Criptografia: jogos de espionagem. Cifras de substituição

O homem é um ser social. Aprendemos a interagir com os outros observando suas reações às nossas ações desde os primeiros dias de vida. Em qualquer interação, usamos o que os historiadores da arte chamam de “códigos culturais”. Mas os códigos culturais são os mais difíceis de decifrar, não há programa especial, que lhe dirá o que uma sobrancelha levantada ou lágrimas aparentemente sem causa podem significar; Não há resposta clara; Além disso, mesmo o próprio “codificador” pode não saber o que quis dizer com a sua acção! A ciência de compreender os outros é algo que compreendemos ao longo da vida, e quanto melhor se desenvolve essa habilidade, mais harmoniosa, via de regra, é a comunicação com os outros e qualquer atividade que requeira ações coordenadas.

Estudar criptografia em ambas as suas formas (criptografia e descriptografia) permite que você aprenda como encontrar uma conexão entre uma mensagem criptografada, confusa e incompreensível e o significado que está oculto nela. Percorrendo o caminho histórico da cifra de Júlio César às chaves RSA, da Pedra de Roseta ao Esperanto, aprendemos a perceber informações de uma forma desconhecida, a resolver enigmas e a nos acostumar com a multivariância. E o mais importante, aprendemos a compreender: tanto pessoas diferentes, diferentes de nós, quanto os mecanismos matemáticos e linguísticos que fundamentam cada uma, absolutamente cada mensagem.

Então, uma história de aventura sobre criptografia para crianças, para todos que têm filhos e para todos que já foram crianças.

Bandeiras tremulam ao vento, cavalos quentes relincham, armaduras chacoalham: o Império Romano descobriu que ainda havia alguém no mundo que não havia conquistado. Sob o comando de Caio Júlio César existe um enorme exército que deve ser controlado com rapidez e precisão.

Os espiões não dormem, os inimigos se preparam para interceptar os enviados do imperador para descobrir todos os seus planos brilhantes. Cada pedaço de pergaminho que cai em mãos erradas é uma chance de perder a batalha.

Mas então o mensageiro é capturado, o atacante desdobra o bilhete... e não entende nada! “Provavelmente”, ele coça a nuca, “está em algum idioma desconhecido...” Roma triunfa, os seus planos estão seguros.

Qual é a cifra de César? Sua versão mais simples é quando em vez de cada letra colocamos a próxima do alfabeto: em vez de “a” - “b”, em vez de “e” - “z”, e em vez de “i” - “a”. Então, por exemplo, “Eu gosto de jogar” se tornará “A mävmä ydsbue”. Vejamos o sinal: em cima haverá uma letra que criptografamos, e em baixo haverá uma letra pela qual a substituiremos.

O alfabeto é meio “deslocado” por uma letra, certo? Portanto, essa cifra também é chamada de “cifra de deslocamento” e dizem “usamos a cifra de César com deslocamento de 10” ou “com deslocamento de 18”. Isso significa que precisamos “deslocar” o alfabeto inferior não em 1, como o nosso, mas, por exemplo, em 10 - então em vez de “a” teremos “th”, e em vez de “y” teremos “ e”.

O próprio César utilizou essa cifra com deslocamento de 3, ou seja, sua tabela de criptografia ficou assim:

Mais precisamente, seria assim se César morasse na Rússia. No caso dele, o alfabeto era latino.

Essa cifra é muito fácil de decifrar se você for um espião profissional ou Sherlock Holmes. Mas ele ainda é adequado para manter seus segredinhos longe de olhares indiscretos.

Você mesmo pode organizar seu próprio lote doméstico. Combine o número do seu turno e vocês podem deixar notas codificadas na geladeira um do outro para uma surpresa no aniversário de alguém, enviar mensagens codificadas e talvez, se estiverem separados por muito tempo, até escrever cartas secretas e codificadas um para o outro!

Mas toda a história da criptografia é a história da luta entre a arte de criptografar mensagens e a arte de decifrá-las. Quando aparece nova maneira codificar uma mensagem, há quem esteja tentando decifrar esse código.

