Qədim dövrlərdən bəri şifrələr sirləri qorumaq üçün istifadə edilmişdir. Tarixin bizə gətirdiyi məlumatların ən qədim şifrələmə sistemlərindən biri dolaşır. Eramızdan əvvəl V əsrdə qədim yunanlar tərəfindən istifadə edilmişdir. O günlərdə Fars tərəfindən dəstəklənən Sparta Afinaya qarşı müharibə etdi. Spartalı general Lysander, farsları ikili oyundan şübhələnməyə başladı. Təcili olaraq niyyətləri haqqında doğru məlumatlara ehtiyac duydu. Ən kritik anda rəsmi bir məktubla Fars düşərgəsindən bir elçi qul gəldi. Məktubu oxuduqdan sonra Lysander elçidən bir kəmər tələb etdi. Bu kəmərdə sadiq bir dostun (indi "gizli agent" deyərdik) Lysandra şifrəli bir mesaj yazdığı ortaya çıxdı. Xəbərçinin kəmərində heç bir söz əlavə etməyən müxtəlif məktublar qarışıq şəkildə yazıldı. Üstəlik, məktublar bel boyunca deyil, əksinə yazılmışdır. Lysander, müəyyən bir diametrli bir taxta silindr götürdü (dolaşır), elçinin kəmərini kəmərin kənarları bağlanacaq şəkildə sarın və silindrin generatrix boyunca kəmərdə gözlədiyi mesaj astarlandı. yuxarı Məlum oldu ki, farslar Spartalılara kürəyindən sürpriz bir bıçaq zərbəsi endirmək niyyətində idilər və Lysander tərəfdarlarını öldürdülər. Bu mesajı alan Lysander gözlənilmədən və gizli şəkildə Fars qoşunlarının yerləşdiyi yerə yaxınlaşdı və qəfil bir zərbə ilə onları məğlub etdi. Bu, tarixdə şifrəli mesajın son dərəcə əhəmiyyətli rol oynadığı ilk məlum hadisələrdən biridir.
Şifrənin mətni müəyyən mətnə uyğun olaraq yenidən düzülmüş, lakin kənar qanunlara məlum olmayan düz mətn hərflərindən ibarət olan bir dəyişdirmə şifrəsi idi. Buradakı şifrələmə sistemi hərflərin yerdəyişməsidir, hərəkətlər isə kəmərin gəzən ətrafına dolanmasıdır. Şifrə açarı gəzənlərin diametridir. Mesajı göndərənin və alıcının eyni diametrli iplərə malik olması aydındır. Bu, şifrələmə açarının həm göndərənə, həm də alıcıya məlum olması qaydasına uyğundur. Gəzinti ən sadə şifrələnmə növüdür. Müxtəlif diametrli bir neçə gəzintini götürmək kifayətdir və onlardan birinə kəmər bağladıqdan sonra düz mətn görünəcəkdir. Bu şifrələmə sistemi qədim zamanlarda deşifr edilmişdir. Kəmər yüngül bir konus ilə konik bir gəzintiyə sarılmışdır. Konik skitalanın kəsik diametri şifrələmə üçün istifadə olunan diametrə yaxın olduqda, mesaj qismən oxunur, bundan sonra kəmər lazımi diametrdə skitala ətrafında sarılır.
Julius Caesar, hətta bu şifrələrdən birinin ixtiraçısı hesab edilən fərqli tipli (əvəzedici şifrələr) şifrələrdən geniş istifadə edir. Sezar şifrəsinin fikri, kağız üzərində (papirus və ya perqament) mesajın yazılacağı dilin iki əlifbasının bir -birinin altına yazılması idi. Bununla birlikdə, ikinci əlifba birincinin altına müəyyən (yalnız göndərən və qəbul edənə məlumdur) yazılmışdır. Sezar şifrəsi üçün bu keçid üç mövqeyə bərabərdir. Birinci (yuxarı) əlifbadan götürülmüş müvafiq düz mətn hərfinin əvəzinə, bu hərfin altındakı aşağı əlifba işarəsi mesaja (şifrəli mətn) yazılır. Təbii ki, indi belə bir şifrələmə sistemi sadə bir adam tərəfindən belə asanlıqla pozula bilər, amma o zaman Sezar şifrəsi qırılmaz hesab olunurdu.
