Тема История криптологии. 1 Об истории криптологии

Тема 7. История криптологии.

7.1 Об истории криптологии

Рассматривая общие тенденции развития данной науки в целом (прежде всего в Европе, где она получила наибольшее распространение), представляется весьма интересным рассмотреть и историю данной науки в России, проследить основные тенденции и ее характер, соответствие общеевропейскому уровню. Так как весьма незначительное число людей имеет представление о самом предмете науки криптологии, основных ее понятиях и принципах организации, представляется необходимым рассмотреть некоторые теоретические основы криптологии, чтобы внести ясность в этот вопрос. Хотя окончательно понятийный аппарат криптологии до сих пор не сложился, представляется возможным хотя бы в общих чертах дать представление об этом вопросе.

Условно историю криптологии можно разделить на два периода – период «ручной криптологии», когда основные операции по шифрованию и дешифрованию предпринимались человеком вручную или с использованием простейших средств механизации, и современный этап, для которого характерно широкое применение ЭВМ как при разработке новых шифрсистем и проверке их на устойчивость, так и в криптоаналитических целях. Этой периодизации придерживается большинство исследователей, четко разграничивающих «ручную криптографию» и современный период, хронологические рамки которого охватывают всю вторую половину ХХ века и наши дни.

Однако такая классификация весьма неполна и условна, что обуславливает более сложную систему периодизации развития криптологии. И если о периодизации современного этапа говорить достаточно сложно, то в отношении «ручной» криптологии ситуация вполне определенна. Каждый исследователь придерживается своей классификации, однако в целом можно выделить 4 основных периода развития данной науки:

· Древнейший (с момента появления письменности до IV в. н.э.);
· Средневековый (IV–XIII вв);
· Позднего средневековья и раннего нового времени (XIV–XVIII вв.);
· Нового времени (XVIII – начала ХХ века.);
Подобная классификация отражает основные этапы становления и развития данной науки и является общепринятой, хотя допускаются известные отклонения.

В отечественной историографии данная проблема до сих пор не получила достаточно полного освещения, поэтому круг источников по данной проблематике весьма незначителен. Одной из первых работ по истории криптологии является монография Дэвида Кана «Взломщики кодов». Вышедшая еще в конце 60-х годов в США, она стала первым фундаментальным трудом в данной области и надолго определила общее направление исследований, посвященных криптологии. Однако нельзя назвать эту работу всеохватывающей, так как основной предмет ее описания – криптоаналитика, т.е. лишь одна из областей криптологии, хотя автору по ходу повествования приходится освещать и другие разделы этой науки.

Книга Кана в хронологическом порядке рассматривает становление и развитие криптоанализа как части криптологической науки и рассматривает как теоретические моменты криптоанализа, так и практическое применение его на практике. Помимо этого, книга Кана ценна и тем, что ее автор попытался дать представление читателю об основных понятиях криптологии, хотя сам замечает, что в данном вопросе нет четкой и единственно верной терминологии, а многие понятия многозначны. Книга Кана рассчитана не только на исследователей, но прежде однако ее достоинств, как научной литературы.

Отечественная историография данного вопроса крайне скудна. Это связано с тем ореолом секретности, который существовал вокруг криптологии в советское время, да пожалуй продолжает существовать и сейчас. Тем не менее, значительные сдвиги в этой области произошли в 1990-е годы, что сделало возможным появление научных и научно-популярных трудов подобного рода.

Более всего хочется отметить монографию В.А. Жельникова «Криптография от папируса до компьютера» , вышедшую в 1996 году. Автор этой книги не ставил себе задачи проводить серьезное исследование данного вопроса в историческом плане, а скорее пытался познакомить читателя с уровнем развитии криптографии на современном этапе и дать ему представление о простейших способах защиты информации, доступных простому человеку сегодня. Несмотря на это автору наилучшим образом удалось в достаточно краткой форме изложить всю историю развития криптографии начиная с древнейших времен до современного этапа, причем изложить предельно ясно и качественно. Значительной заслугой автора является и то, что он подробно рассмотрел и описал понятийный аппарат криптологии и четко определил ее границы, цели и методы, которыми она пользуется. Несмотря на относительно небольшой объем «исторической» части данной работы, она представляет большую ценность, так как дает наиболее четкое представление о целях криптологии и основных этапах ее развития.