O que é “decifrar o código”? Isso significa encontrar uma maneira de resolvê-lo sem conhecer a chave e o significado da cifra. A cifra de César também já foi quebrada usando o chamado “método de análise de frequência”. Observe qualquer texto - há muito mais vogais do que consoantes, e há muito mais “o” do que, por exemplo, “I”. Para cada idioma, você pode nomear as letras usadas com mais frequência e raramente. Você só precisa descobrir qual letra está mais presente no texto cifrado. E muito provavelmente será um “o”, “e”, “i” ou “a” criptografado - as letras mais comuns em palavras russas. E assim que você souber qual letra é usada para denotar, por exemplo, “a”, você saberá o quanto o alfabeto criptografado é “deslocado”, o que significa que você pode decifrar o texto inteiro.

Quando o mundo inteiro aprendeu a solução para o código de César, os criptógrafos tiveram que inventar algo mais poderoso. Mas, como muitas vezes acontece, as pessoas não inventaram algo completamente novo, mas complicaram o que já existia. Em vez de criptografar todas as letras usando o mesmo alfabeto alterado, várias delas começaram a ser usadas em mensagens secretas. Por exemplo, criptografamos a primeira letra do alfabeto com um deslocamento de 3, a segunda - com um deslocamento de 5, a terceira - com um deslocamento de 20, a quarta - novamente com um deslocamento de 3, a quinta - com um mudança de 5, o sexto - com mudança de 20 e assim por diante, em um círculo. Essa cifra é chamada polialfabética (ou seja, multialfabética). Experimente, sua cifra só pode ser resolvida por alguém que conheça os segredos da criptografia!

Parece que os atacantes deveriam ter ficado confusos e os segredos deveriam ter permanecido secretos para sempre. Mas se a cifra foi quebrada uma vez, então quaisquer versões mais complexas dela também serão quebradas uma vez.

Vamos imaginar que alguém criptografou uma mensagem em dois alfabetos. A primeira letra está com um deslocamento de 5, a segunda está com um deslocamento de 3, a terceira está novamente 5, a quarta está novamente 3 - como na placa abaixo.

Podemos dividir todas as cartas criptografadas em dois grupos: cartas criptografadas com deslocamento de 5 (1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19) e cartas criptografadas com deslocamento de 3 (2, 4 , 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20). E dentro de cada grupo, procure quais letras encontramos com mais frequência do que outras - assim como na cifra de César, só que mais complicado.

Se o codificador usou três alfabetos, dividiremos as letras em três grupos, se cinco, então em cinco. E então a mesma análise de frequência entra em ação novamente.

Você pode fazer a pergunta - como os descriptografadores sabiam que havia três alfabetos, e não, por exemplo, cinco? Eles realmente não sabiam. E passamos por tudo opções possíveis. Portanto, a descriptografia demorou muito mais, mas ainda foi possível.

Na criptografia, a mensagem a ser transmitida é chamada de “texto simples” e a mensagem criptografada é chamada de “texto cifrado”. E a regra pela qual o texto é criptografado é chamada de “chave de cifra”.

O século XX passou despercebido. A humanidade depende cada vez mais dos automóveis: os comboios substituem os carrinhos, os rádios aparecem em quase todas as casas e os primeiros aviões já levantaram voo. E no final, a criptografia dos planos secretos também é transferida para as máquinas.

Durante a Segunda Guerra Mundial, muitas máquinas foram inventadas para criptografar mensagens, mas todas confiaram na ideia de que uma cifra polialfabética poderia ser ainda mais ofuscada. Confundir tanto que, embora em teoria pudesse ser resolvido, na prática ninguém conseguirá. Confundir tanto quanto uma máquina pode fazer, mas uma pessoa não. A mais famosa dessas máquinas de cifragem é a Enigma usada pela Alemanha.

theromanroad.files.wordpress.com

Mas, embora o segredo mais importante da Alemanha fosse o desenho do Enigma, o segredo mais importante dos seus oponentes era que, em meados da guerra, todos os países já tinham resolvido o Enigma. Se isso se tornasse conhecido na própria Alemanha, eles começariam a inventar algo novo, mas até o final da guerra eles acreditaram na idealidade de sua máquina de criptografia, e França, Inglaterra, Polônia, Rússia leram mensagens secretas alemãs como um livro aberto.

