|
Съвременната криптография използва
открити
алгоритми за шифриране. Едни от най-широко
разпространените са:
Симетрични - DES, AES, ГОСТ 28147-89, Camellia, Twofish,
Blowfish, IDEA, RC4 и др.
Асиметрични - RSA и Elgamal (Ел-Гамал)
Хеш-функции - MD4, MD5, SHA-1, ГОСТ Р 34.11-94
В редица страни са приети национални
стандарти
за шифриране. През 2001 год. САЩ приемат
стандард за симетрично шифриране AES,
базиран
върху алгоритъма Rijndael с дължина
на ключа
128, 192 и 256 Bit.
Кратка справка
 ВМЕСТО УВОД
В процеса на еволюция човек
се научава да се защитава от студа, глада,
дивите зверове и капризите на времето. На
някакъв етап в своето развитие той е оценил
важността от своевременната и точна информация.
Откривайки истинската стойност на информацията,
човекът разбира, че тя се нуждае от защита.
В условия на постоянно съперничество - без
значение дали става дума за военно, научно
или търговско, знанията съществуват в две
основни форми: моите и тези на неприятеля.
За да се победи или най-малко да се оцелее,
е нужно първата форма да се доближава в максимална
степен до абсолютния максимум, а втората
- да бъде сведена до минимум. Защитавайки
информацията, с която разполагаме, ние съхраняваме
в тайна наличните знания, с които разполагаме,
а разсекретявайки чуждата - увеличаваме запасите
си от информация за сметка на конкуренцията.
Първите системи за защитата на информацията
датират от дълбока древност. Може да
приемем,
че те се зараждат успоредно с писменото
слово.
Съвсем естествено е владетелите на
младите
държави да са търсели различни способи
за
гарантиране секретността на военната
и дипломатическа
кореспонденции. Историците все още
се опитват
да съставят точна хронология на този
процес.
Известно е, че е в древна Гърция са
бръснели
главата на някой роб, написвали са
послание
и когато косата е израствала са го
изпращали
на адресанта. Каквото и да си говорим
- древност.
Големи разстояния, малки скорости.
Месец
или два закъснение едва ли са имали
кой знае
какво значение за постигане на крайната
цел.
Любителите на поезията познават един
от най-древните
прийоми в тайнописа - използването
на акростих.
При него съобщението се образува от
първите
букви на стихотворението.
За създаването на скрити съобщения може да
се използват и специални технически средства.
Информацията се компресира в максимална степен
и се предава посредством прецизно насочен
радио-импулс към конкретна точка на пространството,
използване на симпатични мастила, проявяващи
написаното само след определен вид физично
или химично взаимодействие и др..
Всеки един от гореизброените способи
може
да бъде съотнесен към стенографските
(или
симпатични) методи, при които самата
информация
не се изменя. Усилията са насочени
към нейното
прикриване или към прикриване на начина,
по който се предава. Методиката се
усъвършенства
успоредно с развитието на техническите
средства.
Като своеобразен връх може да приемем
микрофилмите
и в частност т.н. "микроточки", технология, появила се след Втората
Световна война. Точка с размер части от милиметъра
може да съдържа десетки документи, а да бъде
открита на странниците на книга или периодично
издание е почти невъзможно.
С широкото навлизане на компютрите се появяват
нови форми на "укриване" на информация. Типичен пример за това
е нестандартното форматиране на дисковете,
позволяващо запис на голям обем информация
в една пътечка на твърдия диск.
Един от основните недостатъци на симпатичните
методи е, че секретността на информацията
може да бъде гарантирана само и единствено
на определен етап от развитието на технологиите.
Независимо кой от способите се използва -
в един или друг момент той става прозрачен.
Загубвайки своята невидимост, информацията
престава да бъде полезна.
НАЧАЛОТО НА ПЪТЯ
Още в дълбока древност изкуството на тайнописа
се е считало за едно от основните 64, които
е трябвало да се владеят до съвършенство
както от мъжете, така и от жените. Сведения
за различните способи за шифроване на кореспонденцията
могат да бъдат открити в писмени източници
на древните цивилизации на Египет, Месопотамия
и Индия. Сред най-разпространените е йероглифното
писмо, при което знаците не следват логична
последователност, а са подредени в зависимост
от някакъв набор от правила. Първите исторически
достоверни сведения за използване на шифрирани
послания датират от V-ти век пр.н.е. Става
дума за техническо средство, използвано от
древните гърци и наричано "сцитал".
Сциталът представлявал дървен цилиндър, който
е обвиван спираловидно с тънка, хартиена
лента. След като бъде обвит, надписите се
нанасят по вертикала. Ключът за дешифриране
на съобщенията е дебелината на цилиндъра.