Несомненный интерес представляет работа «История шифровального дела в России» Т.А. Соболевой, посвященная становлению и развитию криптологической науки в России. Рассматривая данную проблему автор, тем не менее, не склонна сопоставлять уровень криптологических знаний в России с европейским, что может создать у читателя некоторые иллюзии по поводу развития этой области знаний в нашей стране. Сама проблема рассматривается скорее на уровне конкретных примеров применения криптологии в России, а не в контексте развития ее теоретической базы. В целом же книга оставляет весьма приятное впечатление, так как содержит множество интересных фактов по истории данного вопроса в России, хотя и несколько приукрашает деятельность отечественных криптологических служб.

Наконец стоит упомянуть небольшую монографию А.В. Бабаша «История криптографии», вышедшую в 2001 году. Данная монография основывается на материалах лекционноко курса по истории криптологии в Институте Криптографии Связи и Информатике при ФСБ РФ, однако оставляет весьма неоднозначное впечатление. С одной стороны, книга довольно подробно и точно освещает данную тему, однако при этом допускается довольно значительный ряд неточностей в описании исторических событий, что не может являться плюсом данной работы.

Другие работы привлеченные при подготовке данной работы не являются историческими или историографическими. Это скорее пособия или научные труды по вопросам криптологии, и не содержат последовательного повествования об истории криптологической науки. Однако в них можно найти массу полезной информации по данному вопросу, что делает их весьма ценным источником по истории криптологии.

Историография данного вопроса в периодических изданиях соответствующей тематики также весьма незначительна. В основном статьи посвящены отдельным примечательным фактам или событиям, весьма занимательным, но имеющим мало отношения к истории развития криптографии и скорее иллюстрирующих ее уровень на какой-либо момент времени, чем общие тенденции.

Первые способы защиты записанной информации появились скорее всего с момента возникновения самой письменности. Наиболее простым и до сих пор употребляемым способом сокрытия информации были конверты или печати на свитках, не вскрыв которые, невозможно было узнать содержания сообщения. Однако это был весьма примитивный способ, который не мог обеспечить безопасность передаваемой информации, а скорее засвидетельствовал факт нарушения конфиденциальности третьими лицами. Попытки сокрыть информацию еще в древности привели к возникновению первых систем тайнописи – скрытых при помощи определенных видов воздействий сообщений, не являющихся однако зашифрованными. Типичным примером тайнописи служат симпатические чернила, невидимые для невооруженного глаза. К тайнописи следует отнести и т.н. микроточки – сверхминиатюрные фотографии, появившиеся в период Второй мировой войны, содержащие сотни страниц текстовой и другой информации, неразличимой без применения сложной техники. На сегодняшний день миниатюризация сообщения практически ничем не ограничена.

Однако симпатические сообщения или тайнопись имеет один существенный недостаток, в корне отличающий ее от других систем сокрытия информации – скрытность такого сообщения обусловлена лишь текущим состоянием развития техники и любой способ подобного сокрытия информации не может на достаточно высоком уровне защитить ее. Тем не менее, в сочетании с другими криптографическими методами, тайнопись используется до сих пор, что позволяет значительно увеличить степень защиты информации.

К шифрам не относится и другая категория – коды – системы условных обозначений, применяемых при передаче информации (например, в дипломатии или в военном деле). Коды часто применяют не только для того, чтобы обеспечить секретность передаваемой информации, но и чтобы сократить длину сообщения или сделать его более понятным. Чаще всего код представляет собой набор символов (цифр или букв), заменяющих конкретные названия. Первый коммерческий код для сокращения длины телеграфных сообщений был создан в 1845 г. Френсисом Смитом, компаньоном Морзе, а сейчас видов кодов огромное количество. В настоящее время наиболее широко распространенным кодом в сфере связи является «Международный свод сигналов» 1969 года. Примером кодированного сообщения является и использование слов и выражений, обозначающих конкретные буквы (например использование имен собственных для обозначения букв при плохой связи).