O fato é que o cientista polonês Marian Rejewski certa vez pensou que, como eles criaram uma máquina para criptografar mensagens, também poderiam criar uma máquina para descriptografar, e chamou sua primeira amostra de "Bomba". Não pelo efeito “explosivo”, como se poderia pensar, mas em homenagem ao delicioso bolo redondo.

Então o matemático Alan Turing construiu nele uma máquina que decifrou completamente o código Enigma, e que, aliás, pode ser considerada o primeiro progenitor dos nossos computadores modernos.

O código mais complexo de toda a Segunda Guerra Mundial foi inventado pelos americanos. Cada navio de guerra dos EUA recebeu... um índio. A linguagem deles era tão incompreensível e mal compreendida, soava tão estranha que os decifradores não sabiam como abordar, e a Marinha dos EUA transmitiu destemidamente informações na língua da tribo indígena Choctath.

Em geral, a criptografia não trata apenas de como resolver um enigma, mas também de como resolvê-lo. As pessoas nem sempre inventam esses enigmas de propósito - às vezes a própria história os apresenta. E um dos principais mistérios para os criptógrafos durante muito tempo foi o mistério da antiga língua egípcia.

Ninguém sabia o que significavam todos esses hieróglifos. O que os egípcios queriam dizer quando pintaram pássaros e escaravelhos? Mas num dia de sorte, o exército francês descobriu a Pedra de Roseta no Egito.

Havia uma inscrição nesta pedra - a mesma, em grego antigo, alfabeto egípcio (texto demótico) e hieróglifo egípcio. Os historiadores daquela época conheciam bem o grego antigo, então aprenderam rapidamente o que estava escrito na pedra. Mas o principal é que, conhecendo a tradução, conseguiram desvendar os segredos da antiga língua egípcia. O texto demótico foi decifrado com bastante rapidez, mas historiadores, linguistas, matemáticos e criptógrafos ficaram intrigados com os hieróglifos por muitos anos, mas no final finalmente descobriram.

E esta foi uma grande vitória para os criptógrafos - uma vitória sobre o próprio tempo, que esperava esconder das pessoas a sua história.

Mas entre todas essas cifras resolvidas, existem três especiais. Um é o método Diffie-Hellman. Se uma pequena mensagem for criptografada usando esse método, para descriptografá-la, você precisará pegar todos os computadores do mundo e mantê-los ocupados por muitos e muitos anos. Isso é o que é usado na Internet hoje.

A segunda é a criptografia quântica. É verdade que ainda não foi completamente inventado, mas se as pessoas fizerem computadores quânticos do jeito que sonham, então esse código saberá quando eles estão tentando descriptografá-lo.

E a terceira cifra especial é a “cifra do livro”. O que é surpreendente é que é fácil para eles criptografar algo e não é fácil para eles descriptografá-lo. Duas pessoas escolhem o mesmo livro e cada palavra escrita é pesquisada e substituída por três números: o número da página, o número da linha e o número da palavra na linha. É muito fácil de fazer, certo? E não é nada fácil de resolver: como um espião sabe qual livro você escolheu? E o mais importante: os computadores também não ajudarão muito nesse assunto. Claro, se você se conectar muito pessoas pequenas e muitos computadores poderosos, tal cifra não resistirá.

Mas existe uma regra principal de segurança. Deveria haver tanta segurança que a mensagem criptografada não valesse o enorme esforço que deve ser gasto para decifrá-la. Ou seja, para que o vilão – o espião – tivesse que despender tanto esforço para desvendar seu código quanto não está disposto a gastar para descobrir sua mensagem. E esta regra funciona sempre e em qualquer lugar, tanto na correspondência escolar amigável quanto no mundo dos verdadeiros jogos de espionagem.

A criptografia é a arte de adivinhar e resolver enigmas. A arte de guardar segredos e a arte de revelá-los. Com a criptografia, aprendemos a nos entender e a descobrir como manter seguro algo importante para nós. E quanto melhores formos em ambos, mais calma e ativa nossa vida poderá ser.

