Криптография (искусство секретной переписки) (статья из журнала «Наука и жизнь» № 5, 1890 г.)

«Криптография» — искусство вести секретную корреспонденцию — составляет науку хотя и мало известную массе публики, но имеющую в настоящее время весьма обширное применение.

Текст статьи дан в современной орфографии.

«Криптография» — искусство вести секретную корреспонденцию — составляет науку хотя и мало известную массе публики, но имеющую в настоящее время весьма обширное применение и во многих случаях совершенно необходимую. Не один генерал Буланже переписывался шифрованными депешами со своими парижскими друзьями из Клермон-Феррана: ежедневно идет обмен тысячами секретных депеш.

Криптография важна для купцов, так как от сохранения коммерческой тайны нередко зависит исход многомиллионных операций.

Весьма часто к криптографии прибегают корреспонденты заграничных газет, желающих упредить своих конкурентов, или передать известие, неудобное для открытой передачи.

Для военных и для дипломатов криптография абсолютно необходима. Если бы дипломатические депеши передавать не шифрованными, то возникла бы масса серьезных неудобств, так как бóльшая часть депеш идет транзитом. Предположим, например, что Лондонский кабинет посылает важную депешу своему константинопольскому послу; депеша идет через Париж, Рим и Константинополь, и три чужие правительства знали бы ее содержание. Но сохранение секрета необходимо даже и во «внутренней» корреспонденции. Нельзя ручаться за всех телеграфистов; а на войне, в случае захвата станции неприятелем, легко можно передать последнему важнейшее известие, от которого может зависеть судьба тысяч солдат. Кроме того, простая передача депеш не гарантирует секрета даже при абсолютной скромности всех чиновников; есть способы перехватить депешу на пути, перекинув особые аппараты через телеграфную проволоку.

Неудивительно, что этим вопросом интересовались уже давно, гораздо ранее изобретения телеграфа. В дипломатии шифрованная переписка получила право гражданства с 1760 года; впервые такая переписка велась между Парижем и французским послом в Берлине, бароном де-Бретёлем. Изобретена же криптография еще в глубокой древности. Для записывания религиозных тайн жрецы употребляли особые письмена, непонятные для непосвященных. У лакедемонян в большом употреблении была переписка через скиталы. Скиталой называлась палка условленных размеров, и двое переписывающихся должны были иметь совершенно одинаковые скиталы. На них навертывалась длинная лента из ремня или папируса, на коей и писалось письмо; получивший, для прочтения письма, должен был навертеть ремень или ленту на другую такую же скиталу. Пожалуй, к криптографии можно отнести и другой курьезный способ, практиковавшийся в древности: рабу брили голову, писали на ней, что нужно, и ждали пока отрастут волосы; адресат, чтобы прочитать письмо, должен был обрить голову раба. У Юлия Цезаря, как известно, также была своя система секретной переписки.

Но кто не занимался этим в ученические годы? Конечно, криптография школьников весьма не хитрая и обыкновенно основана на тарабарщине (употреблявшейся еще в Древней Руси). Обыкновенно или слово выговаривается навыворот, т. е. от конца к началу, или каждая буква заменяется последующей или предшествующей ей в алфавите; например (последующее сочетание) вместо изба пишут или говорят iивб. Другой способ — заменять все или некоторые гласные и согласные условно, например а через о и т. д.

Конечно, все это более забавно, чем серьезно, и для важных целей надобен более секретный способ. Над изобретением его издавна многие трудились и трудятся, и, действительно, криптография ныне составляет науку весьма разработанную.

В общем, все методы криптографии можно разделить на две главные группы: методы транспозиции (перестановочные) и шифрования.

Предположим, что надо передать депешу: атака в восемь утра. Это можно сделать по первой методе весьма различно. Простейший способ (тарабарский) будет — написать буквы с конца: арту и т. д. Но положим, что мы условились располагать буквы в четыре колонны, получится:

а т а к
а в в о
с е м ь
у т р а

Напишем по колоннам слева, или справа; слева будет: аасутветавмркоьа. Если же заменить еще каждую букву последующей или предыдущей в алфавите, то разобрать такую депешу постороннему будет довольно трудно; при последующей замене, например, получится ббтфугжубгнслпюб; но дело можно еще более запутать, если условиться заменять, например, последующей через три буквы в алфавите (напр. а через д и т. д.).

