Простые шифры и их дешифровка. Кодирование
Поскольку шифров в мире насчитывается огромное количество, то рассмотреть все шифры невозможно не только в рамках данной статьи, но и целого сайта. Поэтому рассмотрим наиболее примитивные системы шифрации, их применение, а так же алгоритмы расшифровки. Целью своей статьи я ставлю максимально доступно объяснить широкому кругу пользователей принципов шифровки \ дешифровки, а так же научить примитивным шифрам.
Еще в школе я пользовался примитивным шифром, о котором мне поведали более старшие товарищи. Рассмотрим примитивный шифр «Шифр с заменой букв цифрами и обратно».
Нарисуем таблицу, которая изображена на рисунке 1. Цифры располагаем по порядку, начиная с единицы, заканчивая нулем по горизонтали. Ниже под цифрами подставляем произвольные буквы или символы.
Рис. 1 Ключ к шифру с заменой букв и обратно.
Теперь обратимся к таблице 2, где алфавиту присвоена нумерация.
Рис. 2 Таблица соответствия букв и цифр алфавитов.
Теперь зашифруем словоК О С Т Е Р :
1) 1. Переведем буквы в цифры:К = 12, О = 16, С =19, Т = 20, Ё = 7, Р = 18
2) 2. Переведем цифры в символы согласно таблицы 1.
КП КТ КД ПЩ Ь КЛ
3) 3. Готово.
Этот пример показывает примитивный шифр. Рассмотрим похожие по сложности шрифты.
1. 1. Самым простым шифром является ШИФР С ЗАМЕНОЙ БУКВ ЦИФРАМИ. Каждой букве соответствует число по алфавитному порядку. А-1, B-2, C-3 и т.д.
Например слово «TOWN » можно записать как «20 15 23 14», но особой секретности и сложности в дешифровке это не вызовет.
2. Также можно зашифровывать сообщения с помощью ЦИФРОВОЙ ТАБЛИЦЫ. Её параметры могут быть какими угодно, главное, чтобы получатель и отправитель были в курсе. Пример цифровой таблицы.
Рис. 3 Цифровая таблица. Первая цифра в шифре – столбец, вторая – строка или наоборот. Так слово «MIND» можно зашифровать как «33 24 34 14».
3. 3. КНИЖНЫЙ ШИФР
В таком шифре ключом является некая книга, имеющаяся и у отправителя и у получателя. В шифре обозначается страница книги и строка, первое слово которой и является разгадкой. Дешифровка невозможна, если книги у отправителя и корреспондента разных годов издания и выпуска. Книги обязательно должны быть идентичными.
4. 4. ШИФР ЦЕЗАРЯ
(шифр сдвига, сдвиг Цезаря)
Известный шифр. Сутью данного шифра является замена одной буквы другой, находящейся на некоторое постоянное число позиций левее или правее от неё в алфавите. Гай Юлий Цезарь использовал этот способ шифрования при переписке со своими генералами для защиты военных сообщений. Этот шифр довольно легко взламывается, поэтому используется редко. Сдвиг на 4. A = E, B= F, C=G, D=H и т.д.
Пример шифра Цезаря: зашифруем слово « DEDUCTION » .
Получаем: GHGXFWLRQ . (сдвиг на 3)
Еще пример:
Шифрование с использованием ключа К=3 . Буква «С» «сдвигается» на три буквы вперёд и становится буквой «Ф». Твёрдый знак, перемещённый на три буквы вперёд, становится буквой «Э», и так далее:
Исходный алфавит:А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я
Шифрованный:Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я А Б В
Оригинальный текст:
Съешь же ещё этих мягких французских булок, да выпей чаю.
Шифрованный текст получается путём замены каждой буквы оригинального текста соответствующей буквой шифрованного алфавита:
Фэзыя йз зьи ахлш пвёнлш чугрщцкфнлш дцосн, жг еютзм ъгб.
5. ШИФР С КОДОВЫМ СЛОВОМ
Еще один простой способ как в шифровании, так и в расшифровке. Используется кодовое слово (любое слово без повторяющихся букв). Данное слово вставляется впереди алфавита и остальные буквы по порядку дописываются, исключая те, которые уже есть в кодовом слове. Пример: кодовое слово – NOTEPAD.
Исходный:A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
Замена:N O T E P A D B C F G H I J K L M Q R S U V W X Y Z
6. 6. ШИФР АТБАШ
Один из наиболее простых способов шифрования. Первая буква алфавита заменяется на последнюю, вторая – на предпоследнюю и т.д.
Пример: « SCIENCE » = HXRVMXV
7. 7. ШИФР ФРЕНСИСА БЭКОНА
Один из наиболее простых методов шифрования. Для шифрования используется алфавит шифра Бэкона: каждая буква слова заменяется группой из пяти букв «А» или «B» (двоичный код).
a AAAAA g AABBA m ABABB s BAAAB y BABBA
b AAAAB h AABBB n ABBAA t BAABA z BABBB
c AAABA i ABAAA o ABBAB u BAABB
d AAABB j BBBAA p ABBBA v BBBAB
e AABAA k ABAAB q ABBBB w BABAA
f AABAB l ABABA r BAAAA x BABAB
Сложность дешифрования заключается в определении шифра. Как только он определен, сообщение легко раскладывается по алфавиту.
Существует несколько способов кодирования.
Также можно зашифровать предложение с помощью двоичного кода. Определяются параметры (например, «А» - от A до L, «В» - от L до Z). Таким образом, BAABAAAAABAAAABABABB означает TheScience of Deduction ! Этот способ более сложен и утомителен, но намного надежнее алфавитного варианта.
8. 8. ШИФР БЛЕЗА ВИЖЕНЕРА.
Этот шифр использовался конфедератами во время Гражданской войны. Шифр состоит из 26 шифров Цезаря с различными значениями сдвига (26 букв лат.алфавита). Для зашифровывания может использоваться tabula recta (квадрат Виженера). Изначально выбирается слово-ключ и исходный текст. Слово ключ записывается циклически, пока не заполнит всю длину исходного текста. Далее по таблице буквы ключа и исходного текста пересекаются в таблице и образуют зашифрованный текст.
Рис. 4 Шифр Блеза Виженера
9. 9. ШИФР ЛЕСТЕРА ХИЛЛА
Основан на линейной алгебре. Был изобретен в 1929 году.
В таком шифре каждой букве соответствует число (A = 0, B =1 и т.д.). Блок из n-букв рассматривается как n-мерный вектор и умножается на (n х n) матрицу по mod 26. Матрица и является ключом шифра. Для возможности расшифровки она должна быть обратима в Z26n.
Для того, чтобы расшифровать сообщение, необходимо обратить зашифрованный текст обратно в вектор и умножить на обратную матрицу ключа. Для подробной информации – Википедия в помощь.