Era uma vez, a Nastya mais velha e eu brincamos vorazmente de detetives e detetives, criamos nossos próprios códigos e métodos de investigação. Aí esse hobby passou e depois voltou. Nastya tem um noivo, Dimka, que joga com entusiasmo como olheiro. Sua paixão foi compartilhada por minha filha. Como você sabe, para transmitir informações importantes entre si, os oficiais de inteligência precisam de um código. Com a ajuda desses jogos você também aprenderá a criptografar uma palavra ou até mesmo um texto inteiro!

Manchas brancas

Qualquer texto, mesmo sem código, pode se transformar em um jargão de difícil leitura se os espaços entre letras e palavras forem colocados incorretamente.

Por exemplo, é isso que uma frase simples e clara se transforma "Encontre-me no lago" - "Em uma reunião com Yanaber yeguozera".

Mesmo uma pessoa atenta não notará imediatamente o problema. Mas o experiente olheiro Dimka diz que este é o tipo mais simples de criptografia.

Sem vogais

Ou você pode usar este método - escreva o texto sem vogais.

Por exemplo, aqui está uma frase: “A nota está no oco de um carvalho que fica na orla da floresta”. O texto cifrado fica assim: "Zpska está em dpl db, ktr stt n pshke ls".

Isso exigirá engenhosidade, perseverança e, possivelmente, a ajuda de adultos (que às vezes também precisam exercitar a memória e relembrar a infância).

Leia de trás para frente

Essa criptografia combina dois métodos ao mesmo tempo. O texto deve ser lido da direita para a esquerda (ou seja, vice-versa), e os espaços entre as palavras podem ser colocados aleatoriamente.

Aqui, leia e decifre: "Neleta minv carvalho, manoro tsop irtoms".

Segundo para o primeiro

Ou cada letra do alfabeto pode ser representada pela letra que a segue. Ou seja, em vez de “a” escrevemos “b”, em vez de “b” escrevemos “c”, em vez de “c” escrevemos “d” e assim por diante.

Com base neste princípio, você pode criar uma cifra incomum. Para evitar confusão, fizemos mini-folhas de dicas para todos os participantes do jogo. É muito mais conveniente usar este método com eles.

Adivinhe que tipo de frase criptografamos para você: "Tjilb g tjsibmzh fiobue mzhdlp – po ozhlpdeb ozh toynbzhu shmarf".

Deputados

O método "Substituição" é usado com o mesmo princípio da cifra anterior. Li que era usado para criptografar textos sagrados judaicos.

Em vez da primeira letra do alfabeto, escrevemos a última, em vez da segunda - a penúltima e assim por diante. Ou seja, em vez de A - Z, em vez de B - Yu, em vez de C - E...

Para facilitar a decifração do texto, é necessário ter em mãos um alfabeto e um pedaço de papel com caneta. Observe as correspondências das letras e anote. Será difícil para uma criança avaliar e decifrar a olho nu.

Tabelas

Você pode criptografar o texto primeiro escrevendo-o em uma tabela. Você só precisa combinar antecipadamente qual letra irá marcar os espaços entre as palavras.

Uma pequena dica - deve ser uma letra comum (como p, k, l, o), pois letras raramente encontradas nas palavras chamam imediatamente a atenção e por isso o texto é facilmente decifrado. Você também precisa discutir o tamanho da tabela e como inserirá as palavras (da esquerda para a direita ou de cima para baixo).

Vamos criptografar a frase juntos usando a tabela: À noite vamos pegar carpa cruciana.

Denotaremos um espaço com a letra “r”, escrevendo as palavras de cima para baixo. Tabela 3 por 3 (desenhamos nas células de uma folha normal de caderno).

Aqui está o que obtemos:
N B I M O T K A Y
O Y D R V A S R
CH R E L I R R E.

Malha

Para ler o texto criptografado dessa forma, você e seu amigo precisarão dos mesmos estênceis: folhas de papel com quadrados recortados em ordem aleatória.

A criptografia deve ser escrita em um pedaço de papel exatamente no mesmo formato do estêncil. As letras são escritas em células-buracos (e você também pode escrever, por exemplo, da direita para a esquerda ou de cima para baixo), as células restantes são preenchidas com quaisquer outras letras.

