История криптографии Криптография во II половине XIXв. Начала научной криптографии.

1. История криптографии Криптография во II половине XIXв. Начала научной криптографии.

2. Предпосылки развития научной криптографии - Появление телеграфа в середине 19 в. - Развитие математики, в частности алгебры, теории вероятностей, комбинаторики. - Накопление значительного опыта криптоанализа. - Войны в Европе, Америке, колониальные войны: а) Наполеоновские войны 1800-1815 г. б) Англо-американская война 1812 г. в) Войны за объединение Германии 1864-1871 г.: Датско-Прусская 1864 г., Австро-Прусская 1866г., Франко-Пруская 1870-1871гг. г) Англо-бурские войны: Первая (1800-1880) и Вторая (1899-1902). д) Опиумные войны в Китае 1840-42 и 1856-60 гг.

3. Огюст Керкхоффс (1835-1903 г.) Труд «Военная криптография», 1883 г. 1. шифр должен быть физически, если не ма-тематически, невскрываемым; 2. система не должна требовать секрет-ности; 3. ключ должен быть простым, храниться в памяти без записи на бумаге, а также легко изменяемым по желанию корреспондентов; 3. зашифрованный текст должен легко передаваться по телеграфу; 4. аппарат для шифрования должен быть легко переносимым, работа с ним не должна требовать помощи нескольких лиц; 5. аппарат для шифрования должен быть прост в использовании, не требовать зна-чительных умственных усилий или соблю-дения большого кол-ва правил. рпс

4. Принцип Керкхоффса: стойкость шифра должна быть основана на секретности ключа, а не на секретности алгоритма

5. Линейка Сен-Сира В конце XIX в. криптография приобретает черты науки, а не толь-ко искусства, ее начинают изучать в военных академиях. Отметим роль французской военной академии Сен-Сир, в которой был разработан военно-полевой шифр «Линейка Сен-Сира». Эта линейка являлась механическим воплощением шифра Виже-нера и представляла собой картонную линейку с дважды нанесен-ным на нее алфавитом и бегунок с алфавитом, нанесенным еди-ножды. Для шифрования буквы открытого текста по букве лозунга, бегу-нок устанавливали так, чтобы буква А находилась над буквой ло-зунга. Тогда буква шифртекста оказывалась под буквой открытого текста. Развитие идеи — линейка с произвольно нанесенным алфавитом (а не в алфавитном порядке). Подверженность тесту Казиски при этом сохранялась.

6. Шифры Этьена Базери (1846-1931) Французский криптограф, известный дешифровальщик, критик современных ему криптографических систем. Известен созданием следующих шифров: - Цилиндр Базери (дисковый шифратор Джефферсона с 20-ю дисками); - Шифр Базери. Шифрование: открытый текст сначала шифруется простой заменой по лозунгу, а затем в полученном тексте производится периодическая перестановка. В шифртекст на заранее оговоренные места вставляются «пустышки». Оригинален способ составления лозунга для замены: ключ состоял из 2-3 букв, которые заменялись на их порядковые номера в алфавите, и записывались словами. Так получался лозунг. Пример: ключ «СА»=«19и1»=«девятнадцатьиодин»=«девятнацьио»

7. Этьен Базери дешифровал множество ранее зашифрованных исторических документов, в 1901 г. издал труд «Раскрытые секретные шифры», восстановил так называемый малый шифр Наполеона. Малый шифр Наполеона (код): A — 15, ar — 25, al — 39 B — 37, bu — 3, bo — 35, bi — 29 C — 6, ca — 32, ce — 20 D — 23, de — 52 E — 53, es — 82, et — 50, en — 68 F — 55, fa — 69, fe — 58, fo — 71 G — 81, ga — 51 H — 85, hi — 77 I — 119, jai — 122 J — 87, jai — 123 L — 96, lu — 103, le—117, la—106 M — 114, ma — 107 N — 115, ne — 94, ni—116 — 90, ot — 153 P — 137, po — 152 Q— 173, que — 136 R — 169, ra — 146, re — 126, ri — 148 S — 167, sa — 171, se — 177, si — 134, so — 168, su — 174 T — 176, ti — 145, to — 157 U — 138 V — 164, ve — 132, vi — 161, vo — 175 Z — 166

