|
Лекция по Криптологии
Всем доброго времени суток! Зовут меня Rinka, а находитесь вы на лекции по Криптологии. Научить защищать действительно важную информацию и вскрывать шифры, которые используются сейчас, я вас, конечно, не смогу, это требует определенных знаний в математике, однако цель моя - познакомить с древними и простыми шифрами, научить принципам распознавания и расшифровки, да и просто раскачать мозг кропотливой, но интересной работой. Для начала необходимо немного познакомиться с терминологией. Криптология – наука о шифрах и дешифровке в целом. Криптография занимается непосредственно шифрованием информации (переводом из обычного текста в шифр), а криптоанализ – дешифровкой информации (перевод из зашифрованного вида без изначальных знаний о шифре). А теперь давайте знакомиться. Да, я уже говорила, что я Rinka, но сегодня я буду Алисой, а вы – Бобом. Эти два кодовых имени уже давно используются для обозначения пары, предположим, людей, которые отправляют друг другу зашифрованные сообщения. А так же есть злоумышленник, куда же без него. Знакомьтесь, Ева. Интересный факт, имена злоумышленника могут меняться, однако он, а точнее она, всегда остается женского пола. Но отставим пока рассуждения о сексизме в рядах криптологов и пойдем дальше по терминологии. Необходимо понять простой принцип работы. Существует информация, открытый текст, который нужно зашифровать. После этой процедуры он становится шифротекстом (закрытым текстом). Зашифровывают информацию с помощью ключа, для нас сегодня ключом будет специальный алгоритм действий. Далее шифротекст попадает либо к Бобу от Алисы, тогда он расшифровывается, либо его перехватывает Ева, тогда его нужно будет дешифровать, за то, насколько сложно это будет, отвечает криптографическа
Сегодня будет несколько простых шифров, для которых не нужны будут различные предметы (книги, диски, цилиндры и т.д.). Нам понадобится только бумага и ручка. Итак, Боб, знакомься, первый шифр – Атбаш, простой шифр, придуманный народом, проживающим на территории современного Израиля. Он служил много веков для сохранения тайной информации. Не секрет, что его использовали члены ордена Тамплиеров, в связи с чем, вокруг этого шифра кружилось много загадок, с том числе и о причастности Бафомет – сатанинского божества, которому, как предполагается, тамплиеры поклонялись. Но на иврите и других чуждых нам языках писать мы не будем, поэтому переделаем его под нашу кириллицу.
Принцип очень прост. Берется нужная нам буква и превращается в букву, диаметрально противоположную в алфавите. А -> Я, Б -> Ю и т.д. Для удобства рисуются такие таблички, они и будут нашим ключом. А теперь Алиса познакомится с Бобом, записав посланием шифром атбаш. Тъса чрэлм Яуцня Записать его, имея таблицу перед глазами, очень просто. Берем букву из слова, а записываем букву, которая находится под ней. Чтобы расшифровать это послание, нужно сделать все наоборот. Поднять каждую букву на ряд вверх в таблице. Меня зовут Алиса Существует похожий шифр, такой же простой – шифр Темура, что в переводе означает «замена». Шифр Атбаш тоже темура, но усложненная. В Каббале же это просто правило замены букв для постижения скрытых смыслов в Торе. В темуре не алфавит записывается под алфавитом, а строка букв «складывается» пополам, образуя опять же 2 строчки. Однако, в кириллице 33 буквы, это всем известно. Решают эту проблему по-разному. Можно убрать букву Ё, а можно букву Я оставить без пары, а, следовательно, без изменений при шифровании. Мы воспользуемся именно таким методом, ибо буква Ё порой может сильно изменить смысл слова.
А теперь, пусть представится Боб, записав послание шифром темура. Находите букву и записываете ее пару по вертикали, Я остается без изменений. П ьфэя чюсдг Рюр Алиса прочитает это сообщение, сделав все точно по такому же алгоритму. П -> А, Ь -> М и т.д. И для разнообразия буквенных шифров замены добавим в нашу копилку знаний шифр Цезаря, того самого Цезаря, который Юлий. Он придумал записывать алфавит под алфавитом со сдвигом влево или вправо на определенное количество букв. У шифра Цезаря сдвиг был равен 4 влево (+4). Таким образом под буквой А оказывалась буква Г, а под буквой Э – А. Можно так же использовать любые другие сдвиги, главное только передать информацию о том, на сколько и в какую сторону сдвигается алфавит.
Принцип шифрования и расшифровки с таблицей вы уже должны были уловить, поэтому продолжаем нашу переписку между Алисой и Бобом. Постарайтесь быть аккуратнее, не путаться в строчках: верхняя – открытый текст, вторая – шифротекст. Дсд, хю рз цфхго сх ылчусе? Поймали послание от Алисы? А вместе с Бобом его поймала и Ева, а так же и все наши предыдущие сообщения. Конечно же, с первого взгляда она ничего не поймет, поэтому ей нужно применять методы криптоанализа. Это ведь мы знаем, что использовались только 3 шифра, а на самом деле их огромное многообразие. Да и тексты небольшие для полного криптоанализа, поэтому ей будет проще перебором вариантов действовать. Однако основные принципы работы я все-таки расскажу. Необходимо знать важные для криптоанализа особенности языка: 1. Частота употребления букв и их сочетаний (например, самая частая буква в русском языке О, самая редкая – Ъ) 2. Предлоги, союзы и местоимения (только и, а, с, в, о, к, я, у могут использоваться без сочетаний) 3. Связь знаков препинания и слов («или, или», «,а» и прочее) 4. Правила использования сочетаний букв (нет слов из 2 букв состоящих только из согласных, например, или гласных, не считая междометий, окончание слов на две одинаковые буквы тоже отслеживаются – это вероятнее всего буква И или Е, проверьте сами) и многие другие. Представьте, что перед вами большой зашифрованный текст. Найдите в нем самую часто повторяющуюся букву, предположим, в оригинале это будет буква О (кстати, до этого момента буква О использовалась 408 раз!). Начинайте выстраивать последовательнос Если последовательнос Отведенное на лекцию наше время подошло к концу. Надеюсь, вы почерпнули для себя что-то полезное, новое и интересное, попробовали применить шифры уже в ходе лекции.
Домашнее задание Домашнее задание будет практически индивидуальное для каждого. Я уверена, есть люди, которым не по душе копаться в таблицах и буквах, чтобы что-нибудь расшифровать. Поэтому я предлагаю вам задания из двух категорий и разной степени сложности. Больше 10 баллов в сумме заработать не получится, но можно выбрать задание по зубам, по вкусу и прочим частям ЖКТ из любой категории.
I. Практическая часть
1. Расшифруйте сообщения (шифры использованы в той же последовательности, как и в лекции). 2 балла
2. Определите сдвиг шифра Цезаря и расшифруйте сообщение (используйте анализ языка и не уходите за пределы сдвига в ±4). 3 балла
3. А теперь расшифруйте это небольшое послание. 5 баллов
II. Теоретическая часть |
