Шифры от Федора Кузьмича до Энигмы

Продолжаем тему о шифровании. Думаю, что сегодня мы сможем закрыть занимательную часть увлекательной темы. Дальше, полагаю, тишина, вторгаться в детали не стоит.

Тайнопись Фёдора Кузьмича

Зачем приходит человек в этот мир — не знает никто. Жизнь пролетает в мгновение ока, оставляя потомкам лишь память о делах и поступках. После смерти появляется некоторая недосказанность, возникают вопросы, ответы на которые найти, быть может, никогда никому не удастся.

Жизнь сибирского старца Фёдора Кузьмича была именно такой. Чем же примечателен был этот человек? Фёдор Кузьмич, или Феодор Томский, был скитальцем. Этот старец вел очень аскетичную жизнь: он проводил время в молитве и посте, по возможности избегал мирской суеты, ел сухари, размоченные в воде, ложился спать на доску, покрытую холстом. За свою праведную жизнь этот человек был даже канонизирован Русской православной церковью в лике праведных в составе Собора сибирских святых.

Но есть одна тайна, которую Фёдор Кузьмич унес в могилу, — тайна его происхождения. Еще при жизни этого человека появились слухи о том, что на самом деле седовласый старец — совсем не тот, за кого себя выдает. Народ полагал, что этот человек был тем, о ком Александр Сергеевич Пушкин написал эпитафию: «Всю жизнь свою провел в дороге, простыл и умер в Таганроге». То есть Александром I, императором, самодержцем Всероссийским.
Есть много косвенных исторических фактов, свидетельствующих в пользу мифа о том, что популярный среди простого люда старец действительно мог быть Александром I. Старец иногда ронял фразы о событиях Отечественной войны 1812 года, о жизни Петербурга, удивлял воспоминаниями об Аракчееве и Кутузове. Удивительное внешнее сходство, поразительное совпадение факта появления Фёдора Кузьмича в Сибири через несколько лет после смерти императора, образованность старца, которую тот старательно скрывал, разговоры самодержца перед смертью о желании отречься от престола и многие другие обстоятельства надолго поссорили историков. Одни из них утверждают, что старец Фёдор Кузьмич был самозванцем, другие говорят о тождественности с Александром I, третьи идентифицируют этого человека как Фёдора Александровича Уварова, тайного осведомителя. Окончательную точку в этом вопросе мог бы поставить тот, кто сумел бы расшифровать послание самого старца.

Перед самой смертью Фёдора Кузьмича купец Семен Феофанович Хромов, у которого проживал старец, попробовал спросить прямо: «Есть молва, что ты, батюшка, не кто иной, как Александр Благословенный… Правда ли это?..» Старец перекрестился и ответил: «Чудны дела Твои, Господи… Нет тайны, которая бы не открылась». Умирая, старец простер свою руку, указав на холщовый мешочек, висевший над кроватью, после чего сказал: «В нем моя тайна.»  Среди оставшихся после смерти старца пожитков купец нашел странные вещи: резное распятие из слоновой кости, псалтырь, цепь ордена Андрея Первозванного, документ, похожий на свидетельство о бракосочетании императора Александра I… Но самая главная находка — короткие записки из мешочка, в которых использовалась тайнопись.

Расшифровка этого текста, если верить последним словам старца, могла бы дать ответ на главный вопрос — кем же он был на самом деле. Записки представляли собой пару бумажных лент, исписанных с обеих сторон. Помимо этих записок, была найдена и выдержка из Священного Писания, которая заканчивается странной допиской старца в самом конце: «Ныне отец. Преж(де) царь.»
Попытки разобраться в легенде о сибирском старце предпринимали многие известные люди, в числе которых был, например, писатель Лев Николаевич Толстой. Но, увы — их выводы были субъективными, расшифровать записи Фёдора Кузьмича так никто и не смог. Зато у вас есть шанс сделать это.

sm_25_600

Теперь примеры, которые близки к нам по времени

До Первой мировой войны Россия, наряду с Францией, являлась лидером в области криптоанализа на государственном уровне. Англия, США, Германия и менее влиятельные государства — вообще не имели государственной дешифровальной службы, а Австро-Венгрия читала, в основном, переписку соседних государств. При этом если во Франции и Австро-Венгрии дешифровальная служба была военной, то в России — гражданской.