8. Прибор Вави-Попазова Еще один дисковый шифратор, изготовленный в 1916 г. подпоручиком Попазовым, состоял из 20 дисков. На ребрах первого и последнего были нанесены цифры от 1 до 30 по порядку, а на остальных — по 30 букв (смешанно). При заданном расположении дисков, ключом являлись цифра, буква и «ключ шага» - две буквы. Например, ключ 5Б, ключ шага — АГ. Сообщение делилось на части по 17 букв. Диски выставлялись так, чтобы на одной линии были ключ и 17 букв сообщения. Шифртекст считывался побуквенно и поочередно со строк, в которых на 2-м диске стояли буквы ключа шага. Например, фраза «ПРИБОРВАВИПОПАЗОВ» зашифруется в «ЖЭУФВЮОШГЕКЫФДЧГИ» (см. рисунок)

9. История криптографии Из истории российской криптографической службы

10. Образован в 1549 г. Иваном IV Грозным. Использовались тайнописи (литорея), простые перестановки (например, перестановка букв в слоге). С конца XVI в. русские послы начинают использовать простейшие шифры, получая ключи из Посольского приказа в Москве. В XVII-XVIII вв. в дипломатической переписке используются простые шифры, но в области криптоанализа (взлома иностранных шифров) успехов не наблюдается. При Петре I в 1702 году организована походная посольская канцелярия под руководством первого министра Ф. А. Головина. С 1710 года посольская канцелярия приобрела статус постоянного учреждения. Ее руководителями были позже Г.И. Головкин и П.П. Шафиров. Посольский приказ, посольская канцелярия.

11. В 1717 г. из Посольского приказа органи-зована Коллегия иностранных дел, пер-вым президентом (канцлером) которой был назначен Гаврила Головкин, прора-ботавший в этой должности до 1734 г. В дошедших до нас шифрах канцлера Головкина используется принцип простой замены в сочетании с использованием пустышек, кодовых обозначений для отдельных понятий, двух и более символов для замены гласных и т. д. Коллегия иностранных дел просущест-вовала до 1822 г., когда ее функции были переданы Министерству иностранных дел. Коллегия иностранных дел Канцлер Гаврила Головкин, 1720 г.

12. На мировой уровень россий-ская криптология вышла лишь в 40-х гг. XVIII в. В 1742 г. Елизаветой Петровной президентом Кол-легии иностранных дел был назначен Алексей Петрович Бестужев-Рюмин, работавший в этой должности до 1758 г. сделавший в России обя-зательной практику перлюст-рации дипломатической пере-писки. Для криптоаналитической работы привлекаются про-фессиональные математики, преимущественно иностран-ные. А. П. Бестужев-Рюмин

13. Первым, кого Бестужев-Рюмин привлек к данной работе стал известный математик Христиан Гольдбах, назначенный 18 марта 1742 года статским советником при Коллегии иностранных дел с окладом в 1500 рублей. Через год он смог взломать шифр французского посланника Шетарди, а уже в августе 1743 года он дешифровал более 60 писем французского и прусского дворов. После смерти Гольдбаха в 1764 году к был приглашен другой известный ученый Франц Ульрих Теодор Эпинус. Русские Ерофей и Федор Каржавины, самостоятельно изучившие французский язык, латынь и комплекс естественных наук в Сорбоннском университете также были привлечены к работе. Как и в Европе, использовались номенклаторы (до 2000 замен), в текст вставлялись путышки, составлявшие до 90% всего текста. Установилась иерархия шифров. С середины XVIII в. Россия становится одним из мировых лидеров криптографии и криптоанализа. Иностранные математики на криптографической службе

14. Система, созданная еще при Петре I продолжала практически без изменений существовать вплоть до второй половины XIX века. В 30-х гг XIX века главой русского криптологического ведомства П.Л. Шиллингом был создан первый русский биграммный шифр. Вследствие сложности этот шифр применялся лишь для наиболее значимой дипломатической переписки и был весьма устойчив ко взлому. Позже был создан биклавный шифр – сложная разновидность шифра многозначной замены с использованием 2 ключей, продолжавший использоваться на протяжении всего XIX века. Параллельно употреблялись «шифровальные коды» – система условных обозначений для употребляемых слов, словосочетаний, понятий и т.д.(до 10 тыс. знаков). Отечественная криптография в XIX в.

15. Главной проблемой российской криптографии XIX-н. XX вв являлось с недостаточной работой на уровне армии и полиции. Достижения криптографов умело и неукоснительно использовались только в дипломатический переписке, а в армии и полиции шифры либо вовсе не использовались, либо использовались с нарушением всяческих правил.