Б. Шифрование

Под шифрованием имеется в виду переиначивание открытого дотоле текста в закрытый шифротекст посредством применения вполне определенных правил (алгоритмов).

Известны две классических системы шифрования: шифры перестановки и замены, – которые при этом очень часто сочетаются.

(1). Шифры перестановки

В шифрах перестановки буквы (или другие символы) исходного сообщения нисколько не меняются, а лишь переставляются по некоему закону, делая весь текст стандартно нечитаемым.

Известно множество программ подобных шифрований, но мы рассмотрим характерный шифр двойной перестановки столбцов и строк.

Такие шифры хороши для подстраховки закодированного текста или отдельных криптограмм многоалфавитного шифрования.

Для зашифровывания двойной перестановкой необходимо:

– построить некую таблицу, форматы каковой определяются размерами двух ключевых слов (скажем, «гевара» и «риск»), которые выписываются при этом сверху и сбоку таблицы;

– в таблицу по определенному маршруту (к примеру, «а») заносится исходный текст (таблица А), а неиспользованные места полностью заполняются любыми, но лучше всего часто встречающимися буквами (здесь: «с», «в», «и»);

– переместить столбцы в порядке, соответствующем расположению букв у верхнего ключа («гевара») в обычном алфавите (таблица Б);

– переместить все строки в соответствий с последовательностью букв второго ключевого слова («риск») в алфавите (таблица В);

– выписать последовательно буквы из получившейся таблицы, стандартно разбивая их на пятизнаковые группы, причем если последняя из них окажется неполной, она дописывается любыми часто встречающимися буквами (отсутствие дописки может позволить выявить размер таблицы, тогда как использование распространенных букв немного затруднит дешифрование). Наш шифротекст: «ПЕААН РСИЕС ВСЕМЕ ЕЖНМИ.)

При расшифровывании криптограммы следует действовать как бы с конца:

– шифровка вписывается в таблицу определяемого длинами ключей размера; столбцы и строки в ней последовательно нумеруются, а избыток букв отбрасывается (так получается таблица В);

– строки располагают в соответствии с порядком номеров букв бокового ключевого слова (так получается таблица Б);

– столбцы переставляются согласно нумерации букв верхнего ключа (так получается таблица А);

– буквы выписываются в строку, следуя обговоренному маршруту заполнения-чтения.

Для дешифрирования шифра такого типа необходимо:

– предположить, что здесь использован обычный шифр перестановки в его табличном варианте;

– попробовать чтение через фиксированное или скользящее число букв, пытаясь выявить какие-то закономерности;

– прикинуть допускаемый размер таблицы, ориентируясь, к примеру, на количество букв в тексте;

– выявить знаки характерных биграмм (ст, мс…) и сопоставить все имеющиеся расстояния между их составляющими в закрытом шифротексте; те расстояния, которые особо выделяются, равняются числу строк в шифровой таблице;

– учитывая маловероятность сочетания отдельных букв, можно попробовать найти реальную последовательность столбцов;

– теперь нетрудно правильно расставить все строки, ориентируясь по смыслу появляющихся фрагментов текста.

Шифры перестановки не сложны для опытного дешифровщика (а тем более для ЭВМ!), хотя при кратких текстах возможно и неправильное (анаграммное) осмысленное прочтение.

(2). Шифры замены

В подобных шифрах каждая из букв в открытом тексте подменивается какой-то другой буквой или символом, причем порядок самих букв при этом не меняется.

Замена может быть как однозначной (в шифрах простой замены, где каждой букве соответствует лишь один символ), так и многозначной (в шифрах многоалфавитной замены, где каждой букве соответствуют несколько символов); как однобуквенной (поочередная замена буквы на букву), так и многобуквенной (системы с зашифровыванием одновременно двух и более букв).

Шифры простой замены легко дешифруются при длительности текста не менее двух-трех алфавитов путем анализа частот встречаемости букв и через знание типичных сдвоенных знаков, сочетаний и окончаний.

Шифры со сдвигом алфавита на некоторое фиксированное число букв («шифр Цезаря») читаются предельно просто, используя, к примеру, метод полосок, на каждой из которых нанесен стандартный алфавит. Полоски здесь прикладывают друг к другу так, чтобы вышло слово из криптограммы, после чего двигаясь вдоль них находят осмысленное прочтение, определяя таким образом величину намеренного сдвига.

На практике имеет смысл использовать многоалфавитное шифрование с так называемым «текучим» алфавитом, задействуя какую-либо книгу, или микрокалькулятор (МК).

а) При шифровании с применением книги обычно действуют следующим образом:

– берется экземпляр определенной книги и раскрывается на ключевой странице (подобный ключ может привязываться к дате, суммируемой с неким числом, указываться где-нибудь в шифровке либо передаваться другим путем);

– идут расчеты с отметкой номера строчки и номера требуемой буквы в этой строке (каждая буква таким образом кодируется вечно меняющимся четырехзначным числом, учитывая ноль у однозначных);

– полученные числа группируются в пятерки;

– для некоторого усложнения шифра можно начинать считать не с первой, а совсем с другой (обговоренной, разумеется…) строки;

– для облегчения нахождения строк используют бумажную полоску, прикладываемую вертикально к левому краю листа с проставленной в ней нумерацией всех строчек.

б) Использование при шифровании микрокалькулятора основано на получении с его помощью последовательности случайных чисел, тогда как процедура зашифровывания проводится по принципу системы одноразовых шифроблокнотов. Действуют здесь по стандарту так:

– открытый текст выписывается в строку, и ниже каждой буквы помещается ее двузначный номер в порядке алфавита (А-01, Б-02, В-03 и т.д.);

– под цифровым эквивалентом последовательно записываются все знаки некоей случайной числовой последовательности, взятой из шифроблокнота либо полученной каким-то другим образом;

– числа из верхней (открытой) и нижней (случайной) последовательностей складываются по модулю 10 (т.е. без переноса единицы; скажем, 17+25=32);

– полученный сложением шифротекст стандартно разбивается на пятизнаковые группы;

– числа обычно не шифруются, а отделяются от буквенного текста каким-либо алфавитным значком (скажем, «/»);

– для обретения нечитаемости уже использовавшийся кусок числопоследовательности ни в коем разе не задействуется вторично.

При процедуре расшифровывания все операции проводятся в обратной очередности:

– весь шифротекст расписывается на пары чисел;

– под ними тщательно выписываются все знаки ключевой числопоследовательности, аналогичной применявшейся при зашифровывании;

– из знаков шифротекста попарно вычитаются (по модулю 10) знаки случайной ключевой последовательности;

– полученные пары чисел переводятся в их буквенный эквивалент.

Для получения случайной (точнее сказать «псевдослучайной») последовательности посредством микрокалькулятора можно использовать различные приемы, вроде классических таких:

– берут какое-либо четырехзначное число (скажем, 5997), возводят его микрокалькулятором в квадрат (35964009), а из полученного результата (35964009) выписывают средние цифры (9640), рассматривая их как случайные; теперь уже эти «случайные» возводят в квадрат и снова выделяют из полученного результата середину и т.д. (построенная так последовательность через десятки или сотни знаков – в зависимости от исходного числа – ключа – обычно повторяется, но при коротких текстах вполне может рассматриваться как случайная);

– используют МК с функцией генерирования псевдослучайной числовой последовательности (к примеру, «Электронику МК-61»…); в регистры калькулятора здесь вводят комбинацию каких-то восьмизначных чисел (это

– ключ шифра!), после чего при нажимании нужной клавиши на индикаторе высвечиваются знаки долгопериодной псевдослучайной числовой последовательности.