Bir qədər daha mürəkkəb bir şifrə qədim yunanlar tərəfindən icad edilmişdir. Əlifbanı 5 x 5 cədvəl şəklində yazdılar, simvolları olan satır və sütunlar təyin etdilər (yəni nömrələndi) və düz bir məktub əvəzinə iki simvol yazdılar. Bu simvollar bir mesajda tək bir blok olaraq verilirsə, müəyyən bir masa üçün qısa mesajlarla belə bir şifrə, hətta müasir anlayışlara görə çox sabitdir. Təxminən iki min yaşı olan bu fikir Birinci Dünya Müharibəsi zamanı kompleks şifrələrdə istifadə edilmişdir.
Roma İmperatorluğunun dağılması kriptoqrafiyanın azalması ilə müşayiət olundu. Tarix erkən və orta orta əsrlərdə kriptoqrafiyanın inkişafı və tətbiqi ilə bağlı heç bir əhəmiyyətli məlumat saxlamamışdır. Və yalnız min il sonra Avropada kriptoqrafiya yenidən canlanır. İtaliyada XVI əsr intriqa, sui -qəsd və qarışıqlıq əsridir. Borgia və Medici klanları siyasi və maliyyə gücü uğrunda mübarizə aparırlar. Belə bir mühitdə şifrələr və kodlar həyati əhəmiyyət kəsb edir.
1518 -ci ildə Almaniyada yaşayan Benediktin rahibi Abbot Trithemius Latın dilində "Poliqrafiya" adlı bir kitab nəşr etdi. Kriptoqrafiya sənətinə dair ilk kitab idi və tezliklə fransız və alman dillərinə tərcümə edildi.
1556 -cı ildə Milandan olan həkim və riyaziyyatçı Girolamo Kardano, icad etdiyi şifrələmə sistemini təsvir edən bir əsər nəşr etdi və tarixə "Cardano Kafesi" olaraq düşdü. Təsadüfi qaydada kəsilmiş delikləri olan sərt karton parçasıdır. Cardano qəfəs, permütasiya şifrəsinin ilk tətbiqidir.
Riyaziyyatın kifayət qədər yüksək inkişaf səviyyəsinə malik olduğu, hətta keçən əsrin ikinci yarısında da tamamilə güclü bir şifrə sayılırdı. Beləliklə, Jules Verne, Mathias Sandor adlı romanda, göyərçinlə göndərilən, lakin təsadüfən siyasi düşmənin əlinə keçən bir məktub ətrafında dramatik hadisələr inkişaf edir. Bu məktubu oxumaq üçün evində bir şifrə ızgarası tapmaq məqsədi ilə məktub müəllifinin xidmətçisi olaraq qeydiyyatdan keçdi. Romanda heç kim, yalnız tətbiq olunan şifrələmə sistemi haqqında məlumatlara əsaslanaraq, açar olmadan hərfin şifrəsini açmağa çalışmaq fikrinə malik deyil. Yeri gəlmişkən, ələ keçirilən məktub 6 x 6 hərf cədvəlinə bənzəyirdi ki, bu da şifrələyicinin kobud səhvi idi. Eyni məktub boşluq olmadan bir sətirdə yazılsaydı və əlavənin köməyi ilə hərflərin ümumi sayı 36 olmasaydı, şifrəni açan şəxs hələ də istifadə olunan şifrələmə sistemi ilə bağlı hipotezləri yoxlamalı olacaqdı.
6 x 6 Cardano qəfəsi tərəfindən təmin edilən şifrələmə seçimlərinin sayını hesablaya bilərsiniz. Kardanonun ixtirası son dərəcə inadkar oldu. Bunun əsasında, İkinci Dünya Müharibəsi zamanı İngiltərədəki ən davamlı dəniz şifrələrindən biri yaradıldı.
