Трафарет

В цей же час використовувалися так звані трафаретки, які дозволяли приховати корисний текст повідомлення серед „сміття” – лишніх символів.

· Створювалася трафаретка з жорстоко картону, на якій вирізалися отвори у певних місцях. У ці отвори і вписувався відкритий текст.

· Потім трафаретка знімалася і пробіли між „корисними” літерами заповнювалися випадковими символами.

· Після такого заповнення зашифровані листи відсилалися

· Роль ключа у цьому випадку відігравала сама трафаретка

XVI ст. –швидкий розвиток шифрувальної справи

1518 рік – Іоганес Третемій (настоятель монастиря) придумав шифр, якому кожній літері відповідає слово духовного змісту. Так наприклад літері А могло відповідати слово БОГ. Тому будь-якому відкритому тексту відповідав духовний текст.

1553 рік – Джованні Белаззо запропонував „Шифр сеньйора Джованні”. Основна його ідея – використовувати для багатоалфавітної перестановки ключ (або пароль), який легко запам’ятовується.

· пароль виписується над відкритим текстом

· кожна літера пароля, що стоїть над літерою відкритого тексту означає номер алфавіту, (або номер у стрічці заміни) по якому здійснюється заміна

· зручність цього методу полягає в тому, що при розкритті паролю його можна просто змінити.

· крім того з різними користувачами можна використовувати різні паролі.

На початку XVI ст. криптограф папи римського Трієнтер Копцилій винайшов найскладніший шифр, що представляв собою буквенний код. У цьому коді букви, склади, слова і навіть цілі фрази замінялися на групи літер. Необхідна кількість величин у коді на той час складала 1200.

Числами буквенні коди стали позначатися з 1586 р.

1563 рік – Джованні де ла Порта (член наукового товариства, автор багатьох наукових статей) опублікував книгу „Про таємну переписку”. Серед описів багатьох систем шифрування древніх та сучасних вперше був представлений біграмний шифр, в якому дві літери позначалися єдиним символом. Також де ла Порта привів класифікацію шифрів, навів прикради дешифрування.

Де ла Порта також запропонував нову систему шифру періодичної лозунгової заміни. Якщо розглянути запропоновану схему стосовно російської мови, то вона буде мати наступний вигляд див. Мал. 7-1

· Шифрування проводиться з допомогою лозунгу.

· Лозунг пишеться над відкритим текстом

· по першій літері лозунгу знаходиться алфавіт (в нашому випадку великі літери на початку стрічок)

· у верхньому чи нижньому напівалфавіті знаходиться відповідна літера відкритого тексту і заміняється відповідною їй літерою з верхньої чи нижньої стрічки.

Приклад

На основі шифру де ла Порта французький посол Віженер побудував власний шифр, який не був дешифрований на протязі 400-т років. Це так званий квадратний шифр Віженера. Див. мал. 7-3. (російський варіант)

Шифр не знайшов широкого застосування у дипломатичному листуванні, але зате активно використовувався як військовий шифр.

Даний шифр також використовував лозунг. Ліве вертикаль та верхня горизонталь використовувалися як система координат. Зашифровування здійснювалося наступним чином:

· брався перший символ лозунгу і шукався відповідний символ у верхній горизонталі

· брався відповідно перший символ відкритого тексту і шукався відповідний йому символ у лівій вертикалі

· Ці два символи використовувалися як координати для знаходження символу шифротексту.

· Аналогічна операція пророблялася для усіх символів лозунгу та відкритого тексту.

· Якщо лозунг закінчувався, то він використовувався з початку.

Перші дешифрувальні органи

1530 р. – Олівером Кромвелем у Англії була створена розвідувальна служба „Інтелідженс Серввіс”, у якій на правах відділення була створена спеціальна дешифрувальна служба, яка носила назву „чорного кабінету”

1626 р. – кардинал де Решільє створив французький дешифрувальний відділ. Передумови створення цього відділу були досить цікаві. Так при осаді міста Реанмольд принцем Конде королівські війська були деморалізовані безплідними спробами заволодіти замком гугенотів. Принц навіть збирався зняти осаду. Але випадково в одного з полонених був знайдений дивний лист, який представляв собою погано складену поему. Ніхто з офіцерів не зміг знайти прихованого змісту у цій поемі. Повідомлення зміг розшифрувати лише писар Антуан Росіньолі. Гугеноти повідомляли в листі, що залишилися без боєприпасів. Після розкриття листа гугенотів вони здалися. Решільє призначив Росіньолі начальником обчислювального відділу. До сих пір існує метод розшифровки текстів, який так і називається Россіньоль. Росіньолем був винайдений шифр, що не був дешифрований на протязі 200 років. Він носить назву „Великий шифр”.