A chave está no livro

Se na cifra anterior preparamos dois estênceis, agora precisamos dos mesmos livros. Lembro-me de que, na minha infância, os meninos da escola usavam o romance "Os Três Mosqueteiros" de Dumas para esse propósito.

As notas eram mais ou menos assim:
"324 s, 4 a, b, 7 palavras.
150 s, 1 a, n, 11 s...”

Primeiro dígito indicou o número da página,
segundo– número do parágrafo,
terceira carta– como contar parágrafos de cima (v) ou de baixo (n),
quarta letra- palavra.

No meu exemplo as palavras certas preciso encontrar:
Primeira palavra: na página 324, 4º parágrafo a partir do início, sétima palavra.
Segunda palavra: na página 150, 1 parágrafo a partir do final, décima primeira palavra.

O processo de descriptografia não é rápido, mas nenhum estranho será capaz de ler a mensagem.

Era uma vez, a Nastya mais velha e eu brincamos vorazmente de detetives e detetives, criamos nossos próprios códigos e métodos de investigação. Aí esse hobby passou e depois voltou. Nastya tem um noivo, Dimka, que joga com entusiasmo como olheiro. Sua paixão foi compartilhada por minha filha. Como você sabe, para transmitir informações importantes entre si, os oficiais de inteligência precisam de um código. Com a ajuda desses jogos você também aprenderá a criptografar uma palavra ou até mesmo um texto inteiro!

Manchas brancas

Qualquer texto, mesmo sem código, pode se transformar em um jargão de difícil leitura se os espaços entre letras e palavras forem colocados incorretamente.

Por exemplo, é isso que uma frase simples e clara se transforma "Encontre-me no lago" - "Em uma reunião com Yanaber yeguozera".

Mesmo uma pessoa atenta não notará imediatamente o problema. Mas o experiente olheiro Dimka diz que este é o tipo mais simples de criptografia.

Sem vogais

Ou você pode usar este método - escreva o texto sem vogais.

Por exemplo, aqui está uma frase: “A nota está no oco de um carvalho que fica na orla da floresta”. O texto cifrado fica assim: "Zpska está em dpl db, ktr stt n pshke ls".

Isso exigirá engenhosidade, perseverança e, possivelmente, a ajuda de adultos (que às vezes também precisam exercitar a memória e relembrar a infância).

Leia de trás para frente

Essa criptografia combina dois métodos ao mesmo tempo. O texto deve ser lido da direita para a esquerda (ou seja, vice-versa), e os espaços entre as palavras podem ser colocados aleatoriamente.

Aqui, leia e decifre: "Neleta minv carvalho, manoro tsop irtoms".

Segundo para o primeiro

Ou cada letra do alfabeto pode ser representada pela letra que a segue. Ou seja, em vez de “a” escrevemos “b”, em vez de “b” escrevemos “c”, em vez de “c” escrevemos “d” e assim por diante.

Com base neste princípio, você pode criar uma cifra incomum. Para evitar confusão, fizemos mini-folhas de dicas para todos os participantes do jogo. É muito mais conveniente usar este método com eles.

Adivinhe que tipo de frase criptografamos para você: "Tjilb g tjsibmzh fiobue mzhdlp – po ozhlpdeb ozh toynbzhu shmarf".

Deputados

O método "Substituição" é usado com o mesmo princípio da cifra anterior. Li que era usado para criptografar textos sagrados judaicos.

Em vez da primeira letra do alfabeto, escrevemos a última, em vez da segunda - a penúltima e assim por diante. Ou seja, em vez de A - Z, em vez de B - Yu, em vez de C - E...

Para facilitar a decifração do texto, é necessário ter em mãos um alfabeto e um pedaço de papel com caneta. Observe as correspondências das letras e anote. Será difícil para uma criança avaliar e decifrar a olho nu.

Tabelas

Você pode criptografar o texto primeiro escrevendo-o em uma tabela. Você só precisa combinar antecipadamente qual letra irá marcar os espaços entre as palavras.

Uma pequena dica - deve ser uma letra comum (como p, k, l, o), pois letras raramente encontradas nas palavras chamam imediatamente a atenção e por isso o texto é facilmente decifrado. Você também precisa discutir o tamanho da tabela e como inserirá as palavras (da esquerda para a direita ou de cima para baixo).

