Размышления о шифровании деловой переписки в истории

ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК 651.75

РАЗМЫШЛЕНИЯ О ШИФРОВАНИИ ДЕЛОВОЙ ПЕРЕПИСКИ

В ИСТОРИИ

Н.В. Александрова, Н.С. Александров

Рассмотрены исторические аспекты шифрования деловой переписки. Изучены методы и способы передачи информации в разное время, а также всевозможные схемы ее защиты.

Ключевые слова: криптография; шифр; информация; тайнопись.

N.V. Aleksandrova, N.S. Aleksandrov. REFLECTIONS ON BUSINESS CORRESPONDENCE ENCRYPTION IN HISTORY

The article considers the historical aspects of encrypting business correspondence. It studies methods and ways of transmitting information in different historical periods as well as various ways of its protection.

Keywords: cryptography; cipher; information; secret code.

В наши дни самым надежным средством защиты секретной информации является криптография, т.е. тайнопись (в переводе с греч.). Этот способ защиты делает недоступным смысл сообщения в случае перехвата его противником. Перехватчик увидит только набор знаков или цифр, но текст сообщения ему будет недоступен.

Защита передаваемой информации известна с Древней Греции, Рима. В разные исторические периоды применялись разные способы тайнописи: от простых до сложных. Самыми простыми были бумага, пергамент, голуби, курьеры, провода, радиоканалы, музыка, различные украшения букв текста и т.д. Появление «символических» записей (стенографии) также известно со времен Древнего Рима. Такой способ защиты использовали те, кто владел искусством стенографии.

Самым древним и используемым и в наши дни является шифрование текста. Шифр - совокупность условных знаков (условная азбука из букв или цифр) для секретной переписки дипломатических представителей со своими представительствами, а также в вооруженных силах для передачи секретных боевых документов по техническим средствам связи. Известен самый древний и самый простой из таких

шифров - это шифр Юлия Цезаря. В этом шифре каждая буква алфавита заменяется буквой, находящейся на три позиции дальше того же алфавита. Этот шифр можно разгадать с помощью простого перебора разных вариантов ключей (около 25), если известен язык, на котором был написан исходный текст. В случае если язык не известен, пакет прочесть не удастся.

Наиболее секретная часть криптографической защиты - это «ключ» шифра. Отправитель и получатель должны заранее знать и использовать известный только им шифр и ключ этого шифра. Суть шифрования состоит в том, чтобы исходный пакет, называемый «открытым» текстом, преобразовывать в текст без всякого смысла (шифрованный текст). Здесь используются алгоритм замены букв и ключ для восстановления пакета.

Исторически криптография развивалась благодаря активной деятельности государства в разных сферах. Знание истории помогает понять настоящее и сделать прогнозы на будущее. Например, В.Г. Белинский сказал: «Мы вопрошаем и допрашиваем прошедшее, чтобы оно объяснило нам наше настоящее и намекнуло о нашем будущем» [2, с. 16].

В России использование криптографиче-

ских методов защиты началось с появления письменности. В этом смысле наше государство отстало от других развитых стран более чем на тысячелетие. В IX в. болгары Кирилл и Мефодий разработали первую русскую азбуку. Импульсом к этой работе послужило Крещение Руси, в связи с чем возникла необходимость написания религиозных книг на русском языке. Грамотность на Руси прививалась с большим трудом. Исторические документы свидетельствуют о том, что матери плакали о детях, направленных на обучение, как о покойниках.

Итак, первые упоминания о древнерусской тайнописи обнаруживаются в средневековых документах. Среди тайнописи упоминаются так называемые «иные письмена». Этот способ тайнописи заключался в замене букв кириллицы буквами других алфавитов: глаголицы, греческого, латинского, пермской азбуки.

В XV в. глаголица уже действительно широко применялась как средство тайнописи. Это шифры простой замены. Шифры также господствовали в это время и в средневековой Европе. Практиковались также видоизменение знаков письма («вязь»), письмена типа стенографии. Применялись шифры типа масонской замены. Шифры замены подразделялись на особые классы: «простая литорея», «мудрая литорея», «тайнопись в квадратах» [2].

В ХУ1-ХУ11 вв. использовалась цифровая система тайнописи, ее называли «счетной», или «цифирной». Отождествление букв алфавита с числами было заимствовано у греков. Так, число 325 отождествлялось с сочетанием ТКЕ (300 - Т, 20 - К, 5 - Е); число 6325 - с STKE (6 заменялось на S, шесть тысяч). Цифровая тайнопись реализовывалась в различных вариантах [2].

В Древней Руси видоизменения письма иногда носили игриво-шуточный характер. В то же время широкое распространение на Руси получил так называемый тарабарский язык («тарабарщина»). Арабские числа начали появляться на Руси с середины XVI в. и стали использоваться в цифровой тайнописи.

Имелись и другие системы тайнописи. Из них можно выделить монокодил, т.е. лигатуру -соединение в написании нескольких знаков-букв...; образное, аллегорическое письмо; акростих («краегранесие», «краестрочие») и т.д.

