10 найцікавіших фактів про коди і шифри

1. 1. Стеганографія
2. 2. ROT1
3. 3. Перестановка
4. 4. Код Морзе (Азбука Морзе)
5. 5. Шифр ​​Цезаря
6. 6. моноалфавитной заміна
7. 7. Шифр ​​Віженера
8. 8. Справжній код
9. 9. Код Енігма
10. 10. Криптографія з відкритими ключами

Необхідність приховувати зміст важливих повідомлень існує вже тисячі років. Згодом люди знаходили все більш і більш складні способи кодування повідомлень, оскільки прості способи кодування декодируются з більшою легкістю. На сьогоднішній день в світі налічується тисячі способів приховування повідомлень, але в цьому огляді ми розглянемо тільки десять з них.

1. Стеганографія

Стеганографія є більш давньою, ніж коди і шифри, і зазвичай її називають тайнописом, мистецтвом прихованого запису. Наприклад, повідомлення може бути написано на папері, покритої воском, і гонець повинен проковтнути його і таким чином забезпечити скритність, а в потрібний момент відригнути, щоб повідомлення можна було прочитати. Іншим способом є татуювання повідомлення на виголеній голові посланника, потім треба почекати, коли волосся знову виростуть, щоб приховати повідомлення. Кращий спосіб тайнопису - це використання звичайних предметів для приховування повідомлення. В Англії був популярний метод тайнопису, для якого використовували звичайну газету з крихітними крапками під літерами на першій сторінці, які вказували, які букви слід читати, щоб отримати повідомлення. Деякі люди могли скласти повідомлення, використовуючи перші букви кожного слова в будь-якому тексті або використовуючи невидиме чорнило. Конкуруючі країни можуть так зменшити текст, що ціла сторінка тексту стає розміром з піксель, який буде непомітний для стороннього ока. Стеганографії найкраще використовувати в поєднанні з кодом або шифром, так як існує ризик, що таємне послання може бути виявлено.

2. ROT1

Цей шифр знайомий багатьом дітям. Ключ до шифру дуже простий: кожна буква алфавіту замінюється на наступну букву, тому, А замінюється на Б, Б замінюється на В, і так далі. «ROT1» буквально означає «обертати на 1 букву вперед за алфавітом». Фраза, «Я все знаю» перетвориться в секретну фразу «А гтё кобя». Цей шифр призначений для розваги, тому що його, легко зрозуміти і використовувати, і настільки ж легко розшифрувати, навіть якщо ключ використовується в зворотному напрямку.

3. Перестановка

У перестановки шифрі букви переставляються з використанням деяких заданих правил або ключів. Наприклад, слова можуть бути записані в зворотному напрямку, так що фраза «радий бачити вас» перетворюється на фразу «дар ьтедів сав». Інший перестановочний ключ полягає в перестановці кожної пари букв, так що попереднє повідомлення стає «ар вд ді ті вь са». Такі шифри використовувалися для того, щоб відправляти конфіденційні повідомлення під час Першої світової війни та Громадянської війни в США. На перший погляд, здається, що складні правила перестановки можуть зробити ці шифри дуже важкими. Однак, багато зашифровані повідомлення можуть бути розшифровані з використанням анаграм або сучасних комп'ютерних алгоритмів, які перебирають тисячі можливих ключів перестановки.

4. Код Морзе (Азбука Морзе)

Незважаючи на свою назву, код Морзе не є кодом - це шифр. Кожна буква алфавіту, цифри від 0 до 9 і деякі розділові знаки розташовуються замінені на послідовність коротких і довгих звукових сигналів, які часто називають «точка і тире». А стає «• -«, Б стає «- • • •» і так далі. На відміну від більшості інших шифрів, код Морзе не використовується для приховування повідомлень. Код Морзе почав широко застосовуватися з винаходом телеграфу Семюелем Морзе. Це було перше широко використовується електричне пристосування для передачі повідомлень на далекі відстані. Телеграф зробив революцію в засобах масової інформації та дозволяв негайно передавати повідомлення про події, що відбулися в одній країні, по всьому світу. Код Морзе змінив характер війни, дозволяючи забезпечувати миттєвий зв'язок з військами на великій відстані.

5. Шифр ​​Цезаря

Шифр Цезаря (зсувний), називається так тому, що він використовувався Юлієм Цезарем. Шифр складається насправді з 33 різнихшифрів (кількість шифрів змінюється в залежності від алфавіту використовуваної мови), по одній на кожну букву алфавіту. «ROT1» є лише одним з цих шифрів. Людина повинна була знати, який шифр Цезаря використовувати для того, щоб розшифрувати повідомлення. Якщо використовується шифр Е, то, А стає Е, Б стає Ж, В стає З, і так далі за алфавітом. Якщо використовується шифр Ю, то, А стає Ю, Б стає Я, В стає, А, і так далі. Даний алгоритм є основою для багатьох більш складних шифрів, але сам по собі не забезпечує надійний захист таємниці повідомлень, оскільки перевірка 33-х різних ключів шифру займе відносно невеликий час.