Ancaq indiyə qədər, müəyyən şərtlər altında belə bir sistemi kifayət qədər tez deşifr etməyə imkan verən üsullar hazırlanmışdır.
Bu qəfəsin dezavantajı, qəfəsin özünü yad adamlardan etibarlı şəkildə gizlətmək ehtiyacıdır. Bəzi hallarda yuvaların yerini və nömrələnmə sırasını xatırlamaq mümkün olsa da, təcrübə göstərir ki, xüsusən də sistem nadir hallarda istifadə edildikdə insanın yaddaşına güvənmək olmaz. "Matthias Sandor" romanında ızgaranın düşmənin əlinə keçməsi məktub müəllifi və üzv olduğu bütün inqilabi təşkilat üçün ən faciəli nəticələrə səbəb oldu. Buna görə də, bəzi hallarda, yaddaşdan asanlıqla bərpa edilə bilən daha az güclü, lakin daha sadə şifrələmə sistemlərinə üstünlük verilə bilər.
İki nəfər eyni uğurla "müasir kriptoqrafiyanın atası" adına iddia edə bilər. Bunlar İtalyan Giovanni Battista Porta və Fransız Blaise de Vigenère.
1565 -ci ildə Neapoldan olan bir riyaziyyatçı Giovanni Porta, hər hansı bir düz mətn xarakterinin on bir fərqli şəkildə bir şifrə hərfi ilə əvəz edilməsinə imkan verən bir əvəz şifrələmə sistemini nəşr etdi. Bunun üçün 11 şifrə əlifbası alınır, hər biri düz mətn məktubunu şifrəli əlifba ilə əvəz etmək üçün hansı əlifbadan istifadə edilməli olduğunu təyin edən bir cüt hərflə müəyyən edilir. Liman şifrəsi əlifbalarından istifadə edərkən, 11 əlifbaya malik olmaqla yanaşı, hər bir şifrələmə addımında müvafiq şifrə əlifbasını təyin edən bir açar sözünüz olmalıdır.
Giovanni Portanın masası
Adətən mesajdakı şifrəli mətn bir parça şəklində yazılır. Texniki rabitə xətlərində, ümumiyyətlə, hər bir sətirdə on qrup olmaqla bir-birindən boşluqla ayrılmış beş rəqəmli qruplar şəklində ötürülür.
Limanlar sistemi, xüsusilə müasir meyarlara görə əlifbaların ixtiyari seçimi və yazılması ilə çox yüksək dayanıqlığa malikdir. Ancaq bunun da mənfi cəhətləri var: hər iki müxbirin maraqsız gözlərdən qorunmalı olduqca çətin masaları olmalıdır. Əlavə olaraq, gizli olmalı olan bir açar sözlə razılaşmalısınız.
Bu problemlər diplomat Vigenère tərəfindən həll edildi. Romada Tritemius və Kardanonun əsərləri ilə tanış oldu və 1585 -ci ildə "Şifrələr haqqında bir risalə" əsərini nəşr etdi. Portlar metodu kimi, Vigenère metodu da cədvələ əsaslanır. Vigenere metodunun əsas üstünlüyü onun sadəliyidir. Portlar sistemi kimi, Vigenère sistemi də şifrələmə üçün açar söz (və ya söz) tələb edir, hərfləri düz mətnin hər bir xüsusi hərfinin 26 şifrəli əlifbadan hansının şifrələnəcəyini təyin edir. Açar mətn məktubu sütunu təyin edir, yəni. xüsusi şifrə əlifbası. Şifrəli mətnin özü, düz mətnin hərfinə uyğun olan cədvəlin içərisindədir. Vigenere sistemi cəmi 26 şifrə istifadə edir və gücü baxımından Port sistemindən aşağıdır. Ancaq Vigenere cədvəlini şifrələmədən əvvəl yaddaşdan bərpa etmək və sonra məhv etmək asandır. Sistemin sabitliyi əsas sözlə deyil, uzun bir açar sözlə razılaşmaqla artırıla bilər, onda şifrəli əlifbaların istifadə müddətini təyin etmək daha çətin olacaq.
