Закрыть

Шифратор Джнфферсона

Автор: Васин Алексей
Опубликовано 06.05.2008 в 02:41
Раздел: Криптография
Теги:

В конце XVIII века криптография обогатилась замечательным изобретением. Его автор - государственный деятель, первый государственный секретарь, а затем и президент Америки Томас Джефферсон. Свою систему шифрования он назвал «дисковым шифром». Этот шифр реализовался с помощью специального устройства, впоследствии названного шифратором Джефферсона.

Конструкция шифратора может быть вкратце описана следующим образом. Деревянный цилиндр разрезается на 36 дисков (количество дисков может быть и иным). Эти диски насаживаются на одну общую ось таким образом, чтобы они могли независимо поворачиваться вокруг нее. На боковых поверхностях дисков выписываются все буквы английского алфавита в произвольном порядке. Порядок следования букв на различных дисках может быть различным. На поверхности цилиндра выделяется линия, параллельная его оси. При шифровании открытый текст разбивается на группы по 36 знаков, затем первая буква группы фиксируется положением первого диска по выделенной линии, вторая - второго диска и т. д. Шифрованный текст образуется путем считывания последовательности букв с любой линии, параллельной выделенной. При расшифровании на аналогичном шифраторе полученный шифр-текст выписывается путем поворота дисков по выделенной линии, а открытый текст отыскивается среди параллельных ей линий путем осмысленного прочтения возможных вариантов. При таком расшифровании принципиально возможно появление различных вариантов открытого сообщения, но, как показал накопившийся к тому времени опыт, это событие, весьма маловероятно, осмысленный текст читался только по одной из возможных линий.

Шифратор Джефферсона реализует ранее известный щифр многоалфавитной замены, а его ключом является порядок расположения букв на каждом диске, а также порядок расположения этих дисков на общей оси. Количество ключей огромно: оно равно 36!26!, то есть имеет порядок .

Это изобретение стало предвестником появления так называемых дисковых шифраторов, нашедших широкое распространение в развитых странах в XX веке. Шифратор, совершенно аналогичный шифратору Джефферсона, использовался в армии США во время II Мировой войны. Однако при жизни Джеффереона судьба его изобретения сложилась, неудачно.

Будучи госсекретарем, сам Джефферсон продолжал использовать традиционные коды (номенклаторы) и шифры типа шифра Риясенера. Он очень осторожно относился к своему изобретению и считал, что его нужно основательно проанализировать. С этой целью он длительное время поддержадал связь с математиком Р. Паттерсоном.

В результате обмена информацией Паттерсон предложил свой собственный шифр, который по его мнению, являлся более,надежным, чем шифр Джефферсона. Этот шифр представлял собой шифр (вертикальной перестановки с введением «пустышек». По стойкости он значительно уступал шифру Джефферсона, однако Джефферсон принял доводы своего корреспондента и признал его шифр более, приемлемщм для использования. Таким образом, Джефферсон сам не оценил глубины своего собственного изобретения.

В ХХ веке криптоаналитики СЩА признали высокую стойкость, шифра Джефферсона. Они даже назвали, его автора отцом "американского шифровального дела".

В связи с указанным эпизодом, можно особо выделить два момента. С одной стороны, уже будучи президентом, Джёфферсон не навязывал употребления изобретенного им шифра. С другой стороны, поскольку его изобретение попало в архив, оно неизбежно повторилось в будущем. До обнаружения «архивного шифра» Джефферсона новые криптографы самостоятельно изобрели аналогичные шифры. В истории криптографии имеются многочисленные примеры, иллюстрирующие забвение старых идей и попытки изобретения «нового колеса». И в наши дни дилетанты от криптографии изобретают свои собственные «недешифруемые» шифры, которые на самом деле оказываются легко раскрываемыми.

Изобретение Джефферсона в конце XIX века повторил француз Этьен Базери («цилиндр Базери»). Однако и его устройство было отвергнуто из-за «чрезвычайной сложности» как в изготовлений, так и в применении. Базери упростил свою систему, объявив порядок расположения букв на дисках несе-кретным. Ключом шифра являлся лишь порядок расположения дисков. Порядок же расположения букв алфавита для удобства запоминания образовывался из легко запоминаемых лозунгов - фраз для каждого диска. Однако, при таком упрощении шифр значительно утратил свою стойкость. Маркиз де Виари показал пример дешифрования этого шифра. Упрощенный вариант опять был отвергнут, а сам шифр вторично забыт.

В начале XX века трудами Паркера Хитта (США) Идея дискового шифратора была еще раз повторена. При этом Она приняла вид «полоскового шифра», значительно более простого в изготовлении. Полоски с удвоенным алфавитом, закрепленные в рамку, гораздо более технологичны, чем деревянные диски с алфавитом. Смысл шифрования и расшифрования остался тем же, что и в изобретении Джефферсона, однако сложные диски были заменены на легко воспроизводимые «полоски» из твердого материала (например, картона, металла и т. д.). Значимость этого изобретения заключается не в появлении новых криптографических идей, а в технологической простоте их воплощения.

В 20-х годах XX века шифр Джефферосона был изббретен в четвертый раз. Это опять произошло в США. Криптоаналитики, повторив изобретение, пришли к выводу о достаточной стойкости и простоте этого шифра, и армия США приняла его на вооружение. Но самое главное последствие изобретения Джефферсона - это появление в XX веке первых сложных электромеханических устройств. Как уже отмечалось ранее, криптография носила не только государственный характер. Так, например, шифры разрабатывались и широко использовались масонами.

Комментарии (0)

Комментировать могут только зарегистрированные пользователи

Подразделы
Новые статьи
Aрхив статей