История криптографииКриптография 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.)

рпс

Труд «Военная криптография», 1883 г.1. шифр должен быть физически, если не ма-тематически, невскрываемым;2. система не должна требовать секрет-ности;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 зна-чительных умственных усилий или соблю-дения 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 толь-ко 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 Виже-нера и представляла собой картонную линейку с дважды нанесен-ным на нее алфавитом и бегунок с алфавитом, нанесенным еди-ножды. Для шифрования буквы открытого текста по букве лозунга, бегу-нок устанавливали так, чтобы буква А находилась над буквой ло-зунга. 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 яд 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 — 39B — 37, bu — 3, bo — 35, bi — 29C — 6, ca — 32, ce — 20 D — 23, de — 52E — 53, es — 82, et — 50, en — 68F — 55, fa — 69, fe — 58, fo — 71G — 81, ga — 51 H — 85, hi — 77I — 119, jai — 122 J — 87, jai — 123L — 96, lu — 103, le—117, la—106M — 114, ma — 107N — 115, ne — 94, ni—116— 90, ot — 153 P — 137, po — 152Q— 173, que — 136R — 169, ra — 146, re — 126, ri — 148S — 167, sa — 171, se — 177, si — 134,

so — 168, su — 174T — 176, ti — 145, to — 157U — 138V — 164, ve — 132, vi — 161, vo — 175Z — 166

Прибор Вави-ПопазоваЕще 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 криптографииИз 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 делВ 1717 г. из Посольского приказа органи-зована Коллегия иностранных дел, пер-вым президентом (канцлером) которой был назначен Гаврила Головкин, прора-ботавший 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.

Коллегия иностранных дел просущест-вовала до 1822 г., когда ее функции были переданы Министерству иностранных дел.

Канцлер Гаврила Головкин, 1720 г.

На мировой уровень россий-ская криптология вышла лишь в 40-х гг. XVIII в.

В 1742 г. Елизаветой Петровной президентом Кол-легии иностранных дел был назначен Алексей Петрович Бестужев-Рюмин, работавший в этой должности до 1758 г. сделавший в России обя-зательной практику перлюст-рации дипломатической пере-писки.

Для криптоаналитической работы привлекаются про-фессиональные математики, преимущественно иностран-ные.

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.