Vamos criptografar a frase juntos usando a tabela: À noite vamos pegar carpa cruciana.

Denotaremos um espaço com a letra “r”, escrevendo as palavras de cima para baixo. Tabela 3 por 3 (desenhamos nas células de uma folha normal de caderno).

Aqui está o que obtemos:
N B I M O T K A Y
O Y D R V A S R
CH R E L I R R E.

Malha

Para ler o texto criptografado dessa forma, você e seu amigo precisarão dos mesmos estênceis: folhas de papel com quadrados recortados em ordem aleatória.

A criptografia deve ser escrita em um pedaço de papel exatamente no mesmo formato do estêncil. As letras são escritas em células-buracos (e você também pode escrever, por exemplo, da direita para a esquerda ou de cima para baixo), as células restantes são preenchidas com quaisquer outras letras.

A chave está no livro

Se na cifra anterior preparamos dois estênceis, agora precisamos dos mesmos livros. Lembro-me de que, na minha infância, os meninos da escola usavam o romance "Os Três Mosqueteiros" de Dumas para esse propósito.

As notas eram mais ou menos assim:
"324 s, 4 a, b, 7 palavras.
150 s, 1 a, n, 11 s...”

Primeiro dígito indicou o número da página,
segundo– número do parágrafo,
terceira carta– como contar parágrafos de cima (v) ou de baixo (n),
quarta letra- palavra.

No meu exemplo, você precisa procurar as palavras necessárias:
Primeira palavra: na página 324, 4º parágrafo a partir do início, sétima palavra.
Segunda palavra: na página 150, 1 parágrafo a partir do final, décima primeira palavra.

O processo de descriptografia não é rápido, mas nenhum estranho será capaz de ler a mensagem.

Suspeito que a criptografia apareceu quase simultaneamente com a escrita :-). Afinal, escrevemos para registrar e transmitir informações e nem sempre queremos que elas caiam em mãos erradas. Oficialmente, a história da criptografia começou há 4 mil anos. O primeiro uso conhecido da criptografia é considerado o uso de hieróglifos especiais há cerca de 4.000 anos em Antigo Egito. Hoje, o maior grupo de criptógrafos altamente qualificados são os médicos, acho que muitos encontraram sua escrita misteriosa :-)

Gostaria de esclarecer desde já que código e cifra não são sinônimos. Um código é quando cada palavra em uma mensagem é substituída por uma palavra de código, símbolo ou desenho, enquanto uma cifra é quando cada letra de uma mensagem é substituída por uma letra ou símbolo cifrado. De certa forma, caracteres chineses também é um código.

Você pode ocultar uma mensagem não apenas usando uma cifra ou código, mas também de maneiras mais exóticas. Por exemplo, você pode tatuar um mensageiro na cabeça e depois esperar o cabelo crescer (claro, isso era usado em tempos muito antigos e, via de regra, escravos eram usados ​​​​para isso).

Os métodos mais simples e antigos de criptografia são substituir as letras do alfabeto pelas que as seguem (o código é chamado ROT1, que significa girar em uma) ou reorganizar as letras em palavras. Uma modificação mais complexa do ROT1 é a cifra de César, que na verdade consiste em dois círculos com letras girando uma em relação à outra. Assim, no idioma russo você pode criar 33 códigos de criptografia usando um dispositivo. Como você pode ver na foto, é fácil de fazer em casa :-)

Todos esses exemplos referem-se a substituições monoalfabéticas, o que significa que uma letra é substituída por outra ou por um símbolo. Eles foram usados ​​​​de 3 mil anos aC até o século 10 dC - este é o primeiro período da criptografia. Infelizmente, esses códigos são fáceis de resolver, pois o comprimento das palavras não muda. Para decifrar, basta encontrar o mais Palavras curtas, como conjunções e preposições de uma letra, e então você só precisa combinar a letra que vê com as conjunções mais comuns. Depois de resolver uma ou duas letras, você precisa substituí-las por letras de duas letras e assim por diante.