Vigenère şifrəsi
20 -ci əsrə qədər bütün şifrələmə sistemləri manuel idi. Şifrə mübadiləsinin aşağı intensivliyi ilə bu bir dezavantaj deyildi. Teleqraf və radionun yaranması ilə hər şey dəyişdi. Texniki əlaqə vasitələri ilə şifrəli mesajların mübadiləsinin intensivliyinin artması ilə icazəsiz şəxslərin ötürülən mesajlara girişi xeyli asanlaşdı. Şifrələrin mürəkkəbliyinə, məlumatların şifrələnməsinin (deşifrinin) sürətinə olan tələblər kəskin şəkildə artmışdır. Bu işin mexanizasiyasına ehtiyac yarandı.
Birinci Dünya Müharibəsindən sonra şifrələmə işinin sürətli inkişafı başladı. Yeni şifrələmə sistemləri inkişaf etdirilir, şifrələmə (deşifrləmə) prosesini sürətləndirən maşınlar icad edilir. Ən məşhuru "Hagelin" mexaniki şifrələmə maşını idi. Bu maşınların istehsalı şirkəti İsveçli Boris Hagelin tərəfindən qurulmuşdur və bu gün də mövcuddur. Hagelin kompakt, istifadəsi asan və şifrənin yüksək gücünü təmin etdi. Bu şifrələmə maşını dəyişdirmə prinsipini tətbiq etdi və istifadə olunan şifrəli əlifbaların sayı Portlar sistemini keçdi və bir şifrənin digərindən əlifbaya keçməsi yalançı təsadüfi bir şəkildə həyata keçirildi.
Avtomobil Hagellin C-48
Texnoloji olaraq, maşının işində əlavə maşınların və mexaniki avtomatik maşınların iş prinsipləri istifadə olunurdu. Daha sonra bu maşın həm riyazi, həm də mexaniki olaraq təkmilləşdirildi. Bu sistemin dayanıqlığını və istifadəsini əhəmiyyətli dərəcədə artırdı. Sistemin o qədər uğurlu olduğu ortaya çıxdı ki, kompüter texnologiyasına keçid zamanı Hagelin -də qoyulan prinsiplər elektron şəkildə modelləşdirildi.
Əvəzedici şifrənin tətbiqi üçün başqa bir seçim, başlanğıcından etibarən elektromekanik olan disk maşınları idi. Avtomobildəki əsas şifrələmə cihazı, bir oxa quraşdırılmış, lakin sərt şəkildə olmayan və disklərin ox ətrafında bir -birindən asılı olmayaraq fırlana biləcəyi şəkildə (3 -dən 6 -a qədər) bir dəst disk idi. Diskin əlifbanın hərflərinin sayına görə kontakt terminallarının basıldığı bakelitdən hazırlanmış iki əsası vardı. Bu vəziyyətdə, bir təməlin təmasları ixtiyari şəkildə cüt olaraq digər əsasın kontaktları ilə daxili olaraq bağlanır. Son disk istisna olmaqla, hər bir diskin çıxış kontaktları, sabit kontakt lövhələri vasitəsilə növbəti diskin giriş kontaktlarına bağlanır. Bundan əlavə, hər bir diskdə hər bir şifrələmə dövründə hər bir diskin addım hərəkətinin xarakterini müəyyən edən çıxıntılar və çöküntülər olan bir flanş vardır. Hər saat dövrəsində şifrələmə, düz mətn məktubuna uyğun olan keçid sisteminin giriş kontağı vasitəsi ilə impuls gərginliyi təmin edilir. Kommutasiya sisteminin çıxışında, kontekstdə şifrəli mətnin cari hərfinə uyğun gələn gərginlik görünür. Bir şifrələmə dövrü tamamlandıqdan sonra, disklər bir -birindən asılı olmayaraq bir və ya bir neçə pillə döndürülür (bu vəziyyətdə bəzi disklər hər addımda ümumiyyətlə boş qala bilər). Hərəkət qanunu disk flanşlarının konfiqurasiyası ilə müəyyən edilir və yalançı təsadüfi hesab edilə bilər. Bu maşınlar geniş yayılmışdı və arxasındakı fikirlər də elektron hesablama dövrünün gəlişi zamanı elektron şəkildə modelləşdirilmişdi. Bu cür maşınların istehsal etdiyi şifrələrin gücü də olduqca yüksək idi.