10. 10. ШИФР ТРИТЕМИУСА
Усовершенствованный шифр Цезаря. При расшифровке легче всего пользоваться формулой:
L= (m+k) modN , L-номер зашифрованной буквы в алфавите, m-порядковый номер буквы шифруемого текста в алфавите, k-число сдвига, N-количество букв в алфавите.
Является частным случаем аффинного шифра.
11. 11. МАСОНСКИЙ ШИФР
12. 12. ШИФР ГРОНСФЕЛЬДА
По своему содержанию этот шифр включает в себя шифр Цезаря и шифр Виженера, однако в шифре Гронсфельда используется числовой ключ. Зашифруем слово “THALAMUS”, используя в качестве ключа число 4123. Вписываем цифры числового ключа по порядку под каждой буквой слова. Цифра под буквой будет указывать на количество позиций, на которые нужно сдвинуть буквы. К примеру вместо Т получится Х и т.д.
T H A L A M U S
4 1 2 3 4 1 2 3
T U V W X Y Z
0 1 2 3 4
В итоге: THALAMUS = XICOENWV
13. 13. ПОРОСЯЧЬЯ ЛАТЫНЬ
Чаще используется как детская забава, особой трудности в дешифровке не вызывает. Обязательно употребление английского языка, латынь здесь ни при чем.
В словах, начинающихся с согласных букв, эти согласные перемещаются назад и добавляется “суффикс” ay. Пример: question = estionquay. Если же слово начинается с гласной, то к концу просто добавляется ay, way, yay или hay (пример: a dog = aay ogday).
В русском языке такой метод тоже используется. Называют его по-разному: “синий язык”, “солёный язык”, “белый язык”, “фиолетовый язык”. Таким образом, в Синем языке после слога, содержащего гласную, добавляется слог с этой же гласной, но с добавлением согласной “с” (т.к. язык синий). Пример:Информация поступает в ядра таламуса = Инсифорсомасацисияся поссотусупасаетсе в ядсяраса тасаласамусусаса.
Довольно увлекательный вариант.
14. 14. КВАДРАТ ПОЛИБИЯ
Подобие цифровой таблицы. Существует несколько методов использования квадрата Полибия. Пример квадрата Полибия: составляем таблицу 5х5 (6х6 в зависимости от количества букв в алфавите).
1 МЕТОД. Вместо каждой буквы в слове используется соответствующая ей буква снизу (A = F, B = G и т.д.). Пример: CIPHER - HOUNIW.
2 МЕТОД. Указываются соответствующие каждой букве цифры из таблицы. Первой пишется цифра по горизонтали, второй - по вертикали. (A = 11, B = 21…). Пример: CIPHER = 31 42 53 32 51 24
3 МЕТОД. Основываясь на предыдущий метод, запишем полученный код слитно. 314253325124. Делаем сдвиг влево на одну позицию. 142533251243. Снова разделяем код попарно.14 25 33 25 12 43. В итоге получаем шифр. Пары цифр соответствуют букве в таблице: QWNWFO.
Шифров великое множество, и вы так же можете придумать свой собственный шифр, однако изобрести стойкий шифр очень сложно, поскольку наука дешифровки с появлением компьютеров шагнула далеко вперед и любой любительский шифр будет взломан специалистами за очень короткое время.
Методы вскрытия одноалфавитных систем (расшифровка)
При своей простоте в реализации одноалфавитные системы шифрования легко уязвимы.
Определим количество различных систем в аффинной системе. Каждый ключ полностью определен парой целых чисел a и b, задающих отображение ax+b. Для а существует j(n) возможных значений, где j(n) - функция Эйлера, возвращающая количество взаимно простых чисел с n, и n значений для b, которые могут быть использованы независимо от a, за исключением тождественного отображения (a=1 b=0), которое мы рассматривать не будем.
Таким образом получается j(n)*n-1 возможных значений, что не так уж и много: при n=33 в качестве a могут быть 20 значений(1, 2, 4, 5, 7, 8, 10, 13, 14, 16, 17, 19, 20, 23, 25, 26, 28, 29, 31, 32), тогда общее число ключей равно 20*33-1=659. Перебор такого количества ключей не составит труда при использовании компьютера.
Но существуют методы упрощающие этот поиск и которые могут быть использованы при анализе более сложных шифров.
Частотный анализ
Одним из таких методов является частотный анализ. Распределение букв в криптотексте сравнивается с распределением букв в алфавите исходного сообщения. Буквы с наибольшей частотой в криптотексте заменяются на букву с наибольшей частотой из алфавита. Вероятность успешного вскрытия повышается с увеличением длины криптотекста.
Существуют множество различных таблиц о распределении букв в том или ином языке, но ни одна из них не содержит окончательной информации - даже порядок букв может отличаться в различных таблицах. Распределение букв очень сильно зависит от типа теста: проза, разговорный язык, технический язык и т.п. В методических указаниях к лабораторной работе приведены частотные характеристики для различных языков, из которых ясно, что буквы буквы I, N, S, E, A (И, Н, С, Е, А) появляются в высокочастотном классе каждого языка.
Простейшая защита против атак, основанных на подсчете частот, обеспечивается в системе омофонов (HOMOPHONES) - однозвучных подстановочных шифров, в которых один символ открытого текста отображается на несколько символов шифротекста, их число пропорционально частоте появления буквы. Шифруя букву исходного сообщения, мы выбираем случайно одну из ее замен. Следовательно простой подсчет частот ничего не дает криптоаналитику. Однако доступна информация о распределении пар и троек букв в различных естественных языках.
Семантический код. Его цели. Предназначение. Принцип построения. Возможности.
Целью дан разр явл:
Сформировать наиб общ принц созд сем кода
Показ в общем виде на примерах его возможности
Обнаруж пути возм. Статья 100 000-го словаря
Созд пробн сист. Мы оперир словарем в объеме около 400 слов и выр-ний. И наз отвеч на вопр к тексту обземом в страницу не представл сложности.
Подобн система мб постр лингвистически за 2-3 месяца, за 2 мес отлажена в прогр виде. При этом можно искл тот же самый текст, как на РЯ, так и на АЯ
При всей искуств текста, а он практически содержит избыт инф-цию в реальн текстах такой инф-ции не бывает. Данная работа - аналог сист груб понимания при одном условии: если мы решим, что такое машинное понимание?
Принципы хранятся в двух основных моментах:
Прежде всего целостн картины мира … на отдельные части множ-вом. Пр0-й. Именно поэтому ученье часто ив о «мозаичном» знании. Так, в моногр фр иссл-я А. Моля целый раздел посвящен мозаичной культуре и ср-вам масс коммуникации, созд именно мозаичн картины мира
Чаще всего эти Пр0-и несвяз др с другом и в силу отсуств общ сист термин-ии. Эта разобщ мешает формализ даже именому знание о мире. Это происходит из-за того, что в рамках Пр0 вновь сталк с делен на подобл знания.