Эта метода некогда была весьма употребительна в военном ведомстве разных стран, но с еще бóльшими осложнениями. Вот одно из них. Положим, что надо передать: атака в восемь утра завтра. Расположим буквы в восемь колонн:

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
А т а к а в в о
с е м ь у т р а
з а в т р а Х Х

Но у нас есть, например, такой условный ключ: 45361287

Мы располагаем колонны по ключу:

4. 5. 3. 6. 1. 2. 8. 7.
к а а в а т о в
ь у м т с е а р
т р в а з а х х

Если к последней транспозиции еще применить указанные выше манипуляции, то дешифрирование такой депеши можно весьма сильно затруднить, тем более, что на тех же основаниях можно располагать буквы в горизонтальные, а не вертикальные ряды и, кроме того, назначить для шифра какое-либо условное слово.

Самая трудная и гениальная транспозиционная метода изобретена была в конце прошлого столетия французским дипломатом Blaize de Vigenére. Вот сущность этой методы в применении ее к русскому языку. Все буквы алфавита (в приведенных далее примерах мы выбросим, для уменьшения таблицы, буквы ъ, ь, ѣ и э) располагаются в вертикальные и горизонтальные колонны таким образом:

а б в г д . . . . . . . . я ө v.
б в г д е . . . . . . . . ө v а.
в г д е ж . . . . . . . . v а б.

и т. д. до конца алфавита.

Предположим, что мы избрали ключом слово Москва и что нам надо передать приказ: атака в восемь утра. Мы подписываем под депешей одно и то же слово Москва:

а т а к а в в о с е м у т р а
М о с к в а М о с к в а М о с

Дальнейший способ шифрования состоит в следующем. Нам надо шифровать вторую букву m. Отыщем в первом верхнем горизонтальном ряду m, и в первом вертикальном о, — буква, стоящая при пересечении горизонтальной и вертикальной линий, будет искомая (как в таблице умножения Пифагора). Таким образом, задача шифрования будет в следующем: что стоит под а против м? (м); что стоит под m против о? (б) под а против с? (с); что стоит под к против к? (ф) и т. д. до конца. Приведенная депеша будет зашифрована так: мбсфв в оягпо уvvc.

Получатель должен поступать так. Ключ Москва он подписывает под депешей до конца, а далее решает простые вопросы: что стоит в верхнем горизонтальном ряду над м в ряду м? а. Что стоит над б в ряду о? m и т. д. до конца.

Дело можно еще более запутать, взяв ключом не отдельное слово, а какой-нибудь текст условленной книги одного издания, причем условие может быть, например, такое: «начиная с 15 строки сверху со 116 страницы подписывать далее до конца депеши все, что напечатано в книге»; или можно взять, например, целое большое стихотворение, заученное наизусть, так как книгу можно затерять и тогда остаться без ключа.

Возьмем пример. Пусть условленным ключом будет фраза: Как ныне сбирается вещий Олег. В алфавите мы условились выбросить только ѣ, э, ъ и ь (можно еще выбросить ө, v, i). Надо передать депешу: «Наши предложения отвергнуты на тайном совете министров. Завтра будет начата мобилизация войск». По приведенной выше системе Виженера, депеша будет в таком виде: чагх көкхмчцетюо лфзющлюvчө ча янгыуө тцтечш өепнлюшян. Мгмтын юбiцу фрчеес iржвфрхлютз вшхмч.

Расположим при передаче депеши, для запутывания дела, всю эту фразу в группы, например, по четыре буквы (чагх көкх мчце и т. д.), и не угодно ли вам будет разобрать такую тарабарщину без знания ключа!

Но еще более можно запутать дело, перешифровав уже зашифрованную телеграмму снова, например, заменяя каждую букву предшествующей ей за 6 букв. Тогда получится, по-видимому, самая невероятная путаница.

Эта метода Blaize de Vigenére составляет последнее слово транспозиционной методы криптографии, но, несмотря на ее кажущуюся необычайную запутанность, и она не обеспечивает сохранения секрета. Всюду есть удивительные искусники-специалисты, для которых дешифрирование даже таких депеш не составит особой трудности при некоторой настойчивости. Вот почему дипломаты шифруют свои депеши иным способом, более гарантирующим тайну. Но каким же образом можно дешифрировать депешу, переданную, например, по способу Виженера? Невозможно догадаться о ключе уже потому, что можно взять за ключ слово несуществующее, фразу из забытой газетной статьи, страницу из давно забытой, мало известной, книги; одна и та же буква по этому способу шифруется различно, смотря по тому, какая буква ключа попадется под ней. По-видимому, разгадать тайну невозможно.