Аналогічна служба приблизно в той же час з’явилася і Німеччині. Вона мала назву криптографічної лабораторії. Її начальником був граф Гронсфельд. Він створив альтернативний шифр модифікувавши квадрат Віженера.

Такі служби, носили назву служби перлюстрації або чорні кабінети.

Мал. 7‑ 6

2. Л №3–5

Криптологія та її основні поняття

Криптологія – наука, що займається питаннями безпеки зв’язку шляхом шифрування повідомлень.

kryptos – таємничий

logos – наука

розділяється на два напрямки – криптографію і криптоаналіз

Криптографія – наука про створення безпечних методів зв’язку, або створення стійких до спроб зламу шифрів.

- займається пошуком математичних методів перетворення інформації.

Криптоаналіз – займається можливістю читання повідомлень без знання ключів.

- тобто криптоаналіз пов’язаний безпосередньо із зламом шифрів.

Криптоаналітики – спеціалісти, що займаються криптоаналізом та дослідженням шифрів.

Щифр – сукупність оборотних перетворень множини відкритих текстів (тобто вихідного повідомлення), на множину зашифрованих текстів, що проводиться з метою захисту вихідного повідомлення.

- конкретний вигляд шифру визначається з допомогою ключа шифрування.

Таким чином можна дати визначення процесу зашифровування, розшифровування, дешифрування.

Зашифровування – або шифрування – процес застосування шифру до відкритого (вихідного) тексту, з метою його зміни та захисту.

Розшифровування – процес зворотного застосування шифру до зашифрованого тексту з метою отримання вихідного тексту (легальний процес).

Дешифрування – спроба прочитати зашифрований текст без знання ключа, тобто злам шифротексту чи шифру (нелегальна операцію).

Криптографічна система – сукупність (сімейство) перетворень – шифру, та сукупність ключів (тобто алгоритм + ключ)

Приклади алгоритмів – DES[1], ГОСТ 28.147-89, DEA[2]. Дані алгоритми самі по собі не є криптосистемами, але якщо ці алгоритми будуть доповнені алгоритмами створення ключів, тоді вони перетворюються на криптосистеми.

Властивості криптосистем:

- забезпечують таємність повідомлень що передаються

- забезпечують автентичність (оригінальність чи дійсність) повідомлень

- автентичність користувача, що відіслав повідомлення

Класифікація сучасних криптосистем

1. Асиметричні (з відкритим ключем)
2. Симетричні (з таємним ключем)

Симетричні системи (secret key system)

Крипостійкість – час, необхідний для розкриття шифру при використанні найкращого методу криптоаналізу.

Надійність – доля інформацій, що дешифрується за допомогою деякого методу криптоаналізу.

Саме перетворення використовує наступні принципи:

Розсіювання (diffusion) – зміна будь-якого знаку відкритого тексту чи ключа впливає на велике число знаків шифрованого тексту, що приховує статистичні властивості відкритого ключа

Перемішування (confusion) використання перетворень, що ускладнюють отримання статистичних залежностей між шифрованим текстом та відкритим текстом.

Практично усі блочні шрифти є композиційними – тобто складаються із простих перетворень або ж F=F₁ o F₂ o F₃ o F₄ o .. o F _n F – перетворення шифру, F_i – просте перетворення, яке називається і-тим циклом шифрування. Саме по собі просте перетворення може не мати необхідних властивостей, але ланцюжок таких перетворень забезпечує потрібний результат. Так стандарт DES складається з 16-ти циклів. Такі перетворення ще називають пошаровими (layered). Якщо ж використовується постійно одне і теж перетворення (тобто F_i однакове для " i), то такий композиційний шифр називають ітераційним шифром.