Outra forma é contar a ocorrência letras diferentes e compará-la com a frequência em nosso idioma (mas isso requer dados adicionais, então prefiro a primeira opção) - essa abordagem é chamada de análise de frequência e cada idioma obtém sua própria imagem. A frequência com que as letras dos alfabetos russo e inglês são usadas pode ser vista nessas fotos.
Russo:

Inglês:

Claro, existem programas que permitem fazer isso com uma mensagem criptografada em uma fração de segundos, mas às vezes é bom trabalhar nessa tarefa sozinho. Na verdade em anos escolares, nos divertimos enviando textos salvos em uma codificação diferente do MS Word, para que pudéssemos decodificá-los mais tarde - apenas por diversão.

Uma das cifras monoalfabéticas mais famosas é o código Morse, porém, não é utilizado para codificação, mas para simplificar a transmissão de dados.

O segundo período da criptografia começou no século XI no Oriente Médio e só chegou à Europa no século XV. É caracterizado por cifras polialfabéticas. A essência das cifras polialfabéticas se resume ao uso consistente das cifras monoalfabéticas. Por exemplo, você tem 5 cifras monoalfabéticas, a primeira letra você codifica com a primeira cifra, a segunda com a segunda e assim por diante, quando ficar sem cifras você precisa começar do início. Sua maior vantagem é que não se prestam à análise de frequência como as cifras monoalfabéticas. A dificuldade de descriptografar está em determinar o número de cifras monoalfabéticas: uma vez conhecido seu número, basta selecionar todas as letras pertencentes a uma cifra e aplicar algoritmos para descriptografar as monoalfabéticas. Os computadores modernos realizam essas combinações muito rapidamente, por isso a ocultação é muito informação importante eles não se encaixam.

Um exemplo clássico de tal cifra é a cifra de Vigenère. Para criar uma mensagem, você precisa ter uma tabela com um conjunto de cifras clássicas com mudança alfabética e uma palavra-chave:


Abaixo do texto você precisa escrever uma palavra-chave, repetindo-a até que o número de letras seja igual ao número do texto.
Vamos supor que a palavra-chave seja VERÃO e queremos criptografar a palavra BEM-VINDO.

Agora, para determinar a primeira letra, você precisa encontrar S na cifra monoalfabética (linha da matriz S), encontrar a letra W (coluna W), será O.

Há mais um exemplo famoso cifra polialfabética: a cifra Playfair, que foi inventada por Charles Wheatstone, mas leva o nome de Lord Playfair, que a introduziu no Serviços governamentais Grã Bretanha. O método é simples, embora um pouco confuso. Vou tentar explicar ponto por ponto com um exemplo:

Para cada idioma, você cria uma matriz de letras - a questão é que a matriz contém todas as letras do alfabeto. Portanto para Alfabeto Ingles uma matriz 5×5 é adequada e para russo - 8×4.
Aqui está nossa matriz vazia:

Uma frase ou palavras de código são usadas para compor. É escrito na matriz de acordo com uma regra pré-acordada: por exemplo, em espiral (não são escritas letras repetidas). Próximo em células vazias As letras não utilizadas do alfabeto são inseridas em ordem.

Por exemplo, escolheremos a frase “É verão e nadamos todos os dias”. E preencha as células em ordem: agora Com eu e Que E Nós cupê aems EU ka e morrer d e Nova Iorque

E adicionamos as letras restantes do alfabeto (BVGZRFHTSSHSHCHEYYA) também em ordem:

Nossa matriz está pronta.

Selecionamos a frase que queremos criptografar e a dividimos em pares de letras. Se uma letra não pareada permanecer, o caractere selecionado será adicionado a ela (para o alfabeto inglês é X, então vamos nos ater a isso em nosso exemplo)

Vamos pegar a frase “Dia ensolarado” e dividi-la em pares: SO-LN-ECH-NY-YD-EN-H

Pegamos o primeiro par e construímos um retângulo em nossa matriz com os cantos dessas letras, depois os substituímos por letras nos outros cantos desse retângulo (um canto é substituído por outro na mesma linha). Continuamos a fazer isso para os casais restantes.

Se as letras estiverem na mesma linha, elas serão substituídas pelas adjacentes à direita. Se a letra for a última da linha, pegue a primeira da próxima linha. Para um par de CO, por estarem na mesma linha, a substituição será EI.

