Первый номер. 2021 г. (г. Липецк)

ПЕРВЫЙ НОМЕР 16 августа 2021 года № 32 (355) НАНОТЕХНОЛОГИЧНО 17 ОНИ ШИФРОВАЛИ ИСТОРИЮ А I Криптографическая машина «Фиалка», 1970-е гг., СССР | В рубрике «Нанотехнологично «Первый номер» продолжает знакомить вас с ведущими изобретениями прошлого и настоящего, которые позволяют человечеству заглянуть в завтрашний день науки и технологий. На этот раз поговорим о криптографии — искусстве шифрования и защиты информации. экзотический язык, на котором говорят немногочисленные народы. Например, эстонцы шутят, что, находясь за грани ­ цей, можно использовать их слова как элементы шифра — вероятность того, что рядом окажется эстонец, крайне мала. форизм «Кто владеет информа ­ цией, тот владеет миром» при ­ писывают немецкому банкиру Натану Ротшильду. В его случае это дей ­ ствительно так: реальная информация о победе британцев в битве при Ватерлоо, полученная им раньше других, позволи ­ ла заработать миллионы фунтов стерлин ­ гов игрой на бирже. Однако, чтобы информация не попа ­ ла в руки недоброжелателей, с древней ­ ших времён человечество задумывалось, как её защитить. Итогом многовековых изысканий стала криптографическая на ­ ука. Какой язык, по мнению носителей, шифрования не требует шифрования и кто взломал самую сложную шифровальную машину в истории человечества, в материале «Первого номера». От папируса до паролей Вернёмся к истории. В 486 году до н. э. был разработан прибор для шифрования военных сообщений, названный «Скита- ла». Солдаты оборачивали полоску папи ­ руса вокруг куска дерева. Сообщение было написано на папирусе, а когда его сни ­ мали с дерева, разные части сообщения бы зашифровать сообщение, необходим Век «Энигмы» оказывались на разных частях папируса. ключ (пароль), а также алфавит — общие Только когда материал снова оборачива ли вокруг подходящего основания, можно шифрования. было понять истинный смысл послания. Самый известный традиционный метод шифр Цезаря. Согласно В 1923 году немецкий инженер Артур характеристики традиционных методов Шербиус изобрёл машину «Энигма». В конечном итоге немецкое правитель ­ ство завладело патентом на изобретение и усовершенствовало его, создав аппарат, который использовался во время Второй мировой. Он состоял из пяти роторов, ко ­ торые меняли буквы алфавита. Обратный процесс мог расшифровать сообщение. ревянного цилиндра с 26 дисками, кото ­ рые могли вращаться вокруг шпинделя. К замене битов В 1790-х годах Томас Джефферсон изо легенде, великий римский полководец брёл колёсный шифр, состоящий из де и император создал его между 50 и 60 го дами до нашей эры. Он работал по прин ципу подстановки, когда каждая буква На каждом из них в случайном порядке Шифр машины взломал в 1930-х годах заменяется на другую, например, на бук- были записаны буквы алфавита. Диски польский математик Мариан Реевский. ву, удалённую в алфавите на три позиции поворачивались, чтобы создать сообще- Роторная «Энигма» стала основой для от исходной (вместо «а» следовало чи- ние, тем самым образуя его зашифрован- многих шифровальных машин, но все тать «г». — Прим. ред). Эта простая идея ное представление в специальном ряду они были взломаны. Большая роль в соз- была очень эффективным и успешным из символов. Чтобы расшифровать их, по- дании теории взлома роторных машин решением, поскольку немногие люди лучатель должен был иметь идентичное принадлежит английскому математику умели читать и писать. В Европе периода колесо с дисками, расположенными та- Алану Тьюрингу, которого по праву назы- между 500 и 1 400 годами н. э. наступил ким же образом. Подобные устройства ис- вают отцом современных компьютеров. «тёмный век криптографии». Значитель- пользовались американскими военными В XX веке было много попыток построить ная часть знаний о шифровании была утрачена, поскольку оно считалось чёр ­ ной магией и, следовательно, было запре- Секрет как искусство Криптография — искусство шифрова- ния и расшифровки закодированных со- г . . ). е е ста е е в с е а ь я общений. Всё начиналось с простой заме- а е ь э е т с е з с в в. т ас вать х, ­ ны букв. Затем появились специальные е е е , с ь е г е машины для шифрования сообщений. . к ес с с а , ас е та- Сегодня основное внимание уделяется е 5 1 г а . э. аст же о аз . е уст ства ис- цифровому шифрованию, которое вы- «тё н й век криптогра и ». Значитель- ьз а сь а е а с е полняется с помощью компьютеров. Ос- а асть з а о а во время Первой мировой. Самый старый безопасный шифр, однако большинство из новным компонентом любой традицион- , - алгоритм шифрования, который исполь- них утратили свою актуальность. Крипто ­ ной техники шифрования был алфавит. маг е и, с е вате ь , за - зуется и сегодня, разработал в 1917 году графия сегодня — это динамично развива- Историки считают, что первый случай щено. В 1553 году итальянский криптолог американский инженер Гилберт Вернам. проявления криптографии имел место Джован Беллазо впервые упомянул идею ещё в Древнем Китае, где сама письмен ­ ность использовалась в качестве техники шифрования. Только гражданам высшего требовался правильный пароль. В 1585 класса там разрешалось обучаться читать и писать. Поэтому они могли передавать друг другу секретные письменные сооб ­ щения, не опасаясь, что крестьяне смогут |браться в них. Сегодня с той же це- можно использовать какой-нибудь Это версия одноразового блокнота. От правитель шифрует сообщение, исполь ющаяся область исследований. Постоян ­ но создаются новые шифры, внедряются стандарты. Их главная цель — обеспечить безопасность государства и частной жиз ­ ни его граждан. Каждый день, общаясь по пароля. Он предложил тип шифрования, в котором для расшифровки сообщения зуя случайно сгенерированный ключ, и добавляет каждый бит ключа к соответ ­ ствующему биту сообщения. Получатель электронной почте, в мессенджерах, мы мо- затем расшифровывает сообщение путём жем быть уверены, что наша переписка не вычитания того же ключа. Шифр Верна- ма — единственная традиционная тех ­ ника шифрования, которая обеспечивает совершенную секретность. Ё | году французский дипломат и матема ­ тик Блез де Виженер написал книгу, ко ­ торую можно рассматривать как переход от традиционных методов шифрования к современным. В ней он объяснил пер ­ вую систему шифровальных ключей. Что- попадёт в руки недоброжелателей. Текст и фото: кандидат технических наук, доцеН1 ЛГТУ Антон Сысоев