До конца XV в. послания отправлялись специальным курьером - гонцом. С начала XVI в. начала распространяться так называемая «ямская гоньба», заимствованная у татаро-монголов. Тем не менее тайные писания пересылались со специальными гонцами [2].

Российские «цифровые азбуки» и ключи 1700-1720 гг. использовали замены букв. Тексты для шифрования писались на русском, французском, немецком и греческом языках. Для шифрования использовались буквы кириллицы (славянской азбуки Кирилла и Мефо-дия), латиницы (латинского алфавита Древнего Рима), глаголицы (древней славянской азбуки), цифры, особые значки, а также «пустышки», которым не соответствует никакой знак открытого текста. Такой текст в те времена не просто было расшифровать.

В петровскую эпоху тайная переписка велась под непосредственным руководством самого императора. Для этого был создан Посольский приказ, далее Посольская походная канцелярия, затем Первая экспедиция Коллегии иностранных дел. В те времена занимались в основном только защитой информации, которая велась во внешней и внутренней политике, в военной области.

Важное значение имеет также и своевременная доставка информации. Все участники, передающие сообщения, несут ответственность за утерю и разглашение секретных данных. В истории имеются факты наказания за разглашение тайны, вплоть до смертной казни.

Значительные достижения российской дешифровальной службы связываются с именем известного математика Христиана Гольдбаха (1690-1764). Этот немецкий ученый был приглашен Петром I в Россию в начале XVIП в. Он прибыл в Россию в период организации Академии наук России и затем стал ее секретарем, работал вместе с видными учеными России: братьями Николаем и Даниилом Бернулли, Леонардом Эйлером и др.; математическая специализация Гольдбаха - теория чисел и математический анализ. В России Гольдбах сдружился с Эйлером, и именно в их переписке возникла известная математикам «проблема Гольдбаха», которая формулируется достаточно просто: всякое число, большее или равное трем, может быть представлено в виде суммы трех простых чисел. Гольдбах быстро добился успехов в дешифровании иностранной переписки. Он, в частности, подчеркивал необходимость абсолютно точного копирования перехваченных писем: он просил «каждое число или каждую цифру весьма прилежно свидетельствовать», поскольку ошибки копировальщика значительно затрудняют работу дешифровальщика. Дешифрованные Гольдбахом материалы оказали заметное влияние на внутреннюю и внешнюю политику России [2].

С середины XVIII в. в России стали использоваться новые шифры. Их основные отличия

от предыдущих шифров заключались в следующем.

Во-первых, на русском языке начали активно применяться коды (которые тоже называли цифровыми азбуками, шифрами) на большое количество букв, слогов, слов, фраз и т.д., их число уже достигало 1200. Как правило, это были алфавитные коды с цифровыми шифро-обозначениями. Наиболее частым буквам, слогам и т.д. придавалось несколько шифрообоз-начений. Таким образом, использовался шифр омофонной замены, но на уровне не только букв, но и буквосочетаний. Коды менялись регулярно, поскольку ключом такого шифра являлся сам код-таблица замены.

Во-вторых, увеличилось число «пустышек», вставляемых в шифрованный текст. По этому поводу в одной из инструкций по пользованию шифрами указывалось: «Пустые числа писать где сколько хочется, только чтобы на каждой строке было сих чисел не меньше трех или четырех».

Практиковался при написании секретного послания переход с русского языка на другие (французский, немецкий). Для каждого языка использовались свои собственные шифрообоз-начения, в связи с чем статистический подсчет частот появления знаков при дешифровании существенно затруднялся, поскольку смешивались статистические характеристики различных языков.

В эти годы в России получили распространение «циркулярные шифры», т.е. общие цифры послов и Коллегии иностранных дел, что позволило оперативно передавать послам единые указания, установки и т.д. Начало такой практики прослеживается с петровских времен.

Таким образом, создание сети общей шифрованной связи в России можно отнести к середине XVIII в. Общий шифр получил название «генеральная цифрь». Вместе с ним сохранились и индивидуальные шифры для связи центра с корреспондентами сети. У каждого корреспондента, как правило, имелось несколько индивидуальных шифров. При возникновении подозрений о попадании шифра к противнику он тут же заменялся.

Н.И. Панин рекомендовал в особых случаях использовать симпатические чернила для записи шифрованного текста между строк видимого маскировочного текста и отправлять эти письма специальным курьером по почте. Таким образом, здесь объединялись все три метода защиты информации: физическая защита носителя, стенография и криптография.

Русская разведка с середины ХУШ в. ис-

пользовала интересный прием для получения необходимой информации по линиям шифрованной связи. Этот прием используется и в наши дни. В данном случае речь идет не о «пассивном» дешифровании, а о побуждении противника к отправлению по линии связи, находящейся под контролем разведки, интересующей информации [2].

Изучив историю шифровального дела, можно сделать вывод, что к концу ХУШ в. использовались шифры следующего вида:

- простая замена; при этом буквы открытого текста заменялись как на буквы собственного алфавита, так и на буквы других алфавитов, а также на специально придуманные символы;

- перестановка (при короткой длине отрезков текстов, внутри которых переставлялись буквы);

- омофонная (многозначная) замена; в последующем она породила пропорциональную замену;

- многоалфавитная замена с коротким клю-чом-лозугом;

- книжные шифры;

- коды (алфавитные, а затем и неалфавитные); они получили большое распространение и иногда вытесняли обычные шифры;

- семантические шифры («Аве Мария» и др.), жаргонные коды.