Во время Первой мировой войны криптография, и, в особенности, криптоанализ становится одним из инструментов ведения войны. Известны факты расшифровки русских сообщений австрийцами, русскими же был расшифрован немецкий шифр (благодаря найденной водолазами копии кодовой книги), после чего результаты были переданы союзникам. Для перехвата радиосообщений были построены специальные подслушивающие станции, в результате работы которых (вместе с умением дешифровать немецкий шифр, использовавшийся в том числе турками) русский флот был осведомлён о составе и действиях противника. В британском адмиралтействе было создано специальное подразделение для дешифровки сообщений («комната 40»), которое за время войны расшифровало около 15 тысяч сообщений. Этот результат сыграл важную роль в сражении при Доггер-банке и Ютландском сражении.

Возможно, наиболее известным результатом работы криптоаналитиков времени Первой мировой войны является расшифровка телеграммы Циммермана, подтолкнувшая США к вступлению в войну на стороне Антанты

Россия

К числу успешных операций стоит отнести проведённое ещё в мирное время похищение кодовой книги посла США в Бухаресте. Из-за того что посол не доложил начальству о пропаже (а остроумно пользовался аналогичной кодовой книгой «соседа» — посла США в Вене), российская сторона смогла читать переписку США со своими послами вплоть до Первой мировой. Однако после её начала поток сообщений резко снизился. Это было связано с прекращением радиообмена между Германией, Австро-Венгрией и внешним миром, а также со слабой технической оснащённостью российских служб

После начала боевых действий были созданы станции радиоперехвата, особенно на Балтике, а также организованы дешифровальные отделения при штабах армии и флота. Однако из-за нехватки квалифицированного персонала сообщения часто оставались необработанными. Помощь армии осуществляла и собственная дешифровальная служба Департамента полиции. Однако все эти действия были предприняты слишком поздно, чтобы оказать сколько-нибудь ощутимое влияние на ход боевых действий.

Англия

После успешной ликвидации германского подводного канала связи в Северном море и радиостанций в Африке, на Самоа и в Китае Германия была вынуждена использовать, кроме линий союзников, телеграф, почту и радиосвязь. Это создало хорошие условия для перехвата сообщений, в том числе для Англии, что впоследствии дало значительный вклад в победу над Тройственным союзом. Хотя Англия оказалась не готова к данной возможности, она сумела быстро воспользоваться ею. В 1914 году в адмиралтействе появляется «Комната 40» (англ. Room 40), в создании которой участвовал и тогдашний глава адмиралтейства Уинстон Черчилль.

Благодаря помощи русских, захвативших кодовую книгу с затонувшего германского крейсера «Магдебург», а также собственным подобным операциям, англичане сумели разгадать принцип выбора шифров Германией. И хотя для надводного флота, из-за плохой организации связи между берегом и кораблями, это не дало большой пользы, чтение переписки дало значительный вклад в уничтожение германских подводных лодок.

Принесло пользу и использование явного обмана. С помощью ложного приказа, отправленного английским агентом немецким шифром, недалеко от Южной Америки была уничтожена целая эскадра. С помощью подложного английского кода, попавшего в руки Антанте в мае 1915 года, англичане на раз вводили Германию в заблуждение, заставив, например, в сентябре 1916 года оттянуть значительные силы для отражения мифической десантной атаки.

19 января 1917 года англичанам удалось частично расшифровать текст телеграммы, отправленной статс-секретарём иностранных дел Германии Артуром Циммерманом немецкому посланнику в Мексике Генриху фон Эккардту (англ. Heinrich von Eckardt). В прочитанной части содержалась информация о планах неограниченной войны на море. Однако только к середине февраля 1917 года телеграмма оказалась расшифрованной полностью. В телеграмме содержались планы по возвращении Мексике части территорий за счёт США. Информация была передана Уолтеру Пейджу (англ. Walter Hines Page), послу США в Англии. После проверки подлинности (в том числе — после подтверждения самого Циммермана), телеграмма сыграла главную роль для оправдания в глазах общественности вступления США в Первую мировую войну против Четверного союза.

Теперь поговорим об известных устройствах, которые применялись во время Второй мировой войны.