İkinci Dünya Müharibəsi zamanı Enigma disk maşını Hitlerin Rommel ilə yazışmalarını şifrələmək üçün istifadə edilmişdir. Nəqliyyat vasitələrindən biri qısa müddət ərzində Britaniya kəşfiyyatının əlinə keçdi. Bunun dəqiq surətini çıxardıqdan sonra ingilislər gizli yazışmaların şifrəsini aça bildilər.
Aşağıdakı sual aiddir: tamamilə güclü bir şifrə yaratmaq mümkündürmü, yəni. nəzəri cəhətdən belə açılmayacaq bir şey. Kibernetikanın atası Norbert Wiener iddia edirdi: "Rəqibin buna kifayət qədər vaxtı olması şərti ilə hər hansı bir kifayət qədər uzun şifrəli mətnin şifrəsi açıla bilər … Hər hansı bir şifrənin şifrəsi açıla bilər, əgər ona təcili ehtiyac olarsa əldə ediləcəyi ehtimal olunan məlumatlar xərclərə dəyər. səy və vaxt vasitəsi ". Hər hansı bir dəqiq və birmənalı olaraq təyin edilmiş alqoritmə uyğun olaraq yaradılan bir şifrədən danışırıqsa, nə qədər mürəkkəb olmasından asılı olmayaraq, həqiqətən də belədir.
Ancaq Amerikalı riyaziyyatçı və məlumat emalı mütəxəssisi Claude Shannon, tamamilə güclü bir şifrənin yaradıla biləcəyini göstərdi. Eyni zamanda, tamamilə güclü bir şifrə ilə sözdə praktik güc şifrələri arasında heç bir praktiki fərq yoxdur (xüsusi olaraq hazırlanmış kompleks alqoritmlərdən istifadə etməklə). Tamamilə güclü bir şifrə aşağıdakı kimi hazırlanmalı və istifadə edilməlidir:
- şifrə heç bir alqoritmdən istifadə etmədən, tamamilə təsadüfi bir şəkildə yaradılır (sikkə atmaq, yaxşı qarışdırılmış göyərtədən təsadüfi bir kart açmaq, səs-küy diodunda təsadüfi ədədlər generatoru tərəfindən təsadüfi ədədlər ardıcıllığı yaratmaq və s..);
- şifrəli mətnin uzunluğu yaradılan şifrənin uzunluğundan artıq olmamalıdır, yəni. düz mətnin bir simvolunu şifrələmək üçün bir şifrəli simvol istifadə edilməlidir.
Təbii ki, bu halda şifrələrin düzgün işlənməsi üçün bütün şərtlər yerinə yetirilməlidir və hər şeydən əvvəl, mətn artıq bir dəfə istifadə edilmiş bir şifrə ilə yenidən şifrələnə bilməz.
Yazışmanın düşməni tərəfindən şifrənin açılmasının mümkünsüzlüyünə zəmanət verilməli olduğu hallarda tamamilə güclü şifrələr istifadə olunur. Xüsusilə, bu cür şifrələr düşmən ərazisində fəaliyyət göstərən və şifrəli qeydlərdən istifadə edən qanunsuz agentlər tərəfindən istifadə olunur. Notbuk, blok şifrəsi adlanan tamamilə təsadüfi seçilmiş ədəd sütunları olan səhifələrdən ibarətdir.