При разг о зания и попытки их форм-ть не учит-ся сама изм приращ знаний за счет их можериз-я. Знания приобр-ся лишь за счет напол нав игф, а не за счет лог вывода новых знаний на базе старых. Между тем ребенок, освоив мир, моделирует и модернизирует.
Причины создания такой научн сист-м соверш разнопл. Одна из них - это отсуствие мат аппарата и эмпиризм и диктат практики. Само отсутсв мат аппарата мб и неведения что этот апп нах-ся в твоих руках, но ты его не видишь.
Предназначение семантического кода. Термин «смысл».
Смысл относится к тем загадочным явлениям, которые считаются как бы общеизвестными, поскольку постоянно фигурируют как в научном, так и обыденном общении. На самом деле он не только не имеет сколько-нибудь строгого общепринятого определения, но и на описательном уровне существует большой разброс суждений о том, что это такое. Иногда допускается, что смысл принадлежит к тем наиболее общим категориям, которые не подлежат определению и должны восприниматься как некоторая данность. В настоящее время в связи с необходимостью решения целого ряда актуальных задач как теоретического, так и прикладного характера, где понятие смысла играет ключевое значение, требуются определенные уточнения данного понятия.
Онтология смысла приобретает особую значимость в связи с теми изменениями в понимании объекта, предмета и задач лингвистики, которые уже произошли и продолжают происходить в настоящее время. Если в период, когда доминировала абсолютизация языка как самодостаточной автономной сущности, смысл часто выступал лишь как некоторое факультативное явление, находящееся на периферии интересов исследователей, то при обращении к речи, тексту, дискурсу смысл начинает фигурировать как одна из наиболее фундаментальных категорий.
С.А.Васильев различает предметный смысл и текстовый. Предметный смысл связывается им с механизмом вычленения, осознания предметов реальной действительности. В связи с этим основу смысла, по мнению автора, составляет способность устанавливать тождество и различие."Вещи неразличимы, если имеют для человека равный смысл, как неразличимы штампованные экземпляры одной и той же детали" (Васильев 1988, 96).
С.А.Васильев выделяет несколько составляющих смысла. Одной из таких составляющих является предметная объективация человеческого опыта в виде знания о данном предмете. Но оно, по мнению автора, образует лишь наиболее общую составляющую смысла, интерсубъектную по своему источнику, имеющую общечеловеческую ценность. Помимо этого смысл содержит и такие компоненты, которые выражают жизненные установки ее носителей, их особые отношения к предметному миру. Эти две составляющие смысла лежат в основе межиндивидуального общения, а потому откладываются в их сознании и фиксируются как устойчивые, повторяющиеся компоненты, постоянно воспроизводимые в речи.
Кроме того, в состав смысла входит индивидуальный опыт, глубоко личностные отношения индивида к предмету и возникающие отсюда ожидания, привязанности, эмоции, памятные ассоциации, которые выделяют данный предмет из множества похожих на него.
Все это составляет, по терминологии автора, "смысл-ценность", который имеет отношение не только к предметному миру, но реализуется и на уровне текста, составляя один из его смысловых уровней. Другой уровень текста составляет "смысл-сообщение" т.е. то, что хотел сказать автор.
Все это позволяет автору сделать вывод о том, что заключенный в тексте "смысл-сообщение" является специфическим свойством, отличающим его от всех прочих предметов, которые текстами не являются, а "смысл-ценность", который текст приобретает вследствие включенности его в систему жизнедеятельности человеческого общества, наоборот, сближает его с другими предметами, делает его элементом того предметного универсума, в котором разворачивается вся человеческая жизнь.
Характеризуя "смысл-сообщение", С.А.Васильев обращает внимание на одну очень существенную его особенность. Он задается вопросом: за счет чего смысл целого высказывания оказывается всегда больше суммы значений, образующих его слов? В связи с этим он анализирует фрагмент романа М.Ю.Лермонтова "Герой нашего времени", в частности, слова Максимыча, характеризующие поведение Печорина:"...ставни стукнут, он вздрогнет и побледнеет; а при мне на кабана ходил один на один..." Автор отмечает, что приведенные слова сами по себе не воссоздают смысл поведения героя. Он считает, что здесь "говорит" само поведение, сам поступок: пугливость, храбрость... Как бы мы эти слова не сочетали, мы никак не получим значения пугливости, храбрости. Союз "а" здесь противопоставляет смысл не двух частей фразы, а двух способов поведения, которое мы понимаем на основе нашего индивидуального и усвоенного коллективного опыта. В результате автор делает чрезвычайно важный для понимания природы смысла вывод: "Здесь происходит использование невербальных средств в вербальном тексте"(Васильев 1988, 98). Это во-первых, свидетельствует об экстралингвистическом характере смысла, во-вторых, о том, что он является внешним по отношению к тексту, поскольку связан с актуализацией прошлого опыта, знания, оценочно-эмоциональных компонентов сознания личности. Кроме того, отсюда можно сделать вывод и о том, что смысл не содержится непосредственно в тексте, а является производным от процесса понимания, в котором он собственно и возникает как некоторая субстанция. Этот вывод возникает как объективное следствие, вытекающее из рассуждений автора, хотя оно и вступает в противоречие с некоторыми другими его положениями.
4.1. Основы шифрования
Сущность шифрования методом замены заключается в следующем . Пусть шифруются сообщения на русском языке и замене подлежит каждая буква этих сообщений. Тогда, букве А исходного алфавита сопоставляется некоторое множество символов (шифрозамен) М А, Б – М Б, …, Я – М Я . Шифрозамены выбираются таким образом, чтобы любые два множества (М I и М J , i ≠ j ) не содержали одинаковых элементов (М I ∩ М J = Ø ).
Таблица, приведенная на рис.4.1, является ключом шифра замены. Зная ее, можно осуществить как шифрование, так и расшифрование.
| А | Б | ... | Я |
| М А | М Б | ... | М Я |
Рис.4.1. Таблица шифрозамен
При шифровании каждая буква А открытого сообщения заменяется любым символом из множества М А . Если в сообщении содержится несколько букв А , то каждая из них заменяется на любой символ из М А . За счет этого с помощью одного ключа можно получить различные варианты шифрограммы для одного и того же открытого сообщения. Так как множества М А, М Б, ..., М Я попарно не пересекаются, то по каждому символу шифрограммы можно однозначно определить, какому множеству он принадлежит, и, следовательно, какую букву открытого сообщения он заменяет. Поэтому расшифрование возможно и открытое сообщение определяется единственным образом.