Разгадка заключается в законах речи и языка вообще, и дело оказывается вовсе не невозможным. Вот на чем основана разгадка этой задачи:

Каждый язык имеет свои особенности, в данном случае, весьма любопытные. Так как почти все дипломатические депеши пишутся по-французски, то последний язык в этом отношении достаточно разработан. Во-первых, буквы повторяются не одинаково часто, и во французском, по частоте их повторения, составлен следующий порядок: е, s, r, i, a, n, t, o, u. Буква е действительно встречается наи-чаще (le, je, de, me, ne и т. д.). Буква q всегда сопровождается буквой u (gue, gui и т. д.); букве h по большей части предшествует с (ch), реже — р (ph) и t (th). Если несколько групп слов оканчиваются одним знаком, можно сказать, что они во множественном числе, и что знак обозначает s. Две сходные группы из четырех букв, стоящие рядом, могут часто обозначать nous nous или vous vous; такие же группы из пяти букв могут значить faire faire.

Таким образом, мало-помалу можно добраться и до настоящего текста шифрованной депеши. Г. Керкгоф в своем сочинении La Cryptographie militaire (par M. Ang. Kerckhooffs, docteur és lettres) подробно разбирает способы дешифрирования и весь процесс сравнивает с решением алгебраических задач. Он с очевидностью доказывает, что транспозиционные криптограммы, при некотором терпении и искусстве, весьма нетрудно дешифрировать, так же как хорошему математику не трудно решить весьма сложную задачу.

Понятно, что было бы слишком рискованно передавать важные дипломатические или военные депеши по одному из вышеприведенных способов, тем более, что со способом, например, Виженера много хлопот и возни, а часто время бывает очень дорого. Для важных целей необходимы другие способы, более гарантирующие секрет депеши, и над решением этой задачи немало потрудились дипломаты и военные всех стран. Достаточно указать, что в Германии каждый офицер обязательно знает криптографию. И действительно, это дело доведено ныне до высокой степени совершенства.

Как видели выше, все транспозиционные системы подвержены большому риску, что корреспонденция будет прочтена, несмотря на чрезвычайную запутанность ее. За по-следние годы поэтому было обращено особое внимание на систему «шифровальную», и в настоящее время удалось достигнуть чрезвычайных результатов, так что секрет корреспонденции может быть абсолютно гарантирован. Это достигается с помощью словарей для шифрования, коих существует три системы: словари из цифровых групп, из буквенных групп и условные словари.

Составить один из таких словарей весьма просто. Положим, что в основу словаря берется группа из трех цифр, — она может обозначать 999 слов, которые и располагаются в словаре по порядку от 001 до 999. Словарь должен иметь две части, одну для шифрования, где против каждой группы цифр находится соответствующее слово. Такие словари имеют еще одно удобство, весьма важное для сохранения секрета, — можно условиться производить какие угодно математические действия с соответствующими цифрами. Так, например, положим, что слово посольство соответствует цифре 382; последнюю цифру можно передать сложенной с условленным числом, или вычтенной из известного числа, или умноженной на известное число. Получатель должен произвести обратное действие — вычесть при сложении, сложить при вычитании. Разделить при умножении и т. д., чтобы получить число 382, значение коего и узнать в словаре.

Вместо цифровых групп весьма часто прибегают к группам буквенным. Так как цифр только десять, то группирование их по три может дать только 999 сочетаний. Во французском алфавите (обыкновенно дипломаты употребляют исключительно французский язык) 26 букв, и из них по три буквы можно получить 17,576 сочетаний, соответствующих условно такому же количеству слов. Г. Mamert Gallian составил словарь еще более удобный: отдельная маленькая группа букв соответствует не одному слову, а целой фразе; все искусство состояло лишь в том, чтобы составить словарь таких фраз, из коих можно бы было составить депешу о различных предметах. Метода Галлиана имеет то преимущество, что она дает огромное сбережение денег, так как телеграф берет за каждую группу букв как за одно слово, а между тем одна такая группа может обозначать большую фразу. Однако это не всегда бывает возможно, а потому в важнейших случаях обыкновенно прибегают к описанной выше методе из трех букв, представляющей следующие преимущества пред цифровою:

