Как русские шифруются
Тайное не всегда становится явным. Даже больше: подчас от того, чтобы тайное не стало явным зависит государственная безопасность. Именно поэтому к криптографии во все времена относились с особыми пиететом, формируя вокруг систем шифрования государственных бумаг непробиваемую стену секретности.
Система «иных письмен»
С древним времен, с самых начал русской государственности, тайнописная служба при русском дворе работала с большим усердием, создавая всё более сложные системы кодировки царской переписки. Наиболее древней системой шифровки является система замен букв кириллических буквами глаголицы и буквами греческого и латинского алфавитов. Исследователи древних шифров разделяют «простую литорею» и «мудрую литерею».
«Простая литорея» состоит в том, что каждая из десяти по порядку азбуки согласных, поставленных в одном ряду, при письме литореей заменяется соответствующей ей буквой во втором таком же ряду, состоящем из остальных десяти согласных, идущих в обратном (справа налево) порядке и обратно; гласные и бывшие редуцированные ъ, ь остаются на своих местах, греческие буквы, как известно, также входившие в состав кириллицы, исключены и заменяются созвучными. Ключ к «простой литорее» таков:
б в г д ж з к л м н
щ ш ч ц х ф т с р п
«Мудрая литорея» была сложнее, но принцип шифровки в ней соблюдался такой же. Буквы заменялись по определенному алгоритму, обозначенному в дешифраторе.
Цифирь
До принятия христианства русские не пользовались цифрами. Появление цифр у нас связано с греческим и византийским влиянием. Уже с XV века на Руси распространяются системы цифровой кодировки. Их существовало несколько видов: простая цифровая система, сложная цифровая система, описательная система, система особенного применения арабских цифр, значковая система. Простая цифровая тайнопись состоит в том, что для каждой цифры–буквы, соответствующей желательной в обычном письме букве, дается два или несколько большей частью одинаковых слагаемых. Таким образом, чтобы получить нужную букву, надо произвести сложение, а полученная сумма, изображенная соответствующей цифрой–буквой, и будет искомой буквой. Реже сумма слагается из различных цифр–букв, причем каждая группа цифр–слагаемых отделяется каким–либо знаком или пробелом от соседних. Буквы, не имеющие цифрового значения, остаются неизменными.
Примером описательной системы может служить тайнописный текст из рукописного собрания Кирилло–Белозерского монастыря XV в.: «Аще хощеши увъдати имя писавшаго книгу сию, и то ти написую: «Десятерица сугубая (10+10=20) и пятерица четверицею (5×4 = 20, сумма 40) и единъ (1); десятерица дващи (10×2 = 20) и един (1); десятая четыре сугубо и четырежди по пяти (10x2x4 + 4×5 = 100); дващи два съ единемъ (2×2 + 1 = 5); единица четверицею сугубо (1x4x2 = 8); в семь имени словъ седмерица, три столпы и три души, царь. И всего же числа в семь имени РОЕ (175)». Отгадка: «Макарей», где сумма букв–цифр действительно 175 и семь букв, из которых три гласные и три согласные и одна (й) полугласная. Использованы здесь количественные числительные и сумма.
Колокольная тайнопись
«Мудрую литорею» использовали не только для шифровки дипломатических документов. Тайнопись использовалась также в сакральных целях. Так, один из интереснейших примеров тайнописи можно встретить на большом колоколе Саввино–Сторожевского монастыря под Звенигородом. По уверениям ученых, зашифровывал надпись сам царь Алексей Михайлович. Эта шифровка, оставленная на колоколе относится к одному из видов криптографии, называемом стеганографией. Её отличие от обычной тайнописи в том, что назначением стеганографии является даже не шифровка написанного, а шифровка самого факта тайнописи. Стеганография очень удобна тем, что не привлекает к себе внимания: подчас она может скрываться в росписях и рисунках. Частным примером стеганографии могут считаться иллюстрации к средневековым книгам, когда в образах нарисованных медведей и лис внимательный читатель может прочитать тайное послание.
Петровская криптография
Серьёзные изменения в криптографическую систему России внесло петровское время. Обширные международные связи, налаженные в это время, способствовали тому, что шифровальные службы при дворе работали в усиленном режиме. Внешне шифр Петровской эпохи представляет собой лист бумаги, на котором от руки написана таблица замены: под горизонтально расположенными в алфавитной последовательности буквами кириллической или иной азбуки, соответствующей языку открытого сообщения, подписаны элементы соответствующего шифралфавита. Ниже могут помещаться пустышки, краткие правила пользования, а также небольшой словарь, называвшийся «суплемент» и содержащий некоторое количество слов (имен собственных, географических наименований) или каких–то устойчивых словосочетаний, которые могли активно использоваться в текстах, предназначенных для зашифрования с помощью данного шифра.