Перед началом Второй мировой войны ведущие мировые державы имели электромеханические шифрующие устройства, результат работы которых считался невскрываемым. Эти устройства делились на два типа — роторные машины и машины на цевочных дисках. К первому типу относят «Энигму», использовавшуюся сухопутными войсками Германии и её союзников, второго типа — американская M-209.

Германия: «Энигма», «Fish»

1

История самой известной электрической роторной шифровальной машины — «Энигма» — начинается в 1917 году — с патента, полученного голландцем Хьюго Кохом. В следующем году патент был перекуплен Артуром Шербиусом, начавшим коммерческую деятельность с продажи экземпляров машины как частным лицам, так и немецким армии и флоту.

Германские военные продолжают совершенствовать «Энигму». Без учёта настройки положения колец (нем. Ringstellung) количество различных ключей составляло 1016. В конце 1920-х — начале 1930 годов, несмотря на переданные немецким аристократом Хансом Тило-Шмидтом данные по машине, имевшиеся экземпляры коммерческих вариантов, британская и французская разведка не стали браться за задачу криптоанализа. Вероятно, к тому времени они уже сочли, что шифр является невзламываемым. Однако группа из трёх польских математиков так не считала, и, вплоть до 1939 года, вела работы по «борьбе» с «Энигмой», и даже умела читать многие сообщения, зашифрованными «Энигмой» (в варианте до внесения изменений в протокол шифрования от декабря 1938 года). Среди результатов, переданных британским разведчикам перед захватом Польши Германией, были и «живые» экземпляры «Энигмы», и электромеханическая машина «Bomba», состоявшая из шести спаренных «Энигм» и помогавшая в расшифровке (прототип для более поздней «Bombe» Алана Тьюринга), а также уникальные методики криптоанализа.

Дальнейшая работа по взлому была организована в Блетчли-парке (англ. Bletchley Park), сегодня являющемся одним из предметов национальной гордости Великобритании. В разгар деятельности центр «Station X» насчитывал 12 тысяч человек, но, несмотря на это, немцы не узнали о нём до самого конца войны. Сообщения, расшифрованные центром, имели гриф секретности «Ultra» — выше, чем использовавшийся до этого «Top Secret» (по одной из версий отсюда и название всей британской операции — «Операция Ультра»). Англичане предпринимали повышенные меры безопасности, чтобы Германия не догадалась о раскрытии шифра.

Ярким эпизодом является случай с бомбардировкой Ковентри 14 февраля 1940 года, о которой премьер-министру Великобритании Уинстону Черчиллю было известно заранее благодаря расшифровке приказа. Однако Черчилль, опираясь на мнение аналитиков о возможности Германии догадаться об операции «Ультра», принял решение о непринятии мер к защите города и эвакуации жителей.

Хотя для СССР существование и даже результаты работы «Station X» секрета не представляли. Именно из результатов сообщений, дешифрованных в «Station X», СССР узнал о намечающемся «реванше» Гитлера за Сталинградскую битву и смог подготовиться к операции на Курском направлении, получившем названии «Курская дуга»

С современной точки зрения шифр «Энигмы» был не очень надёжным, но только сочетание этого фактора с наличием множества перехваченных сообщений, кодовых книг, донесений разведки, результатов усилий военных и даже террористических атак позволило «вскрыть» шифр.

Однако с 1940 года высшее германское командование начало использовать новый метод шифрования, названный британцами «Fish». Для шифрования использовалось новое устройство «Lorenz SZ 40», разработанное по заказу военных. Шифрование основывалось на принципе одноразового блокнота (шифр Вернама, одна из модификаций шифра Виженера, описанная в 1917 году) и при правильном использовании гарантировало абсолютную криптостойкость (что было доказано позже в работах Шеннона). Однако для работы шифра требовался «надёжный» генератор случайной последовательности, который бы синхронизировался на передающей и принимающей стороне. Если криптоаналитик сумеет предсказать следующее число, выдаваемое генератором, он сможет расшифровать текст.

2

К сожалению для Германии, генератор, используемый в машинах «Lorenz SZ 40» оказался «слабым». Однако его взлом всё равно нельзя было осуществить вручную — криптоаналитикам из Блетчли-парка потребовалось создать устройство, которое бы перебирало все возможные варианты и избавляло бы криптоаналитиков от ручного перебора. Таким устройством стала одна из первых программируемых вычислительных машин «Colossus», созданная Максом Ньюменом (англ. Newman) и Томми Флауэрсом (англ. Tommy Flowers) при участии Алана Тьюринга в 1943 году (хотя некоторые источники указывают, что она была сделана для взлома «Энигмы»). Машина включала 1600 электронных ламп и позволила сократить время, требуемое на взлом сообщений, с шести недель до нескольких часов.