При цифровой обыкновенно приходится составлять группы из четырех или пяти цифр, так как число сочетаний по три цифры составляет только 999, что, конечно, недостаточно для переписки, тогда как при 17,576 словах, составляющихся из сочетаний по три буквы, легко передать почти все. Между тем разница в экономии огромная. На телеграфе Морзе для передачи группы из трех букв требуется, в среднем, 15 электрических токов, тогда как группа из четырех букв, в среднем, требует 44, а из пяти — 55 электрических токов. Но зато, конечно, с буквенными группами уже нельзя производить манипуляций, как с цифровыми. С последними можно делать, по условию, что угодно (множить, складывать и т. д.), тогда как с буквенными группами можно производить только условные сочетания, коих из трех букв возможно сделать только пять. Буквенными сочетаниями пользуются так. Положим, что депеша начинается группой abc, и что условленный ключ 3.1.2, то есть что третья буква должна быть постановлена первою, первая второю и вторая третьей, тогда получатель отыскивает в словаре слово, соответствующее группе cab. Но вся беда в том, что таких сочетаний возможно только пять. Впрочем, в последнее время (La lumiére électrigue, 1888, № 9) в Париже гг. Anizan и Carpentier изобрели замечательный аппарат, названный ими Криптографом и весьма удобный для ношения в кармане. Этот аппарат механически дозволяет изменять трехбуквенную группу в другую, зависящую, в свою очередь, от условленного ключа. В итоге получается удивительный результат. Трехбуквенный словарь, как сказано, может содержать только 17,576 слов, к которым может быть только пять ключей. Криптограф Анизана и Карпантье изменяет дело так, что ключей может быть 17,576, а не пять, то есть как будто бы у нас был не один словарь, а 17,576 различных словарей.

Наконец, весьма любопытны условные словари, на условном языке, коему Берлинская телеграфная конференция дала следующее определение: «Условным языком называется употребление слов, хотя и имеющих смысл в отдельности, но образующих фразу, непонятную для телеграфистов». Для составления условных словарей допущены следующие восемь языков: немецкий, английский, испанский, французский, итальянский, голландский, португальский и латинский. Корреспонденция с помощью таких словарей весьма курьезна. Вот один пример. Вам надо передать в Константинополь следующую фразу: «Que pensez-vous des tabacs ottomans?» («Какого вы мнения о турецком табаке?»). При помощи условного словаря получается, например, такая фраза: «Mathilde Gratefully émeraude gutten varietur amor», — совершенно непонятная для всякого постороннего лица и весьма курьезная.

Приведенные здесь методы почти исключительно употребляются в настоящее время, причем выбор каждого из них зависит от потребностей.

Торговые телеграммы должны быть кратки; кроме того, купцы всегда заботятся о наибольшей экономии. Поэтому в торговом мире употребляются или трехбуквенные словари (с 17,576 словами), или же с условными фразами.

У дипломатов совсем иные требования. Здесь экономия отступает на второй план и прежде всего требуется полная точность передачи депеши и сохранение полного секрета. Последнее затрудняется еще тем обстоятель-ством, что во многих странах время от времени публикуется во всеобщее сведение полный текст секретных шифрованных депеш, в виде Синей Книги в Англии, Желтой книги во Франции, Белой Книги в Италии и т. д. Так как все шифрованные депеши идут транзитом и копии их могут остаться в разных местах, то, сличая эти копии с опубликованным переводом, легко дойти до ключа. Г. Анизан припоминает следующий случай во французской палате депутатов. Генерал Кампенон делал сообщение об известиях из Тонкина; какой-то депутат заявил, что министр передает содержание депеш не точно, извращая их. Тогда Кампенон прямо заявил, что точного текста депеш он опубликовать не может, ибо это могло бы повести к открытию шифра Французского кабинета и разоблачению секрета других важных депеш.

Вообще, дипломаты пользуются словарями, содержащими от 20—25.000 слов, и обыкновенно пятицифренных, так как экономия здесь не важна. Однако за последнее время, после изобретения криптографа, некоторые кабинеты уже переходят к трехбуквенной системе словарей.