Приведенное выше описание сущности шифров замены относится ко всем их разновидностям за исключением , в которых для зашифрования разных символов исходного алфавита могут использоваться одинаковые шифрозамены (т.е. М I ∩ М J ≠ Ø , i ≠ j ).
Метод замены часто реализуется многими пользователями при работе на компьютере. Если по забывчивости не переключить на клавиатуре набор символов с латиницы на кириллицу, то вместо букв русского алфавита при вводе текста будут печататься буквы латинского алфавита («шифрозамены»).
Для записи исходных и зашифрованных сообщений используются строго определенные алфавиты. Алфавиты для записи исходных и зашифрованных сообщений могут отличаться. Символы обоих алфавитов могут быть представлены буквами, их сочетаниями, числами, рисунками, звуками, жестами и т.п. В качестве примера можно привести пляшущих человечков из рассказа А. Конан Дойла () и рукопись рунического письма () из романа Ж. Верна «Путешествие к центру Земли».
Шифры замены можно разделить на следующие подклассы (разновидности).
Рис.4.2. Классификация шифров замены
I. Регулярные шифры. Шифрозамены состоят из одинакового количества символов или отделяются друг от друга разделителем (пробелом, точкой, тире и т.п.).
Лозунговый шифр. Для данного шифра построение таблицы шифрозамен основано на лозунге (ключе) – легко запоминаемом слове. Вторая строка таблицы шифрозамен заполняется сначала словом-лозунгом (причем повторяющиеся буквы отбрасываются), а затем остальными буквами, не вошедшими в слово-лозунг, в алфавитном порядке. Например, если выбрано слово-лозунг «ДЯДИНА», то таблица имеет следующий вид.
| А | Б | В | Г | Д | Е | Ё | Ж | З | И | Й | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я |
| Д | Я | И | Н | А | Б | В | Г | Е | Ё | Ж | З | Й | К | Л | М | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю |
Рис.4.4. Таблица шифрозамен для лозунгового шифра
При шифровании исходного сообщения «АБРАМОВ» по приведенному выше ключу шифрограмма будет выглядеть «ДЯПДКМИ».
Полибианский квадрат. Шифр изобретен греческим государственным деятелем, полководцем и историком Полибием (203-120 гг. до н.э.). Применительно к русскому алфавиту и индийским (арабским) цифрам суть шифрования заключалась в следующем. В квадрат 6х6 выписываются буквы (необязательно в алфавитном порядке).
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| 1 | А | Б | В | Г | Д | Е |
| 2 | Ё | Ж | З | И | Й | К |
| 3 | Л | М | Н | О | П | Р |
| 4 | С | Т | У | Ф | Х | Ц |
| 5 | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь |
| 6 | Э | Ю | Я | - | - | - |
Рис.4.5. Таблица шифрозамен для полибианского квадрата
Шифруемая буква заменяется на координаты квадрата (строка-столбец), в котором она записана. Например, если исходное сообщение «АБРАМОВ», то шифрограмма – «11 12 36 11 32 34 13». В Древней Греции сообщения передавались с помощью оптического телеграфа (с помощью факелов). Для каждой буквы сообщения вначале поднималось количество факелов, соответствующее номеру строки буквы, а затем номеру столбца.
Таблица 4.1. Частота появления букв русского языка в текстах
| № п/п | Буква | Частота, % | № п/п | Буква | Частота, % |
| 1 | О | 10.97 | 18 | Ь | 1.74 |
| 2 | Е | 8.45 | 19 | Г | 1.70 |
| 3 | А | 8.01 | 20 | З | 1.65 |
| 4 | И | 7.35 | 21 | Б | 1.59 |
| 5 | Н | 6.70 | 22 | Ч | 1.44 |
| 6 | Т | 6.26 | 23 | Й | 1.21 |
| 7 | С | 5.47 | 24 | Х | 0.97 |
| 8 | Р | 4.73 | 25 | Ж | 0.94 |
| 9 | В | 4.54 | 26 | Ш | 0.73 |
| 10 | Л | 4.40 | 27 | Ю | 0.64 |
| 11 | К | 3.49 | 28 | Ц | 0.48 |
| 12 | М | 3.21 | 29 | Щ | 0.36 |
| 13 | Д | 2.98 | 30 | Э | 0.32 |
| 14 | П | 2.81 | 31 | Ф | 0.26 |
| 15 | У | 2.62 | 32 | Ъ | 0.04 |
| 16 | Я | 2.01 | 33 | Ё | 0.04 |
| 17 | Ы | 1.90 |
Существуют подобные таблицы для пар букв (биграмм). Например, часто встречаемыми биграммами являются «то», «но», «ст», «по», «ен» и т.д. Другой прием вскрытия шифрограмм основан на исключении возможных сочетаний букв. Например, в текстах (если они написаны без орфографических ошибок) нельзя встретить сочетания «чя», «щы», «ьъ» и т.п.
Для усложнения задачи вскрытия шифров однозначной замены еще в древности перед шифрованием из исходных сообщений исключали пробелы и/или гласные буквы. Другим способом, затрудняющим вскрытие, является шифрование биграммами (парами букв).
4.3. Полиграммные шифры
Полиграммные шифры замены - это шифры, в которых одна шифрозамена соответствует сразу нескольким символам исходного текста.
Биграммный шифр Порты . Шифр Порты, представленный им в виде таблицы, является первым известным биграммным шифром. Размер его таблицы составлял 20 х 20 ячеек; наверху горизонтально и слева вертикально записывался стандартный алфавит (в нем не было букв J, К, U, W, X и Z). В ячейках таблицы могли быть записаны любые числа, буквы или символы - сам Джованни Порта пользовался символами - при условии, что содержимое ни одной из ячеек не повторялось. Применительно к русскому языку таблица шифрозамен может выглядеть следующим образом.
