант этой последней, тайнопись «в квадратах». «Простая литорея» заключалась в том, что каждая из десяти по порядку азбуки согласных, поставленных в одном ряду, заменялась соответствующей ей буквой во втором таком же ряду, который состоял из