Şifrələmə üsulları fərqlidir, amma ən sadə üsullardan biri aşağıdakılardır. Əlifbanın hərfləri A - 01, B - 02 … Z - 32 iki rəqəmli rəqəmlərlə nömrələnir. Sonra "Görüşməyə hazırıq" mesajı belə görünür:
düz mətn - GÖRÜŞMƏYƏ HAZIR;
açıq rəqəmsal mətn - 0415191503 11 03181917062406;
blok şifrəsi - 1123583145 94 37074189752975;
şifrəli mətn - 1538674646 05 30155096714371.
Bu vəziyyətdə, şifrəli mətn düz rəqəmsal mətnin və modul 10 blok şifrəsinin ədədi əlavə edilməsi ilə əldə edilir (yəni, əgər varsa ötürmə vahidi nəzərə alınmır). Texniki rabitə vasitələri ilə ötürülməsi nəzərdə tutulan şifrəli mətn beş rəqəmli qruplar formasına malikdir, bu halda belə olmalıdır: 15386 74648 05301 5509671437 16389 (son 4 rəqəm özbaşına əlavə olunur və nəzərə alınmır). Təbii olaraq, alıcıya şifrə dəftərinin hansı səhifəsinin istifadə edildiyini bildirmək lazımdır. Bu əvvəlcədən müəyyən edilmiş bir yerdə düz mətndə (ədədlərlə) edilir. Şifrələmədən sonra istifadə olunan şifrəli panel səhifəsi cırılır və məhv edilir. Alınan kriptoqramı şifrəli mətndən açarkən eyni şifrəni modulo 10 çıxarmaq lazımdır. Təbii ki, belə bir dəftər çox yaxşı və gizli saxlanılmalıdır, çünki onun olması faktı düşmənə məlum olarsa, agentin uğursuzluğu deməkdir.
Elektron hesablama cihazlarının, xüsusən də fərdi kompüterlərin gəlişi kriptoqrafiyanın inkişafında yeni bir dövrə imza atdı. Kompüter tipli cihazların bir çox üstünlükləri arasında bunları qeyd etmək olar:
a) məlumat emalının olduqca yüksək sürəti, b) əvvəlcədən hazırlanmış mətni tez daxil etmək və şifrələmək bacarığı, c) mürəkkəb və son dərəcə güclü şifrələmə alqoritmlərindən istifadə imkanı;
d) müasir rabitə vasitələri ilə yaxşı uyğunluq, e) mətni tez çap etmək və ya silmək qabiliyyəti ilə sürətli vizualizasiya, f) bir kompüterdə onlara girişi maneə törədən müxtəlif şifrələmə proqramlarının olması imkanı
parol sistemindən və ya daxili kriptovalyutadan istifadə edən icazəsiz şəxslər, g) şifrələnmiş materialın universallığı (yəni müəyyən şərtlərdə kompüter şifrələmə alqoritmi yalnız alfasayısal məlumatları deyil, həm də telefon danışıqlarını, foto sənədləri və video materialları da şifrələyə bilər).
Lakin qeyd etmək lazımdır ki, informasiyanın hazırlanması, saxlanması, ötürülməsi və işlənməsi zamanı onun qorunmasını təşkil edərkən sistemli bir yanaşma tətbiq edilməlidir. Məlumat sızmasının bir çox mümkün yolu var və hətta onu qorumaq üçün başqa tədbirlər görülmədiyi təqdirdə yaxşı kriptovalyuta qorunması onun təhlükəsizliyinə zəmanət vermir.
İstinadlar:
Adamenko M. Klassik kriptologiyanın əsasları. Şifrələrin və kodların sirləri. M.: DMK mətbuatı, 2012. S. 67-69, 143, 233-236.
Simon S. Şifrələr Kitabı. M.: Avanta +, 2009 S. 18-19, 67, 103, 328-329, 361, 425.