| А | Б | В | Г | Д | Е (Ё) | Ж | З | И (Й) | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я | |
| А | 001 | 002 | 003 | 004 | 005 | 006 | 007 | 008 | 009 | 010 | 011 | 012 | 013 | 014 | 015 | 016 | 017 | 018 | 019 | 020 | 021 | 022 | 023 | 024 | 025 | 026 | 027 | 028 | 029 | 030 | 031 |
| Б | 032 | 033 | 034 | 035 | 036 | 037 | 038 | 039 | 040 | 041 | 042 | 043 | 044 | 045 | 046 | 047 | 048 | 049 | 050 | 051 | 052 | 053 | 054 | 055 | 056 | 057 | 058 | 059 | 060 | 061 | 062 |
| В | 063 | 064 | 065 | 066 | 067 | 068 | 069 | 070 | 071 | 072 | 073 | 074 | 075 | 076 | 077 | 078 | 079 | 080 | 081 | 082 | 083 | 084 | 085 | 086 | 087 | 088 | 089 | 090 | 091 | 092 | 093 |
| Г | 094 | 095 | 096 | 097 | 098 | 099 | 100 | 101 | 102 | 103 | 104 | 105 | 106 | 107 | 108 | 109 | 110 | 111 | 112 | 113 | 114 | 115 | 116 | 117 | 118 | 119 | 120 | 121 | 122 | 123 | 124 |
| Д | 125 | 126 | 127 | 128 | 129 | 130 | 131 | 132 | 133 | 134 | 135 | 136 | 137 | 138 | 139 | 140 | 141 | 142 | 143 | 144 | 145 | 146 | 147 | 148 | 149 | 150 | 151 | 152 | 153 | 154 | 155 |
| Е (Ё) | 156 | 157 | 158 | 159 | 160 | 161 | 162 | 163 | 164 | 165 | 166 | 167 | 168 | 169 | 170 | 171 | 172 | 173 | 174 | 175 | 176 | 177 | 178 | 179 | 180 | 181 | 182 | 183 | 184 | 185 | 186 |
| Ж | 187 | 188 | 189 | 190 | 191 | 192 | 193 | 194 | 195 | 196 | 197 | 198 | 199 | 200 | 201 | 202 | 203 | 204 | 205 | 206 | 207 | 208 | 209 | 210 | 211 | 212 | 213 | 214 | 215 | 216 | 217 |
| З | 218 | 219 | 220 | 221 | 222 | 223 | 224 | 225 | 226 | 227 | 228 | 229 | 230 | 231 | 232 | 233 | 234 | 235 | 236 | 237 | 238 | 239 | 240 | 241 | 242 | 243 | 244 | 245 | 246 | 247 | 248 |
| И (Й) | 249 | 250 | 251 | 252 | 253 | 254 | 255 | 256 | 257 | 258 | 259 | 260 | 261 | 262 | 263 | 264 | 265 | 266 | 267 | 268 | 269 | 270 | 271 | 272 | 273 | 274 | 275 | 276 | 277 | 278 | 279 |
| К | 280 | 281 | 282 | 283 | 284 | 285 | 286 | 287 | 288 | 289 | 290 | 291 | 292 | 293 | 294 | 295 | 296 | 297 | 298 | 299 | 300 | 301 | 302 | 303 | 304 | 305 | 306 | 307 | 308 | 309 | 310 |
| Л | 311 | 312 | 313 | 314 | 315 | 316 | 317 | 318 | 319 | 320 | 321 | 322 | 323 | 324 | 325 | 326 | 327 | 328 | 329 | 330 | 331 | 332 | 333 | 334 | 335 | 336 | 337 | 338 | 339 | 340 | 341 |
| М | 342 | 343 | 344 | 345 | 346 | 347 | 348 | 349 | 350 | 351 | 352 | 353 | 354 | 355 | 356 | 357 | 358 | 359 | 360 | 361 | 362 | 363 | 364 | 365 | 366 | 367 | 368 | 369 | 370 | 371 | 372 |
| Н | 373 | 374 | 375 | 376 | 377 | 378 | 379 | 380 | 381 | 382 | 383 | 384 | 385 | 386 | 387 | 388 | 389 | 390 | 391 | 392 | 393 | 394 | 395 | 396 | 397 | 398 | 399 | 400 | 401 | 402 | 403 |
| О | 404 | 405 | 406 | 407 | 408 | 409 | 410 | 411 | 412 | 413 | 414 | 415 | 416 | 417 | 418 | 419 | 420 | 421 | 422 | 423 | 424 | 425 | 426 | 427 | 428 | 429 | 430 | 431 | 432 | 433 | 434 |
| П | 435 | 436 | 437 | 438 | 439 | 440 | 441 | 442 | 443 | 444 | 445 | 446 | 447 | 448 | 449 | 450 | 451 | 452 | 453 | 454 | 455 | 456 | 457 | 458 | 459 | 460 | 461 | 462 | 463 | 464 | 465 |
| Р | 466 | 467 | 468 | 469 | 470 | 471 | 472 | 473 | 474 | 475 | 476 | 477 | 478 | 479 | 480 | 481 | 482 | 483 | 484 | 485 | 486 | 487 | 488 | 489 | 490 | 491 | 492 | 493 | 494 | 495 | 496 |
| С | 497 | 498 | 499 | 500 | 501 | 502 | 503 | 504 | 505 | 506 | 507 | 508 | 509 | 510 | 511 | 512 | 513 | 514 | 515 | 516 | 517 | 518 | 519 | 520 | 521 | 522 | 523 | 524 | 525 | 526 | 527 |
| Т | 528 | 529 | 530 | 531 | 532 | 533 | 534 | 535 | 536 | 537 | 538 | 539 | 540 | 541 | 542 | 543 | 544 | 545 | 546 | 547 | 548 | 549 | 550 | 551 | 552 | 553 | 554 | 555 | 556 | 557 | 558 |
| У | 559 | 560 | 561 | 562 | 563 | 564 | 565 | 566 | 567 | 568 | 569 | 570 | 571 | 572 | 573 | 574 | 575 | 576 | 577 | 578 | 579 | 580 | 581 | 582 | 583 | 584 | 585 | 586 | 587 | 588 | 589 |
| Ф | 590 | 591 | 592 | 593 | 594 | 595 | 596 | 597 | 598 | 599 | 600 | 601 | 602 | 603 | 604 | 605 | 606 | 607 | 608 | 609 | 610 | 611 | 612 | 613 | 614 | 615 | 616 | 617 | 618 | 619 | 620 |
| Х | 621 | 622 | 623 | 624 | 625 | 626 | 627 | 628 | 629 | 630 | 631 | 632 | 633 | 634 | 635 | 636 | 637 | 638 | 639 | 640 | 641 | 642 | 643 | 644 | 645 | 646 | 647 | 648 | 649 | 650 | 651 |
| Ц | 652 | 653 | 654 | 655 | 656 | 657 | 658 | 659 | 660 | 661 | 662 | 663 | 664 | 665 | 666 | 667 | 668 | 669 | 670 | 671 | 672 | 673 | 674 | 675 | 676 | 677 | 678 | 679 | 680 | 681 | 682 |
| Ч | 683 | 684 | 685 | 686 | 687 | 688 | 689 | 690 | 691 | 692 | 693 | 694 | 695 | 696 | 697 | 698 | 699 | 700 | 701 | 702 | 703 | 704 | 705 | 706 | 707 | 708 | 709 | 710 | 711 | 712 | 713 |
| Ш | 714 | 715 | 716 | 717 | 718 | 719 | 720 | 721 | 722 | 723 | 724 | 725 | 726 | 727 | 728 | 729 | 730 | 731 | 732 | 733 | 734 | 735 | 736 | 737 | 738 | 739 | 740 | 741 | 742 | 743 | 744 |
| Щ | 745 | 746 | 747 | 748 | 749 | 750 | 751 | 752 | 753 | 754 | 755 | 756 | 757 | 758 | 759 | 760 | 761 | 762 | 763 | 764 | 765 | 766 | 767 | 768 | 769 | 770 | 771 | 772 | 773 | 774 | 775 |
| Ъ | 776 | 777 | 778 | 779 | 780 | 781 | 782 | 783 | 784 | 785 | 786 | 787 | 788 | 789 | 790 | 791 | 792 | 793 | 794 | 795 | 796 | 797 | 798 | 799 | 800 | 801 | 802 | 803 | 804 | 805 | 806 |