6. моноалфавитной заміна

ROT1, шифр Цезаря і азбука Морзе відносяться до одного і того ж типу - моноалфавитной заміні, а це означає, що кожна буква алфавіту замінюється відповідно до ключа, інший буквою або символом. Насправді їх легко розшифрувати, навіть не знаючи ключа. Найбільш уживаною літерою в англійській мові є буква Е. Таким чином, у багатьох моноалфавитной шифри, найбільш вживаною буквою або символом також буде E (прим. Перекладача. - в російській мові найбільш вживана - це буква О). Друга найбільш вживана буква в англійській мові - це T, і третій є буква, А, тому ці дві букви також можуть бути визначені для дешифрування. З цієї точки зору, людина може розшифрувати повідомлення з використанням частотності англійських букв, або він може шукати майже повні слова, такі як «T_E», яке найбільш імовірним чином є «THE».

7. Шифр ​​Віженера

Даний алгоритм є більш складним, ніж моноалфавітния заміна. Його ключовими словами є, такі слова, як наприклад «CHAIR». Перша буква повідомлення з ключовим словом «CHAIR» буде закодована з алфавітним шифром С, друга буква з алфавітним шифром Н і так триває до останньої букви ключового слова. Ключове слово складається всього з п'яти букв, так що для шостий букви повідомлення знову буде використовуватися алфавітний шифр С. Тривале часу вважалося, що Шифр ​​Віженера зламати неможливо. Щоб його розшифрувати, перш за все, треба знайти довжину ключового слова. Якщо ключове слово складається з п'яти букв, то букви з номерами 1, 6, 11, 16, 21, і т. Д. Будуть відповідати першій букві ключового слова, і аналіз частотності букв дозволить розшифрувати повідомлення. Декодеровщік потім переходить на літери 2, 7, 12, 17, і так далі. Якщо ключове слово, дійсно складається з п'яти букв, то розшифрувати повідомлення буде нескладно. Якщо немає, то треба знайти інше ключове слово, і знову повторити процес.

8. Справжній код

У справжньому коді кожне слово замінено кодовим словом або номером відповідно до ключа. Оскільки в повідомленні може бути багато слів, ключ, як правило, знаходиться в книзі кодів. Декодеровщік може подивитися англійське слово і знайти відповідне кодове слово. Оскільки короткі повідомлення важко розшифрувати за допомогою аналізу частотності букв, код повинен бути надзвичайно довгим, в іншому випадку аналіз частоти вживання слова стає корисним у декодуванні. З цієї причини коди важче розшифрувати, ніж шифри. Багато країн використовують такі варіанти коду, в яких кожен день використовується новий код, щоб запобігти декодування за допомогою частотного аналізу слів. Для повсякденного життя, однак, використання кодів - досить виснажливий процес і книги кодів досить громіздкі. Якщо книга кодів вкрадена, то код вже небезпечний, і необхідно скласти новий код, а це вимагає величезного кількість часу і зусиль. Коди в основному корисні для багатих і впливових, які можуть делегувати цю роботу іншим.

9. Код Енігма

Код Енігма, який був дуже складним шифром, використовувався німцями під час Другої Світової війни. Для цього використовували машину Енігма, яка дуже схожа на друкарську машинку, при натисканні на певну букву на екрані спалахувала буква шифру. Машина мала кілька коліс, які були пов'язані з буквами проводами, для визначення, яка буква шифру буде висвітлюватися. Всі машини Енігма були ідентичні, і початкова конфігурація коліс була ключем до шифрування повідомлень. Щоб ускладнити процес, колесо повинно було обертатися після того, як певна кількість букв було надруковано. Німецьке командування кожен день видавало списки початкової конфігурації коліс для використання в шифруванні, так що всі німецькі командири використовували одну і ту ж конфігурацію, і могли розшифрувати повідомлення один одного. Навіть коли союзники придбали копію машини, вони все одно не могли розшифрувати повідомлення, оскільки машина видавала сотню трильйонів можливих початкових конфігурацій коліс. Код Енігма був зламаний польськими умільцями і остаточно розшифрований англійцями, які використовували кмітливість і комп'ютери. Знання німецьких комунікаційних систем дало союзникам значну перевагу в ході війни, а процес злому коду Енігма дозволив створити перший прообраз комп'ютера.

10. Криптографія з відкритими ключами

Це найсучасніший шифр, і він має кілька варіантів. Це шифр, який використовується у всьому світі, і має два ключі: один відкритий і один особистий. Відкритий ключ - це велике число, доступне всім. Ключ є таким складним тому що при розподілі можна отримати тільки два цілих числа (крім 1 і самого числа). Ці два числа і є особистий ключ, і, якщо їх перемножити, вийде відкритий ключ. Наприклад, відкритий ключ може бути 1961 отже, особистий ключ - це 37 і 53. Відкритий ключ використовується для шифрування повідомлення, і повідомлення неможливо розшифрувати без особистого ключа. При відправці особистих даних в банк, або коли ваша банківська карта обробляється машиною, дані зашифровані саме таким чином, і тільки банк зі своїм особистим ключем може отримати до них доступ. Причина, чому цей спосіб є настільки безпечним, полягає в тому, що математично дуже важко знайти подільники великих чисел. Для поліпшення безпеки до 2007 року компанія «RSA Laboratories» виплачувала гроші будь-кому, хто зможе знайти два подільника для чисел, які вона пропонувала. Ось порівняно легкий приклад, який коштував 1000 доларів, вам пропонується знайти два 50-значних подільника для числа: 15226050279225333605356183781326374 29718068114961380688657908494580 12296325895289765400350692006139 (перенесено).