Предмет науки криптологии (от греч. криптос – тайный и логос – знание) составляют шифрование и расшифрование сообщений, выполняемые криптографами, а также разработка и вскрытие шифров криптоаналитиками. Криптография и криптоанализ составляют две подотрасли этой дисциплины. Криптография связана с шифрованием и расшифрованием конфиденциальной информации в каналах коммуникации, применяется для определения происхождения информации и предохранения ее от возможных искажений. Криптоанализ занимается в основном вскрытием шифрованных сообщений без знания ключа и использованной системы шифрования. Это по сути две противоположные области, противостоящие друг другу: если криптографы пытаются обеспечить секретность информации, то криптоаналитики стремятся всеми способами ее сломать. В то же время, если криптография является скорее теоретической дисциплиной, то криптоанализ содержит значительно больше элементов практики.
В настоящий момент сложилось две наиболее часто применяемые криптографические системы – анаграммы и шифры замены. Если в шифре замены все знаки исходного сообщения заменяются на знаки ключа, а порядок их остается неизменным, то в анаграмме происходит лишь перестановка символов, без их замены. Комбинация этих двух систем вплоть до настоящего времени составляет все разнообразие практически используемых классических шифров.
|
|
Условно историю криптологии можно разделить на два периода – период «ручной криптологии», когда основные операции по шифрованию и дешифрованию предпринимались человеком вручную или с использованием простейших средств механизации, и современный этап(XXв.), для которого характерно широкое применение ЭВМ как при разработке новых шифрсистем и проверке их на устойчивость, так и в криптоаналитических целях.
И если о периодизации современного этапа говорить достаточно сложно, то в отношении «ручной» криптологии ситуация вполне определенна. В целом можно выделить 4 основных периода развития данной науки:
• Древнейший (с момента появления письменности до IV в. н.э.) .
• Средневековый (IV–XIII вв) .
• Позднего средневековья и раннего нового времени (XIV–XVIII вв.) .
• Нового времени (XVIII – начала ХХ века.) .
Одной из первых работ по истории криптологии является монография Дэвида Кана «Взломщики кодов». Вышедшая еще в конце 60-х годов в США, она стала первым фундаментальным трудом в данной области и надолго определила общее направление исследований, посвященных криптологии.
Книга Кана в хронологическом порядке рассматривает становление и развитие криптоанализа как части криптологической науки и рассматривает как теоретические моменты криптоанализа, так и практическое применение его на практике.
|
|
Отечественная историография данного вопроса крайне скудна. Это связано с тем ореолом секретности, который существовал вокруг криптологии в советское время, да пожалуй продолжает существовать и сейчас.
Более всего хочется отметить монографию В.А. Жельникова «Криптография от папируса до компьютера», вышедшую в 1996 году.
Несомненный интерес представляет работа «История шифровального дела в России» Т.А. Соболевой, посвященная становлению и развитию криптологической науки в России. Рассматривая данную проблему автор, тем не менее, не склонна сопоставлять уровень криптологических знаний в России с европейским, что может создать у читателя некоторые иллюзии по поводу развития этой области знаний в нашей стране.
Наконец стоит упомянуть небольшую монографию А.В. Бабаша «История криптографии», вышедшую в 2001 году.
Историография данного вопроса в периодических изданиях соответствующей тематики также весьма незначительна. В основном статьи посвящены отдельным примечательным фактам или событиям, весьма занимательным, но имеющим мало отношения к истории развития криптографии и скорее иллюстрирующих ее уровень на какой-либо момент времени, чем общие тенденции.
Первые способы защиты записанной информации появились скорее всего с момента возникновения самой письменности. Наиболее простым и до сих пор употребляемым способом сокрытия информации были конверты или печати на свитках, не вскрыв которые, невозможно было узнать содержания сообщения. Попытки сокрыть информацию еще в древности привели к возникновению первых систем тайнописи – скрытых при помощи определенных видов воздействий сообщений, не являющихся однако зашифрованными. Типичным примером тайнописи служат симпатические чернила, невидимые для невооруженного глаза. К тайнописи следует отнести и т.н. микроточки – сверхминиатюрные фотографии, появившиеся в период Второй мировой войны, содержащие сотни страниц текстовой и другой информации, неразличимой без применения сложной техники. На сегодняшний день миниатюризация сообщения практически ничем не ограничена.
Однако симпатические сообщения или тайнопись имеет один существенный недостаток, в корне отличающий ее от других систем сокрытия информации – скрытность такого сообщения обусловлена лишь текущим состоянием развития техники и любой способ подобного сокрытия информации не может на достаточно высоком уровне защитить ее.
К шифрам не относится и другая категория – коды – системы условных обозначений, применяемых при передаче информации. Коды часто применяют не только для того, чтобы обеспечить секретность передаваемой информации, но и чтобы сократить длину сообщения или сделать его более понятным. Чаще всего код представляет собой набор символов, заменяющих конкретные названия. Первый коммерческий код для сокращения длины телеграфных сообщений был создан в 1845 г. Френсисом Смитом, компаньоном Морзе. В настоящее время наиболее широко распространенным кодом в сфере связи является «Международный свод сигналов» 1969 года.
Хотя в современной криптологии код не считают шифром, однако он является таковым – это шифр простой замены. Короткое сообщение, зашифрованное с помощью кода вскрыть практически невозможно, не имея ключа. Но специфика большинства кодов такова, что не позволяет назвать их полноценными шифрами, т.к. ключ обычно известен очень большому числу лиц и не является секретным. Большинство военных, дипломатических и коммерческих сообщений, представляющих большую ценность, передают и хранят не в исходном виде, а после шифрования. В отличие о тайнописи, скрывающей сам факт наличия сообщения, шифровки передаются открыто, скрывается лишь смысл сообщения. Сообщение шифруется с помощью ключа. Полученная в результате шифровка передается по открытым каналам связи, в то время как ключ – по закрытому, что гарантирует секретность. Имея шифровку и ключ, получатель расшифровывает сообщение и восстанавливает исходный смысл сообщения. Эта классическая схема может изменяться, например в компьютерной криптографии, когда отправитель и получатель – одно и то же лицо, а шифрование производится для ограничения постороннего доступа, но сам принцип остается неизменным.
|
|
Язык сообщения играет одну из основных ролей в криптографии. По сути язык является набором условных символов, передающих то или иное сообщение, содержащее определенный смысл. То есть язык в криптографии аналогичен ключу, без знания которого невозможно понять смысл сообщения.
Криптографические преобразования выполняют двоякую цель – с одной стороны, они обеспечивают сокрытие информации от лиц, не имеющих ключа, с другой стороны, поддерживают с определенной надежностью обнаружение несанкционированных искажений, если подобные были допущены. Криптографические методы защиты информации могут считаться надежными лишь при соблюдении строгой секретности и целостности ключа и использовании эффективного криптографического алгоритма, обеспечивающего высокую степень устойчивости сообщения к дешифрованию. При соблюдении этих условий, криптография предоставляет огромные возможности к засекречиванию информации и такую степень защиты, обеспечить которые некриптографическими методами несоизмеримо сложнее и дороже. В то же время, самым уязвимым элементом криптографических систем является ключ, который все равно приходится оберегать и передавать некриптографическими методами.