| Ы | 807 | 808 | 809 | 810 | 811 | 812 | 813 | 814 | 815 | 816 | 817 | 818 | 819 | 820 | 821 | 822 | 823 | 824 | 825 | 826 | 827 | 828 | 829 | 830 | 831 | 832 | 833 | 834 | 835 | 836 | 837 |
| Ь | 838 | 839 | 840 | 841 | 842 | 843 | 844 | 845 | 846 | 847 | 848 | 849 | 850 | 851 | 852 | 853 | 854 | 855 | 856 | 857 | 858 | 859 | 860 | 861 | 862 | 863 | 864 | 865 | 866 | 867 | 868 |
| Э | 869 | 870 | 871 | 872 | 873 | 874 | 875 | 876 | 877 | 878 | 879 | 880 | 881 | 882 | 883 | 884 | 885 | 886 | 887 | 888 | 889 | 890 | 891 | 892 | 893 | 894 | 895 | 896 | 897 | 898 | 899 |
| Ю | 900 | 901 | 902 | 903 | 904 | 905 | 906 | 907 | 908 | 909 | 910 | 911 | 912 | 913 | 914 | 915 | 916 | 917 | 918 | 919 | 920 | 921 | 922 | 923 | 924 | 925 | 926 | 927 | 928 | 929 | 930 |
| Я | 931 | 932 | 933 | 934 | 935 | 936 | 937 | 938 | 939 | 940 | 941 | 942 | 943 | 944 | 945 | 946 | 947 | 948 | 949 | 950 | 951 | 952 | 953 | 954 | 955 | 956 | 957 | 958 | 959 | 960 | 961 |
Рис.4.10. Таблица шифрозамен для шифра Порты
Шифрование выполняется парами букв исходного сообщения. Первая буква пары указывает на строку шифрозамены, вторая - на столбец. В случае нечетного количества букв в исходном сообщении к нему добавляется вспомогательный символ («пустой знак»). Например, исходное сообщение «АБ РА МО В», зашифрованное – «002 466 355 093». В качестве вспомогательного символа использована буква «Я».
Шифр Playfair (англ. «Честная игра»). В начале 1850-х гг. Чарлз Уитстон придумал так называемый «прямоугольный шифр». Леон Плейфер, близкий друг Уитстона, рассказал об этом шифре во время официального обеда в 1854 г. министру внутренних дел лорду Пальмерстону и принцу Альберту. А поскольку Плейфер был хорошо известен в военных и дипломатических кругах, то за творением Уитстона навечно закрепилось название «шифр Плейфера».
Данный шифр стал первым буквенным биграммным шифром (в биграммной таблице Порты использовались символы, а не буквы). Он был предназначен для обеспечения секретности телеграфной связи и применялся британскими войсками в Англо-бурской и Первой мировой войнах. Им пользовалась также австралийская служба береговой охраны островов во время Второй мировой войны.
Шифр предусматривает шифрование пар символов (биграмм). Таким образом, этот шифр более устойчив к взлому по сравнению с шифром простой замены, так как затрудняется частотный анализ. Он может быть проведен, но не для 26 возможных символов (латинский алфавит), а для 26 х 26 = 676 возможных биграмм. Анализ частоты биграмм возможен, но является значительно более трудным и требует намного большего объема зашифрованного текста.
Для шифрования сообщения необходимо разбить его на биграммы (группы из двух символов), при этом, если в биграмме встретятся два одинаковых символа, то между ними добавляется заранее оговоренный вспомогательный символ (в оригинале – X , для русского алфавита - Я ). Например, «зашифрованное сообщение» становится «за ши фр ов ан но ес оЯ об ще ни еЯ ». Для формирования ключевой таблицы выбирается лозунг и далее она заполняется по правилам шифрующей системы Трисемуса. Например, для лозунга «ДЯДИНА» ключевая таблица выглядит следующим образом.
| Д | Я | И | Н | А | Б |
| В | Г | Е | Ё | Ж | З |
| Й | К | Л | М | О | П |
| Р | С | Т | У | Ф | Х |
| Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы |
| Ь | Э | Ю | - | 1 | 2 |
Рис.4.11. Ключевая таблица для шифра Playfair
Затем, руководствуясь следующими правилами, выполняется зашифровывание пар символов исходного текста:
1. Если символы биграммы исходного текста встречаются в одной строке, то эти символы замещаются на символы, расположенные в ближайших столбцах справа от соответствующих символов. Если символ является последним в строке, то он заменяется на первый символ этой же строки.
2. Если символы биграммы исходного текста встречаются в одном столбце, то они преобразуются в символы того же столбца, находящимися непосредственно под ними. Если символ является нижним в столбце, то он заменяется на первый символ этого же столбца.
3. Если символы биграммы исходного текста находятся в разных столбцах и разных строках, то они заменяются на символы, находящиеся в тех же строках, но соответствующие другим углам прямоугольника.
Пример шифрования.
Биграмма «за» формирует прямоугольник – заменяется на «жб»;
Биграмма «ши» находятся в одном столбце – заменяется на «юе»;
Биграмма «фр» находятся в одной строке – заменяется на «хс»;
Биграмма «ов» формирует прямоугольник – заменяется на «йж»;
Биграмма «ан» находятся в одной строке – заменяется на «ба»;
Биграмма «но» формирует прямоугольник – заменяется на «ам»;
Биграмма «ес» формирует прямоугольник – заменяется на «гт»;
Биграмма «оя» формирует прямоугольник – заменяется на «ка»;
Биграмма «об» формирует прямоугольник – заменяется на «па»;
Биграмма «ще» формирует прямоугольник – заменяется на «шё»;
Биграмма «ни» формирует прямоугольник – заменяется на «ан»;
Биграмма «ея» формирует прямоугольник – заменяется на «ги».
Шифрограмма – «жб юе хс йж ба ам гт ка па шё ан ги».
Для расшифровки необходимо использовать инверсию этих правил, откидывая символы Я (или Х ), если они не несут смысла в исходном сообщении.