Хотя в современной криптологии код не считают шифром, однако он является таковым – это шифр простой замены. Короткое сообщение, зашифрованное с помощью кода вскрыть практически невозможно, не имея ключа. Но специфика большинства кодов такова, что не позволяет назвать их полноценными шифрами, т.к. ключ обычно известен очень большому числу лиц и не является секретным. Большинство военных, дипломатических и коммерческих сообщений, представляющих большую ценность, передают и хранят не в исходном виде, а после шифрования. В отличие о тайнописи, скрывающей сам факт наличия сообщения, шифровки передаются открыто, скрывается лишь смысл сообщения . Сообщение шифруется с помощью ключа. Полученная в результате шифровка передается по открытым каналам связи, в то время как ключ – по закрытому, что гарантирует секретность. Имея шифровку и ключ, получатель расшифровывает сообщение и восстанавливает исходный смысл сообщения. Эта классическая схема может изменяться, например в компьютерной криптографии, когда отправитель и получатель – одно и то же лицо, а шифрование производится для ограничения постороннего доступа, но сам принцип остается неизменным.

Язык сообщения играет одну из основных ролей в криптографии. По сути язык является набором условных символов, передающих то или иное сообщение, содержащее определенный смысл. То есть язык в криптографии аналогичен ключу, без знания которого невозможно понять смысл сообщения .

Язык существенно влияет на структуру текста и его понимание. Каждый язык имеет свой особенный алфавит, который в полной мере передает смысл и содержание конкретного сообщения, однако при необходимости перевода сообщения в другую кодировку (например написания русского текста буквами латинского алфавита), могут возникнуть некоторые сложности, так как различные алфавиты далеко не идентичны друг другу.

Криптографические преобразования выполняют двоякую цель – с одной стороны, они обеспечивают сокрытие информации от лиц, не имеющих ключа, с другой стороны, поддерживают с определенной надежностью обнаружение несанкционированных искажений, если подобные были допущены. Криптографические методы защиты информации могут считаться надежными лишь при соблюдении строгой секретности и целостности ключа и использовании эффективного криптографического алгоритма, обеспечивающего высокую степень устойчивости сообщения к дешифрованию . При соблюдении этих условий, криптография предоставляет огромные возможности к засекречиванию информации и такую степень защиты, обеспечить которые некриптографическими методами несоизмеримо сложнее и дороже. В то же время, самым уязвимым элементом криптографических систем является ключ, который все равно приходится оберегать и передавать некриптографическими методами.

Предмет науки криптологии (от греч. криптос – тайный и логос – знание) составляют шифрование и расшифрование сообщений, выполняемые криптографами, а также разработка и вскрытие шифров криптоаналитиками . Криптография и криптоанализ составляют две подотрасли этой дисциплины. Криптография связана с шифрованием и расшифрованием конфиденциальной информации в каналах коммуникации, применяется для определения происхождения информации и предохранения ее от возможных искажений. Криптоанализ занимается в основном вскрытием шифрованных сообщений без знания ключа и использованной системы шифрования. Это по сути две противоположные области, противостоящие друг другу: если криптографы пытаются обеспечить секретность информации, то криптоаналитики стремятся всеми способами ее сломать. Несмотря на существование подобного разделения, оно весьма условно, и подобная терминологию нельзя считать устоявшейся ни в нашей стране, ни во всем мире. Проблему представляет также и то, что человек, создающий криптографические системы, скорее всего, способен и взламывать аналогичные и разделение на криптографов и криптоаналитиков весьма условно, так как это часто одни и те же люди. В то же время, если криптография является скорее теоретической дисциплиной, то криптоанализ содержит значительно больше элементов практики.

В настоящий момент сложилось две наиболее часто применяемые криптографические системы – анаграммы и шифры замены. Если в шифре замены все знаки исходного сообщения заменяются на знаки ключа, а порядок их остается неизменным, то в анаграмме происходит лишь перестановка символов, без их замены. Комбинация этих двух систем вплоть до настоящего времени составляет все разнообразие практически используемых классических шифров.

следующая страница >>