Зашифрованный текст, представленный выше, читается так: «Поди къ Черкаскому и, сослався з губернаторомъ азовскимъ, чини немедленно съ Божiею помощiю промыслъ надъ тьми ворами, и которые изъ нихъ есть поиманы, тъхъ вели въшать по украинскимъ городамъ. А когда будешь в Черкаскомъ, тогда добрыхъ обнадежь и чтобъ выбрали атамана доброго человека; и по совершении ономъ, когда пойдешь назадъ, то по Дону лежащие городки такожъ обнадежь, а по Донцу и протчим речкамъ лежащие городки по сей росписи разори и над людми чини по указу».
Новые методы
Очевидно, что со временем шрифты становились всё сложнее. Шифровальное искусство в России не могло стоять на месте. С XVIII века намечается тенденция к отходу от алфавитных кодов и переходу к неалфавитным. Кроме того, в международной переписке начинают использовать экстралинвистическое шифрование, добавляя в кодировку параметры из заграничных шифровых систем. Ещё одной особенностью криптографии XVIII века было использование кроме буквенно-цифирной кодировки, кодировка символическая, когда один символ в разных позициях послания читался по-разному.
Как пример, можно привести документ с названием «Цифирь, данная приятелю Магрини, которою корреспондовать будет в Га(а)ге к графу Александру Г(авриловичу) Головкину. Прислана (в Коллегию. — Т. С.) при реляции… от 14 июня 1735 года». Этот шифр имеет следующий вид. На одном большом бумажном листе помещены четыре варианта шифра. Различаются они порядком расположения букв в латинском алфавите и шифробозначениями. Алфавиты построены так:
1. обычный порядок букв от А до Z;
2. STUVXYZ–MNOPQR–FGHIKL–ABCDE;
3. MNOPQRSTUVXYZ–ABCDEFGHIKL;
4. FGHIKL–ABCDE–STUVXYZ–MNOPQR.
Революция и книги
Особую значимость криптография приобретает в революционное время. От успехов дешировальщиков в этот период зависит как целостность государства, так и его существование в принципе.
В «Искре» от 20 декабря 1901 г. содержались такие рекомендации:
«…Шифр — это оружие обоюдоострое, ибо жандармы легко сумеют раскрыть всякий шифр, если не применять при шифровании особых предосторожностей. Безусловно необходимо:
1) не отделять слово от слова; 2) не повторять часто одинаковых знаков, особенно для наиболее употребительных букв; 3) писать шифр так, чтобы нельзя было узнать системы шифра; 4) не употреблять слишком известных стихотворений и книг. Без соблюдения этих правил шифр прямо–таки недопустим».
Шифрами пользовались все члены революционных организаций, но их созданием занимались люди, разбиравшиеся в математике. Чаще других применялся книжный шрифт, который можно было прочитать, имея книгу, по которой производилась шифровка и зная данные для дешифрования.
Чтобы облегчить шифрование по книге, обычно использовали бумажную ленточку. Ее прикладывали вертикально к левому краю страницы и наносили на нее нумерацию строчек. Поэтому, чтобы всякий раз не отсчитывать строчку, прикладывали к странице ленту и на ней находили готовую нумерацию.
Большие преимущества этой системы бросаются в глаза. Количество знаков, которыми она располагает, оставляет далеко позади все искусственные системы. Если на одной странице 2000 букв, то обыкновенная книга в 20 листов даст до 600 тысяч букв. Этот шифр является многозначным, кроме того, буквы в книге находятся в естественной пропорции, то есть именно в той, которая наиболее выгодна для шифрования. Самая частая буква О в книге из 20 листов встретится до 67 тысяч раз, а самая редкая Ф — всего 60 раз. В применении книжный шифр был также прост и удобен.
Криптография войн
Любая война — это не только открытые боевые столкновения, но и «скрытая война», которая подчас имеет не менее важную роль, война разведок и война специалистов по криптоанализу.
К началу 30-х годов ХХ века уже стало ясно, что имеющиеся ручные системы и способы шифрования и кодирования, сколько бы их ни совершенствовали и модернизировали, не в состоянии справиться со все возрастающими потоками информации в силу слабой скорости ее обработки. Встал вопрос о механизации данного процесса, который потребовал развитие механизации и автоматизации использования разработанных шифров и кодов, создание совершенных устройств для кодирование данных. К большому сожалению, нехватка квалифицированных кадров в предвоенное время не давала возможности советских дешифраторам «читать» шифрованные послания, сделанные, например, шифровальной машиной «Энигма». Долгое время немцы были уверены в том, что «Энигма» идеальна, но русская служба тоже не столяа на месте. В 1941—1943 годах дешифровщиками Балтийского флота было взломано 256 германских и финляндских шифров, прочитано 87 362 сообщения. Дешифровщики Северного флота (всего — 15 человек) взломали 15 кодов (в 575 вариантах) и прочитала более 55 тыс. сообщений от самолётов и авиабаз противника, что, по оценке Кулинченко, «позволило полностью контролировать всю закрытую переписку ВВС Германии». Сами советские криптографы использовали шифровки с одноразовами ключами, что делало их сообщения почти неуязвимыми.