Он состоял из двух дисков – внешнего неподвижного и внутреннего подвижного дисков, на которые были нанесены буквы алфавита. Процесс шифрования заключался в нахождении буквы открытого текста на внешнем диске и замене ее на букву с внутреннего диска, стоящую под ней. После этого внутренний диск сдвигался на одну позицию и шифрование второй буквы производилось уже по новому шифралфавиту. Ключом данного шифра являлся порядок расположения букв на дисках и начальное положение внутреннего диска относительно внешнего.
Таблица Трисемуса. Одним из шифров, придуманных немецким аббатом Трисемусом, стал многоалфавитный шифр, основанный на так называемой «таблице Трисемуса» - таблице со стороной равной n , где n – количество символов в алфавите. В первой строке матрицы записываются буквы в порядке их очередности в алфавите, во второй – та же последовательность букв, но с циклическим сдвигом на одну позицию влево, в третьей – с циклическим сдвигом на две позиции влево и т.д.
| А | Б | В | Г | Д | Е | Ё | Ж | З | И | Й | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я |
| Б | В | Г | Д | Е | Ё | Ж | З | И | Й | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я | А |
| В | Г | Д | Е | Ё | Ж | З | И | Й | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я | А | Б |
| Г | Д | Е | Ё | Ж | З | И | Й | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я | А | Б | В |
| Д | Е | Ё | Ж | З | И | Й | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я | А | Б | В | Г |
| Е | Ё | Ж | З | И | Й | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я | А | Б | В | Г | Д |
| Ё | Ж | З | И | Й | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я | А | Б | В | Г | Д | Е |
| Ж | З | И | Й | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я | А | Б | В | Г | Д | Е | Ё |
| З | И | Й | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я | А | Б | В | Г | Д | Е | Ё | Ж |
| И | Й | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я | А | Б | В | Г | Д | Е | Ё | Ж | З |
| Й | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я | А | Б | В | Г | Д | Е | Ё | Ж | З | И |
| К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я | А | Б | В | Г | Д | Е | Ё | Ж | З | И | Й |
| Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я | А | Б | В | Г | Д | Е | Ё | Ж | З | И | Й | К |
| М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я | А | Б | В | Г | Д | Е | Ё | Ж | З | И | Й | К | Л |
| Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я | А | Б | В | Г | Д | Е | Ё | Ж | З | И | Й | К | Л | М |
| О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я | А | Б | В | Г | Д | Е | Ё | Ж | З | И | Й | К | Л | М | Н |
| П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я | А | Б | В | Г | Д | Е | Ё | Ж | З | И | Й | К | Л | М | Н | О |
| Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я | А | Б | В | Г | Д | Е | Ё | Ж | З | И | Й | К | Л | М | Н | О | П |
| С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я | А | Б | В | Г | Д | Е | Ё | Ж | З | И | Й | К | Л | М | Н | О | П | Р |
| Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я | А | Б | В | Г | Д | Е | Ё | Ж | З | И | Й | К | Л | М | Н | О | П | Р | С |
| У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я | А | Б | В | Г | Д | Е | Ё | Ж | З | И | Й | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т |
| Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я | А | Б | В | Г | Д | Е | Ё | Ж | З | И | Й | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У |
| Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я | А | Б | В | Г | Д | Е | Ё | Ж | З | И | Й | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф |
| Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я | А | Б | В | Г | Д | Е | Ё | Ж | З | И | Й | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х |
| Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я | А | Б | В | Г | Д | Е | Ё | Ж | З | И | Й | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц |
| Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я | А | Б | В | Г | Д | Е | Ё | Ж | З | И | Й | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч |
| Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я | А | Б | В | Г | Д | Е | Ё | Ж | З | И | Й | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш |
| Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я | А | Б | В | Г | Д | Е | Ё | Ж | З | И | Й | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ |
| Ы | Ь | Э | Ю | Я | А | Б | В | Г | Д | Е | Ё | Ж | З | И | Й | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ |
| Ь | Э | Ю | Я | А | Б | В | Г | Д | Е | Ё | Ж | З | И | Й | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы |
| Э | Ю | Я | А | Б | В | Г | Д | Е | Ё | Ж | З | И | Й | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь |
| Ю | Я | А | Б | В | Г | Д | Е | Ё | Ж | З | И | Й | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э |
| Я | А | Б | В | Г | Д | Е | Ё | Ж | З | И | Й | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю |
Рис.4.17. Таблица Трисемуса
Первая строка является одновременно и алфавитом для букв открытого текста. Первая буква текста шифруется по первой строке, вторая буква по второй и так далее. После использования последней строки вновь возвращаются к первой. Так сообщение «АБРАМОВ» приобретет вид «АВТГРУЗ».
Система шифрования Виженера. В 1586 г. французский дипломат Блез Виженер представил перед комиссией Генриха III описание простого, но довольно стойкого шифра, в основе которого лежит таблица Трисемуса.
Перед шифрованием выбирается ключ из символов алфавита. Сама процедура шифрования заключается в следующем. По i-ому символу открытого сообщения в первой строке определяется столбец, а по i-ому символу ключа в крайнем левом столбце – строка. На пересечении строки и столбца будет находиться i-ый символ, помещаемый в шифрограмму. Если длина ключа меньше сообщения, то он используется повторно. Например, исходное сообщение «АБРАМОВ», ключ – «ДЯДИНА», шифрограмма – «ДАФИЪОЁ».
Справедливости ради, следует отметить, что авторство данного шифра принадлежит итальянцу Джованни Батиста Беллазо, который описал его в 1553 г. История «проигнорировала важный факт и назвала шифр именем Виженера, несмотря на то, что он ничего не сделал для его создания» . Беллазо предложил называть секретное слово или фразу паролем (ит. password; фр. parole - слово).
В 1863 г. Фридрих Касиски опубликовал алгоритм атаки на этот шифр, хотя известны случаи его взлома шифра некоторыми опытными криптоаналитиками и ранее. В частности, в 1854 г. шифр был взломан изобретателем первой аналитической вычислительной машины Чарльзом Бэббиджем, хотя этот факт стал известен только в XX в., когда группа ученых разбирала вычисления и личные заметки Бэббиджа . Несмотря на это шифр Виженера имел репутацию исключительно стойкого к «ручному» взлому еще долгое время. Так, известный писатель и математик Чарльз Лютвидж Доджсон (Льюис Кэрролл) в своей статье «Алфавитный шифр», опубликованной в детском журнале в 1868 г., назвал шифр Виженера невзламываемым. В 1917 г. научно-популярный журнал «Scientific American» также отозвался о шифре Виженера, как о неподдающемся взлому .