СССР

В армии и флоте СССР использовались шифры с кодами различной длины — от двух символов (фронт) до пяти (стратегические сообщения). Коды менялись часто, хотя иногда и повторялись на другом участке фронта. По ленд-лизу СССР получил несколько M-209, которые использовались как основа для создания своих собственных шифровальных машин, хотя об их использовании неизвестно.

Также для связи высших органов управления страной (в том числе Ставки Верховного Главнокомандования) и фронтами использовалась ВЧ-связь. Она представляла собой технические средства для предотвращения прослушивания телефонных разговоров, которые модулировали высокочастотный сигнал звуковым сигналом от мембраны микрофона. Уже во время Второй мировой войны механизм заменили на более сложный, который разбивал сигнал на отрезки по 100—150 мс и три-четыре частотных полосы, после чего специальный шифратор их перемешивал. На приёмном конце аналогичное устройство производило обратные манипуляции для восстановления речевого сигнала. Криптографической защиты не было, поэтому используя спектрометр можно было выделить используемые частоты и границы временных отрезков, после чего медленно, по слогам, восстанавливать сигнал.

Во время советско-финской войны (1939—1940) Швеция успешно дешифровывала сообщения СССР и помогала Финляндии. Так, например, во время битвы при Суомуссалми успешный перехват сообщений о продвижении советской 44-й стрелковой дивизии помог Карлу Маннергейму вовремя выслать подкрепления, что стало залогом победы. Успешное дешифрование приказов о бомбовых ударах по Хельсинки позволяло часто включить систему оповещения о воздушном ударе ещё до того, как самолёты стартуют с территории Латвии и Эстонии.

30 декабря 1937 года был образовано 7-е отделение (в дальнейшем — 11-й отдел) Управления разведки Наркомата ВМФ, задачей которого являлось руководство и организация дешифровальной работы. В годы войны на дешифровально-разведочной службе СССР состояло не более 150 человек, однако всё равно, ДРС показала удивительную результативность и эффективность. В 1941—1943 годах ДРС Балтийского флота было взломано 256 германских и финляндских шифров, прочитано 87 362 сообщения. ДРС Северного флота (всего — 15 человек) взломала 15 кодов (в 575 вариантах) и прочитала более 55 тыс. сообщений от самолётов и авиабаз противника, что позволило полностью контролировать всю закрытую переписку ВВС Германии. ДРС СФ также раскрыто 39 шифров и кодов, используемых аварийно-спасательной, маячной и радионавигационной службами и береговой обороны противника и прочитано около 3 тыс. сообщений. Важные результаты были получены и по другим направлениям. ДРС Черноморского флота имело информацию и о текущей боевой обстановке, и даже перехватывало некоторые стратегические сообщения.

Успешные результаты по чтению зашифрованной японской дипломатической переписки позволили сделать вывод о том, что Япония не намерена начинать военные действия против СССР. Это дало возможность перебросить большое количество сил на германский фронт

США

3

Американская шифровальная машина M-209 (CSP-1500) являлась заменой M-94 (CSP-885) для передачи тактических сообщений. Была разработана шведским изобретателем российского происхождения Борисом Хагелиным в конце 1930-х годов. Несколько экземпляров было приобретено для армии США, после чего дизайн был упрощён, а механические части — укреплены. Впервые машина была использована в Североафриканской кампании во время наступления в ноябре 1942 года. До начала 1960-х годов компанией Smith Corona было изготовлено около 125 тысяч устройств.

Машина состояла из 6 колёс, комбинация выступов которых давала значение сдвига для буквы текста. Период криптографической последовательности составлял 101 405 850 букв. Хотя машина не могла использоваться для шифрования серьёзного трафика (не была криптографически стойкой), M-209 была популярна в армии из-за малого веса, размера и лёгкости в обучении.