Para um par LN, de acordo com a regra do retângulo, substituímos por EG.

Se o par estiver na mesma coluna, substitua-o por letras na mesma coluna, mas uma abaixo. Continuando as substituições, recebemos uma mensagem codificada: EI-EG-YA-BM-S-MH-NC

Numa representação extremamente simplificada, a máquina Enigma é um conjunto de rotores (cada rotor é uma cifra monoalfabética), rotores adjacentes, quando conectados, completam um circuito elétrico. Quando vários rotores são conectados em série a partir do circuito elétrico uma lâmpada com uma carta criptografada acendeu. Com o grande uso de rotores, surgiram muitas opções para combinar uma sequência de substituições monoalfabéticas, o que tornou essa cifra extremamente eficaz naquela época. Além disso, as combinações de rotores podem mudar diariamente, o que complica ainda mais o trabalho dos criptógrafos. Número total as combinações possíveis eram cerca de 2 * 10 145 , para comparação, as estrelas da nossa galáxia, a Via Láctea, se não me engano, têm apenas cerca de 2 * 10 11 .

A produção comercial de máquinas Enigma começou na década de 20 do século passado. Alemão Marinha foi o primeiro a utilizá-los na transmissão de dados, porém, introduzindo uma série de modificações para aumentar a segurança. Outros países também os usaram, mas geralmente com designs comerciais.

Até a década de 70 do século passado, a criptografia, apesar das constantes complicações, ainda era a criptografia clássica com o objetivo de ocultar informações de olhares indiscretos. A criptografia moderna é mais um ramo da matemática e da ciência da computação do que da linguística. Estamos agora aplicando amplamente os resultados desta nova disciplina na papelada eletrônica e assinaturas eletrônicas, agora não é apenas prerrogativa do Estado, mas também faz parte dos negócios e da vida privada. Utilizando métodos de criptografia, torna-se possível, por exemplo, verificar a autenticidade de uma mensagem ou de seu destinatário.

Mas o trabalho dos criptógrafos não se resume apenas aos jogos de espionagem, na minha opinião há uma componente ainda mais romântica - a decifração de línguas antigas e extintas. Aqui, claro, não se pode deixar de mencionar a “Pedra de Roseta”.


Foi encontrado no final do século XVIII no Egito, seu grande valor científico era que continha 3 inscrições idênticas em três línguas: duas das quais eram escritas diferentes da língua egípcia antiga, e uma em grego antigo, que era bem conhecido naquele momento. Graças a esta tabuinha, foi possível começar a decifrar os antigos hieróglifos egípcios. Infelizmente, nenhuma das três inscrições está completa devido aos danos na pedra, o que imagino ter tornado o trabalho dos criptógrafos-linguistas mais difícil, mas também mais interessante.

A criptografia ainda tem seus próprios monumentos - esta é a estátua de Kryptos, perto do escritório da CIA nos EUA. Consiste em 4 páginas com 4 mensagens criptografadas que foram feitas por Artista americano James Sanborn. Até o momento, apenas 3 em cada 4 mensagens foram decifradas.

E é claro que, como qualquer ciência, a criptografia não deixa de ter grandes segredos.


Já escrevi sobre um deles - este, que acabou sendo um osso duro de roer que a maioria dos criptógrafos científicos já concordou que o texto era absolutamente sem sentido, mas este ano foi aperfeiçoado, sobre o qual também escrevi não tanto tempo atrás.

Outro exemplo interessante livro misterioso - Codex Seraphinianus (Código de Seraphini).


Embora, ao contrário do Manuscrito Voynich, se saiba que se trata de criação do arquiteto italiano Luigi Serafini, no qual retrata um mundo misterioso, no entanto, o pequeno texto deste códice ainda não foi decifrado.

Assim, apesar da ajuda de supercomputadores capazes de calcular os mais complexos algoritmos de descriptografia em uma fração de segundo, esse assunto ainda não pode ser resolvido sem uma abordagem criativa. A criptografia ainda não perdeu seu nobre toque de romance.

E, claro, gratidão magnólia1985 atrás tópico interessante para a postagem :-)