Роторные машины. Идеи Альберти и Беллазо использовались при создании электромеханических роторных машин первой половины ХХ века. Некоторые из них использовались в разных странах вплоть до 1980-х годов. В большинстве из них использовались роторы (механические колеса), взаимное расположение которых определяло текущий алфавит шифрозамен, используемый для выполнения подстановки. Наиболее известной из роторных машин является немецкая машина времен Второй мировой войны «Энигма» .
Выходные штыри одного ротора соединены с входными штырями следующего ротора и при нажатии символа исходного сообщения на клавиатуре замыкали электрическую цепь, в результате чего загоралась лампочка с символом шифрозамены.
Рис.4.19. Роторная система Энигмы [www.cryptomuseum.com ]
Шифрующее действие «Энигмы» показано для двух последовательно нажатых клавиш - ток течёт через роторы, «отражается» от рефлектора, затем снова через роторы.
Рис.4.20. Схема шифрования
Примечание. Серыми линиями показаны другие возможные электрические цепи внутри каждого ротора. Буква A шифруется по-разному при последовательных нажатиях одной клавиши, сначала в G , затем в C . Сигнал идет по другому маршруту за счёт поворота одного из роторов после нажатия предыдущей буквы исходного сообщения.
3. Дайте характеристику разновидностям шифров замены.
Веб-дизайнеры и разработчики любят бросаться жаргонами и заумными фразами, которые нам иногда сложно понять. В этой статье речь пойдет о семантическом коде. Давайте разберемся, что же это такое!
Что такое семантический код?
Даже если вы не веб-дизайнер, вы наверное знаете, что ваш сайт был написан в HTML. HTML был первоначально предназначен как средство описывающие содержание документа, а не как средство, чтобы сделать вид визуально приятным. Семантический код возвращается к этой оригинальной концепции и призывает веб-дизайнеров писать код, который описывает содержание, а не то как оно должно выглядеть. Например, заголовок страницы может быть запрограммирован следующим образом:
Это заголовок страницы
Это сделало бы название крупным и жирным, придавая ему вид заголовка страницы, но в нем нет ничего, что описывает его как “заголовок” в коде. Это означает, что компьютер не может определить это как заголовок страницы.
При написание названия семантически для того, чтобы компьютер распознавал его как “заголовок”, мы должны использовать следующий код:
Это заголовок
Внешний вид заголовка может быть определен в отдельном файле, который называется “каскадные таблицы стилей” (CSS), при этом не вмешиваясь в ваш описательный (семантический) код HTML.
Чем важен семантический код?
Возможность компьютера правильно распознавать контент важно по нескольким причинам:
- Многие слабовидящие люди полагаются на речевые браузеры для чтения страниц. Такие программы не смогут точно интерпретировать страницы, если они не были четко разъяснены. Другими словами, семантический код служит средством доступности.
- Поисковые системы должны понимать о чем ваш контент, для того чтобы правильно ранжировать вас в поисковиках. У семантического кода есть репутация по улучшению ваших размещений в поисковых системах, так как его легко понимают “поисковые роботы”.
Также у семантического кода есть и другие преимущества:
- Как вы видите из приведенного выше примера, семантический код короче, а загрузка быстрее.
- Семантический код облегчает обновления на сайте, так как вы можете применять стили к заголовкам по всему сайте, а не постранично.
- Семантический код прост для понимания, поэтому, если новый веб-дизайнер подхватывает данный код, то ему будет легко его разобрать.
- Поскольку семантический код не содержит элементы дизайна, то тогда изменить внешний вид веб-сайта можна без перекодирования всего HTML.
- Еще раз, потому что дизайн проводится отдельно от содержания, семантический код позволяет любому желающему добавить или редактировать страницы без необходимости хорошего глаза на дизайн. Вы просто описываете содержание, а CSS определяет как это содержание будет выглядить.
Как убедиться в том, что веб-сайт использует семантический код?
На данный момент не существует инструмента, который может проверить наличие семантического кода. Все сводится к проверке наличия в коде цветов, шрифтов или макетов, вместо описания контента. Если анализ кода звучит страшновато, то прекрасной отправной точкой будет вопрос к вашему веб-дизайнеру - кодирует ли он соблюдая семантику? Если он тупо на вас смотрит или начинает нелепую болтовню, то тогда вы можете быть уверены, что он не кодирует данным способом. В этот момент вы должны решить, предоставите ли ему новое направление в работе, или найдете себе нового дизайнера?!
Целью тегов HTML является передача смысла документу. Не беспокойтесь о том, как ваша веб-страница выглядит. Сосредоточьтесь на значении каждого тега, который вы будете использовать.
В зависимости от написанного вами содержимого, вы можете выбрать подходящий элемент, соответствующий смыслу текста.
Диапазон элементов достаточно широк, чтобы он подходил и для материалов общего назначения (например, абзацы или списки) и для более конкретного содержимого, вроде
Структурные элементы: организация страницы
Структурные элементы позволяют организовать основные части вашей страницы. Они обычно содержат другие элементы HTML.
Вот что типичная веб-страница может в себя включать:
в качестве первого элемента страницы, который может включать в себя логотип и слоган; в качестве заголовка страницы;
в качестве основного содержимого страницы, вроде статьи блога;
Текстовые элементы: определение контента
Внутри структурных элементов вы обычно находите текстовые элементы, призванные определить цель вашего содержимого.
Вы, в основном, будете использовать:
Для абзацев;
-
для (неупорядоченных) списков;
-
для (упорядоченных) списков;
- для отдельных пунктов списка;
для цитат.
Строчные элементы: различный текст
Поскольку текстовые элементы могут быть длинными, но с разным содержанием, строчные элементы позволяют различать части текста.
Есть много строчных элементов, но вы обычно столкнётесь со следующими:
Просто читая этот код HTML, вы можете легко понять, что означает каждый элемент HTML .
Какие-то всякие разные штуки и некоторые выделенные и
даже важные слова.
Другой абзац.
Основной заголовок страницы
Подзаголовок
Однажды сказано
Общие элементы
Когда ни один семантический элемент не подходит для вашего содержимого, но вы всё ещё хотите вставить элемент HTML (в целях группирования или стилизации), то можете остановиться на одном из двух общих элементов:
- для блочных элементов;
- для строчных элементов.
Хотя эти элементы HTML на самом деле не несут какого-либо смысла , они пригодятся когда мы начнём использовать CSS.
Не заморачивайтесь на семантике
Существует около 100 семантических элементов HTML на выбор. Это много. Может оказаться непреодолимым пройтись по этому списку и выбрать соответствующий элемент для вашего контента.
Но не тратьте слишком много времени, беспокоясь об этом. Если вы будете придерживаться следующего списка на данный момент, этого будет достаточно.
Структурные Текстовые Строчные
Загрузка...