Разрабатывались физические методы защиты секретных документов, а также способы их быстрого уничтожения при угрозе захвата. Широко использовались методы стенографии. Криптографическая защита нередко сочеталась со стенографической. При дешифровании перехваченных сообщений применялись следующие подходы:

1) частотный анализ букв и буквосочетаний в криптограмме;

2) возможность наличия открытого текста или фрагментов к перехваченному шифрованному тексту. Использовалось появление стандартных слов и выражений в открытом тексте (заголовки, обращения, титулирование и т.д.); здесь же следует отметить появляющиеся «клеры», т.е. вставки незашифрованных участков открытого текста в шифрованный текст; эти вставки позволяли выдвигать предположения о словах, которые были зашифрованы;

3) опробование возможных вариантов ключей; этот метод мог быть использован там, где количество ключей было невелико;

4) использование ошибок, допускаемых при зашифровании.

При «активной защите» зашифрованной информации использовались методы «дезинформации под шифром», так как информация,

полученная путем дешифрования, вызывала, как правило, доверие у руководителей государств. Начали развиваться и «игры в дезинформацию» [2, с. 233-235].

Научно-технический прогресс XIX-XX вв. способствовал появлению новых средств и методов защиты информации и перехвата секретных данных. В наше время начали создавать разные вычислительные комплексы для надежной защиты информации. Для работы в этой сфере теперь нужны очень грамотные специалисты. Во многих странах имеются разные системы подготовки криптографов. В нашей стране это Институт криптографии, связи и информатики (ИКСИ) Академии ФСБ России. Свою историю институт ведет от Высшей школы криптографов, созданной 19 октября 1949 г. решением Политбюро ЦК ВКП(б), а также образованного в том же году закрытого отделения механико-математического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова. В дальнейшем эти учебные заведения были реорганизованы в технический факультет Высшей школы КГБ СССР им. Ф.Э. Дзержинского. В 1992 г. технический факультет был преобразован в Институт криптографии, связи и информатики Академии ФСБ России [4].

Размышляя о шифровании переписки и изучив ее историю, можно сказать, что XXI век - время необычайного расцвета криптографии.

Криптография с ключом общего доступа -одно их самых выдающихся достижений компьютерной науки прошлого столетия. Это направление, начало которому положено в середине 70-х гг. XX столетия, бурно развивается.

Разработка средств криптографии с откры-

тым ключом явилась величайшей и, возможно, единственной революцией во всей истории криптографии. От самых истоков криптографии до настоящего времени практически все криптографические системы базировались на использовании элементарных средств подстановки и перестановки. После тысячи лет работы с алгоритмами, которые должны были, по сути, использоваться вручную, существенным продвижением вперед в области традиционной криптографии оказалось изобретение барабанных шифровально-дешифровальных машин. Электромеханический барабан открыл возможности для разработки чрезвычайно сложных систем шифрования [3].

Криптография с открытым ключом обеспечивает радикальный поворот в сторону от всего, что делалось; прежде всего, алгоритмы криптографии с открытым ключом используют математические функции, отличные от подстановок и перестановок. Но более важно то, что методы криптографии с открытым ключом являются ассиметричными в том смысле, что они предполагают использование двух разных ключей, в отличие от методов симметричного традиционного шифрования, где предполагается только один ключ.

Список литературы

1. О персональных данных: федер. закон от 27.07.2006 г. № 152-ФЗ (в действующей редакции).

2. Бабаш А.В., Шанкин Г.П. История криптографии. М.: Гелиос АРВ, 2002. 240 с.

3. Столингс В. Криптография и защита сетей: принципы и практика. М.: ИД «Вильямс», 2001. 672 с.

4. URL: http://www.academy.fsb.ru.

АЛЕКСАНДРОВА Наталия Вячеславовна - кандидат экономических наук, доцент кафедры мировой экономики и налоговых систем. Чебоксарский кооперативный институт (филиал) Российского университета кооперации. Россия. Чебоксары. E-mail: natalia50196@mail.ru

АЛЕКСАНДРОВ Никита Сергеевич - бакалавр. Научно-исследовательский институт Высшей школы экономики Московского института электроники и математики. Россия. Москва. E-mail: nikita.hyhyhy@mail.ru

ALEKSANDROVA, Natalia Vjacheslavovna - Candidate of Economics Sciences, Associate Professor of the Department of Word Economy and Tax Systems. Cheboksary Cooperative Institute (branch) of Russian University of Cooperation. Russia. Cheboksary. E-mail: natalia50196@mail.ru

ALEKSANDROV, Nikita Sergeyevich - Bachelor. Research Institute Higher School of Economics of Moscow Institute of Electronics and Mathematics. Russia. Moscow. E-mail: nikita.hyhyhy@mail.ru