А теперь перенесемся в наши дни

Криптос: разгадка на три четверти

Перед центральным офисом ЦРУ в Лэнгли, штат Виргиния, расположена удивительная скульптура, состоящая из беспорядочного, на первый взгляд, набора символов

sm_30_600

Вряд ли где-нибудь еще вы найдете что-то похожее. В процессе строительства нового здания образовалось незанятое пространство, которое решили занять какой-нибудь инсталляцией. Работать над ней поручили американскому скульптору Джиму Сэнборну. Скульптура должна была быть необычной и отражать суть места, где она была установлена.

Было решено создать скульптуру-загадку, состоящую из символов, этакое зашифрованное послание. Обязательным условием для такой «тайнописи» было то, что метод для шифрования не должен был быть привязан к компьютерам. Алгоритм, который использован при составлении текста скульптуры, должен быть не сложнее тех, что применялись во времена, когда компьютерной техники не было и в помине. Поэтому теоретически взломать сообщение, оставленное Сэнборном, может любой человек, используя исключительно карандаш и бумагу. Поскольку скульптор, как и большинство людей творческих профессий, был очень далек от знания криптографии, он обратился за помощью к Эдварду Шейдту (Edward M. Scheidt), который как раз ушел с поста главы криптографического центра Лэнгли.

Вполне возможно, что впоследствии Сэнборн сожалел о том, что согласился на такую работу. Еще до того, как скульптура была завершена, энтузиасты пытались прорваться к творению и сфотографировать его. А потом и вовсе разошлись. Заядлые «детективы», мечтающие раскрыть код скульптуры, стали переходить рамки дозволенного. Узнав откуда-то телефон Сэнборна, они атаковали его звонками, требуя выдать код расшифровки, обзывая при этом несчастного скульптора какими угодно словами, вплоть до «агент Сатаны.

Скульптура «Криптос» представляет собой набор символов, разбитый на четыре секции. Буквы расположены в плоскости, которая схожа с развивающимся флагом или свитком, скрученным в виде буквы S. С 1990 года сообществу удалось разгадать содержимое только трех секций этой скульптуры. Четвертая же оказалась намного сложнее. Сам Сэнборн как-то в интервью сказал, что хотел бы умереть прежде, чем ответ будет найден. Почему? Загадка. И поймет ее только тот, что вскроет данный код

Заключение

Человеческий ум изобретателен, и способов передачи тайной информации придумано немыслимое количество. Поэты, например, шифровали свои послания при помощи акростиха — когда первые буквы строк составляют слова. Музыканты перекладывали свои мысли на ноты, а математики применяли формулы. Морзе додумался перевести все буквы в «точки» и «тире». Все это очень интересно и слишком необъятно, чтобы рассказать в одной статье.

Изучение алгоритмов шифрования может быть простым хобби, способом убить время, а может стать делом всей жизни. Им можно заниматься из корысти, а можно просто для того, чтобы повысить самооценку. Если вы взялись за это всерьез, но оказались в тупике, пусть вас не смущает стойкость шифра. Ведь даже неудачные попытки разгадать спрятанный текст развивают мышление и логику.

Компьютерные системы все надежнее и надежнее прячут новые секреты от посторонних глаз. Но, к счастью, наши предки оставили нам много загадок, которые еще только предстоит решить. И это здорово. Ведь трудно представить себе какой была бы жизнь, если бы в ней не было места секретному и таинственному. В этом нам повезло — всем людям есть, что скрывать. Хотя, конечно, куда интереснее раскрывать чужие тайны, чем разглашать свои.

Ниже я приведу ссылку на статью, которая подробно рассказывает об истории криптографии. Здесь, на сайте я решила ограничиться лишь общей информацией.

http:/ /kryptography.narod.ru/srednie_novoe.html

 

Настоящий материал самостоятельно опубликован в нашем сообществе пользователем Linda на основании действующей редакции Пользовательского Соглашения. Если вы считаете, что такая публикация нарушает ваши авторские и/или смежные права, вам необходимо сообщить об этом администрации сайта на EMAIL abuse@newru.org с указанием адреса (URL) страницы, содержащей спорный материал. Нарушение будет в кратчайшие сроки устранено, виновные наказаны.

комментария 4

  1. Linda:

    Надеюсь, комрады, эту тему мы раскрыли и было занимательно.

  2. nina postnikova:

    Весьма и весьма занимательно.Спсб,Линда.

  3. Miriam:

    Ой, Дорогая! Спасибочки! Замечательное продолжение!

  4. Linda:

    Благодарю вас за отзывы.