Освен този подход, Еней в своя труд "За
отбраната на укрепени местности" описва
т.н. "книжен шифър" и способ, при
който буквите в текста се подреждат в съответствие
със специална таблица. На историците е позната
и система за шифриране, носеща наименованието
"квадрата на Полибий". При нея
всяка буква е заменена с набор от числа,
които всъщност са нейни координати в квадрат,
разделен по хоризонтал и вертикал на пет
равни части. В получените двадесет и пет
полета предварително са вписани всички букви
от гръцката азбука.
Още в онези далечни времена тайни послания
са се пренасяли не само между пълководците,
но и между жреци и учени. Жреците са шифровали
предсказанията на гадателите, а учените -
своите открития. Например в книгата на Е.Щюре
"Великите посветени" четем следната
фраза:
"С огромни усилия Платон е успял да разчете
един от маноскриптите на Питагор, който винаги
е описвал своите открития, като е използвал
тайни знаци и различни символи."
Класически пример за използване шифъра на
Юлий Цезар може да срещнем във всеки един
от учебниците по криптография. Тъй като Цезар
не се е доверявал на пратениците, той използва
метод, който по-късно ще получи наименованието
непосредствена замяна. В своите писма той
променял всяка буква "A" с "D",
"B" с "E" и т.н. Написаното
е можело да се дешифрира единствено от този,
който е бил предварително запознат как точно
е направена замяната.
В древността хората са знаели много за криптографията
и са я използвали доста често. През последните
деветнадесет века са изобретени много хитроумни
способи за шифроване, надеждността на които
в голяма степен е зависела от това, доколко
е можело да се има доверие на тези, които
ги използват.
Много малко информация може да бъде намерена
за използваните шифри в епохата на Възраждането.
Известни са шифри, при които буквите се заместват
със знаци (такъв е описан от сър Артър Конан
Дойл в "Танцуващите човечета").
Такъв шифър е използвал Карл Велики през
IX-ти век. Друг известен шифър от онова време
е "еврейския". При него замяната
на буквите се е осъществявала по следният
начин: азбуката се разделя на две части;
буквите от втората част се изписват под тези
от първата, но в обратен ред; буквите в текста
се заменят с тези, с които образуват двойка.
АРАБСКАТА СЛЕДА
Периодът на разцвета на арабските държави
(VIII-ми век от н.е.) може да се счита за
епоха на велики открития в криптографията.
Не случайно думата "шифър", както
и думата "цифра", имат арабски
корен. В "Книга за стремежа на човек
да разгадае древната писменост" (855
год.) се описват различни системи за защита
на информацията, в това число и няколко класически
шифровани азбуки. Една от тях, известна като
"дауди" (по името на цар Давид),
се използва за криптиране на трактати по
черна магия. Азбуката е съставена от видоизменени
знаци на древноеврейска писменост.
През 1412 година Шехаб Калкашанди завършва
14-томната "Енциклопедия на всички
науки",
съдържаща значителни сведения, имащи
отношение
към засекретяването на писмени материали.
Разделът със заглавие "Относно използването
на буквите за тайни съобщения" се е
състоял от две части: едната е разглеждала
различни видове символични действия, легенди
и предания, а във втората са описани подробно
рецептури и за приготвяне на симпатични мастила,
и методи за криптиране. Книгата обаче заслужава
особено внимание с това, че в нея за първи
път в историята е описан алгоритъм за криптоанализ,
базиращ се на честотата на поява на символите
в сурите на свещения Коран.
За съжаление, криптоаналитичните постижения
на Калкашанди скоро са забравени. Тази забрава
ще има последствия 300 години по-късно. През
1600 год. султана на Мароко решава, че е
нужно да открие в Англия посолство. Новоназначеният
консул изпраща информацията до своята родина,
използвайки проста замяна. Това писмо попада
в ръцете на противници на султана. Били са
им нужни цели 15 години, за да дешифрират
текста. Ако бяха чели внимателно написаното
от Калкашанди, разшифроването би им отнело
само няколко часа.
ОЧЕВИДНОТО ПРИКРИВА РЕАЛНОСТТА
До епохата на Възраждането в съзнанието на
хората криптографията неизбежно се свързва
с практикуването на черна магия. Всъщност,
това е напълно логично, тъй като в Европа
различните методи на шифриране се използват
основно за да скрият от любопитни погледи
магически рецепти, заклинания, но най-вече
информация за тайни заговори. Алхимиците
са криели зад загадъчни символи формулите
на философския камък. Трудноразбираемите
символи на астрологията, където всяка планета
има свой знак, символиката е прикривала различни
химични вещества и съединения. В резултат
на това редица заклинания или закодирани
формули изглеждат като абсолютна безсмислица,
но всъщност съдържат безценна информация.
Суеверните страхове през тези векове
не са
били напълно лишени от основания. Погледнат
отстрани, криптоанализът наподобява
сеанс
по черна магия или гадаене.
И до днес намирането на смисъл в кодирани
текстове е също толкова мистична наука, колкото
и предсказанията на кафе, карти таро, номерологията
и астрологията.