Военные депеши почти всюду ныне передаются также криптограммами, причем, смотря по надобности, пользуются телеграфом, телефоном и, наконец, оптической системой, при коей сигналы даются сочетанием электрических искр, улавливаемых с помощью зрительной трубы или телескопа. Так как эти искры могут быть усмотрены и неприятелем, то и электрический телеграф передает также только зашифрованные депеши. В Германии все офицеры посвящаются в тайны криптографии и обязательно должны изучать эту науку.

От военных депеш требуется, во-первых, быстрота, во-вторых, полная тайна, что разрешается словарями трехбуквенными. Однако и здесь есть немалые неудобства.

8 января 1871 года в главную квартиру германской армии пришла важная шифрованная депеша, но генерал Вердер не мог разобрать ее долго, так как словарь оказался заложенным в багаж и его пришлось долго разыскивать.

Другой случай был во время Русско-Турецкой войны, в сентябре 1877 года. Селим-паша, помощник главнокомандующего Мегмет-Али, отлучился на несколько дней и, по небрежности, захватил с собою шифрованный словарь. В это время на имя Мегмет-Али была прислана масса важнейших шифрованных депеш, которые не могли быть прочтены. В результате турки из-за этого понесли большой урон.

Очевидно, что система шифрования при помощи словарей также имеет свои неудобства, хотя и гарантирует тайну вполне. Конечно, все офицеры должны знать только метод криптографии, но словари-ключи должны быть сообщаемы только высшим офицерам, что всюду и делается.

Практически дело криптографии поставлено ныне так.

Отправление секретных шифрованных депеш дозволяется во всех странах Европы и международного телеграфного союза, со следующими различиями. Для шифрованных депеш установлены два «режима» — европейский и внеевропейский. Европейский режим заключает в себе все государства Европы, Алжир, Тунис, Европейскую Турцию и Триполи; в него не входят: Босния, Герцеговина, Болгария, Черногория, Румыния и Сербия. По европейскому режиму каждая шифрованная депеша оплачивается по счету групп из цифр или букв; каждая группа не более пяти букв или цифр считается за одно слово, каждая лишняя буква или цифра считается за отдельное слово. Во внеевропейском режиме (куда входят все страны союза, кроме Персии) за слово считается группа только из трех слов или букв, причем тариф за каждое слово значительно возвышен.

Точно так же всюду допускается корреспонденция и на условном языке, причем за отдельное слово считается каждое слово, состоящее не более как из 10 букв; лишняя буква считается за отдельное слово.

Количество шифрованных депеш в настоящее время весьма велико. Вся дипломатиче-ская переписка в настоящее время непременно шифрованная во всех странах. Бóльшая часть военных депеш также шифрованные. Важнейшие административные меры во всех странах передаются шифрованными депешами. В торговом мире криптография также находит обширное применение, особенно в крупных предприятиях и биржевых делах. Наконец, к шифрованной переписке часто прибегают корреспонденты газет и даже частные лица, особенно влюбленные, старающиеся скрыть содержание своих писем. Курьезные образцы такой переписки можно часто видеть в объявлениях заграничных газет, особенно же в Figaro, где есть целый отдел любовной шифрованной переписки в объявлениях. В последнем случае обыкновенно берется одна из несложных транспозиционных систем, и любителям шарад весьма нетрудно разоблачить эти газетные «секреты», на основании упомянутых выше правил.

Перехватывание телеграмм посредством телефона. Открыто совершенно новое и весьма опасное в военное время применение телефона — перехватывание депеш. Способ этот очень прост. Параллельно телеграфной проволоке надо укрепить на некотором (небольшом) расстоянии проволоку телефона. В последней будут происходить наведенные токи, и в телефоне ясно можно схватить все телеграфные знаки. При этом телеграфная проволока не подвергается никаким повреждениям. Передача депеш идет своим чередом, и решительно невозможно догадаться, что передаваемая депеша идет еще и по другому адресу, кроме настоящего. Средств против этой опасности два: во-первых, проводить двойные проволоки, вследствие чего индукцированные токи на телефонной проволоке становятся неправильными; другой — и еще более верный способ — передавать важные депеши не иначе как шифрованными.

 

Случайная статья

Товар добавлен в корзину

Оформить заказ

или продолжить покупки