През възраждането, паралелно с бурното развитие
на науката и занаятите в градовете-държави,
шифрирането започва да се употребява масово
за защита на търговски тайни и научни открития.
Използваните системи са били необичайно прости
- думите са се изписвали вертикално или в
обратен ред, пропускали са се гласните или
са били заменяни с точки. Обичайна практика
е било използването на чужда писменост. Най-често
са използвали древноармейска и арменска писменост,
като всяка буква е заменяна със следващата
след нея.
Интересно е, че когато за обикновените хора
шифроването се е асоциирало с магьосничество
и ерес, криптирането и криптоанализът са
се използвали от католическата църква. Така
например, в средата на XIV век се появява
книгата на сътрудника на папската канцелария
Чико Симонети, в която той детайлно описва
методи на замяна, където за изравняване на
честотата гласните се заменят с няколко знака.
Това е първото упоменаване на т.н "лозунгов"
шифър. В различните модификации този начин
на защита на информацията се използва през
следващите няколко века. Правилото на замяна
се използва по следния начин: под азбуката
се изписва ключовата фраза (лозунг), а след
това всички букви от азбуката, които не се
срещат в лозунга.
Един век по-късно се появява книгата "Трактат
за шифрите" с автор Габриел де Лавинд,
секретар на папа Клементий XII. Там може
да срещнем описание на нов тип шифър, при
който количеството на символите, заменящи
даден знак, е пропорционално на честотата,
с която знакът се среща в открития текст.
Имена, длъжност, географски понятия и др.
задължително се заменят със специални знаци.
Това е най-ранният образец на хибридните
системи за шифрирани, които се разпространяват
в Европа през следващите 450 години.
През 1446 година, отново във Ватикана, се
появява трактат за шифрите. Негов автор е
архитектът и философ Леон Алберти. Той предлага
като маскировка да се използва безобиден
спомагателен текст. Алберти предлага и своя
система за криптиране, която нескромно нарича
"шифърът на кралете". Този шифър
е основополагащ за всички съвременни системи
за кодиране на информация.
Идеята на Алберти е първоначално символите
да се заменят с една буква. Например:
a=p, b=m, c=f … и т.н.
При повторно срещане на същия символ, се
извършва замяна с друга буква.
a=l, b=t, c=a … и т.н.
Третата поява води до замяна с трета и т.н.
Редът на замяна се определя в съответствие
с достъпен ключ. Мултибуквените шифри са
изключително прогресивна технология, но на
практика тяхното приложение е отложено с
четири столетия.
Причината е съвсем проста и в нея няма нищо
загадъчно. Изготвянето на кодирано съобщение
е изисквало изключително много време и невероятна
прецизност. Замяната само на една буква е
довеждала до там, че текстът не е можело
да бъде разчетен дори при наличие на ключ.
През 1518 година в Германия се издава първото
печатно издание за криптография. Колкото
и странно да прозвучи, заглавието е ... "Полиграфия".
Авторът, абат Йоханес Тритемий, развива идеята
на Алберти за многосимволна замяна. Различното
в случая е, че абатът предлага използването
на таблици на замяна. Първият ред в таблицата
е съобщението. Вторият е азбуката. Третият
отново е абуката, но отместена с един символ
в ляво или дясно и т.н. При изготвянето на
кодираните съобщения първата буква се заменя
със стоящата под нея в първия ред. Втората
- със символа от втория ред и така до края
на изречението.
В Русия тайнопис се използва още през XII-XIII
век, по време на управлението на Иван IV.
Шифрите са аналогични на използваните в Европа.
Петър I реорганизира службите, които се занимават
със защита на информацията. По време на неговото
царуване се появяват първите "цифрови"
кодове.
В началото на XVI век Матео Арженти, криптограф
към канцеларията на Негово светейшество,
изобретява код, при който могат да се заменят
не само отделни букви, но също така и думи,
дори цели фрази.
Следващият етап в развитието на тази специфична
наука е 1563 година. В книгата си "За
тайните на кореспонденцията" италианският
естествоизпитател Джовани Порта описва шрифт,
в който се извършва замяна на група от букви.
Предлаганият от Порта списък с вероятни думи
от различни области на познанието, съществено
превъзхожда всичко онова, което по-късно
криптолозите ще определят като "метод
на вероятната дума".
Приблизително по същото време френският посланик
в Рим, Блез Виженер, след като се запознава
с трудовете на известни криптографи, написва
книгата "Трактат за шифрите" (1585
год.), в който предлага в качеството на ключ
да се използва открит или кодиран текст.
Според авторът:
"Всичко в този свят е шифър. Природата
не е нищо повече от кодирано послание".
По-късно същата мисъл ще бъде повторена от
Блез Паскал и бащата на кибернетиката Норберт
Винер.
(Следва продължение)
Фотография: © Mikel Arrizabalaga
|
