Михаил Адаменко - Основы классической криптологии. Секреты шифров и кодов

Возможно, вору удалось открыть замок с помощью подобранного ключа. Однако это не означает, что он сможет постоянно посещать эту квартиру. Хозяин квартиры может сменить или весь замок, или только лишь соответствующий элемент замка вместе с ключом, не меняя весь замок. Конечно же, выгоднее заменить в замке лишь одну деталь, чтобы избежать лишних затрат на покупку нового замка. Кстати, в большинстве замков такой внутренний элемент, заменяемый при смене ключей, называют личинкой.

Аналогичную операцию можно провести и с шифром. После его вскрытия законный пользователь имеет две возможности. Или заменить полностью шифр, или же заменить только ключ. Следует отметить, что чаще всего второй путь не менее эффективен, чем первый, хотя значительно проще и дешевле. Даже если незаконный пользователь понял способ шифрования и подобрал ключ для чтения определенного сообщения, шифр можно применять еще долгое время, периодически меняя ключи.

Итак, криптографический ключ — это специальный сменный элемент шифра который применяется для шифрования конкретного сообщения.

Разнообразные ключи в шифрах применяются с глубокой древности. Более подробно о них будет рассказано в соответствующей главе. Однако пока отметим, что в древнегреческом шифре «Сцитала» ключом являлся диаметр соответствующей палочки, в шифре Цезаря — цифра определяющая перемещение букв криптограммы относительно букв открытого текста а в шифре Виженера — какое-либо слово или фраза.

Принцип, способ шифрования или, например, сам шифр могут стать известными незаконному пользователю. В его руки может попасть даже шифровальная машина как, например, в истории с немецкой машиной «Энигма», попавшей во время Второй мировой войны к англичанам. Однако этого будет, скорее всего, недостаточно для того, чтобы незаконный пользователь получил возможность читать все секретные сообщения, зашифрованные с помощью этого шифра или шифровальной машины. Достаточно заменить ключ, от которого существенно зависят применяемые преобразования информации, и все усилия противника будут безрезультатны до тех пор, пока ему не станет известен новый ключ.

Теперь законные пользователи, прежде чем обмениваться шифрованными сообщениями, должны втайне от незаконных пользователей обменяться ключами или же заранее установить одинаковый ключ на обоих концах системы связи. При этом в любой момент по взаимной договоренности ключ шифра может быть заменен. А у незаконных пользователей периодически появляется новая забота — после смены ключа необходимо его определять, чтобы читать зашифрованные с помощью нового ключа сообщения.

Можно утверждать, что безопасность информации, защищаемой с помощью какого-либо шифра, в первую очередь определяется ключом этого шифра, поскольку без знания этого ключа невозможно получение открытого текста и извлечение истинного смысла сообщения. Поэтому в настоящее время криптографические ключи являются важнейшим элементом шифра, значимость которого сопоставима лишь с самим шифром. Естественно, изготавливаются и хранятся криптографические ключи куда более тщательна чем стальные аналоги. За их разработку отвечают специальные криптографические службы.

При выборе ключа не следует забывать о том, что существуют два простейших метода вскрытия шифра.

Во-первых, это случайное угадывание ключа. Данный метод сравнительно прост, хотя и срабатывает с маленькой вероятностью. Дело в том, что большинство людей в качестве ключей подсознательно стараются использовать легко запоминающиеся слова. Поэтому на основе статистических данных составлены специальные таблицы, в которых собраны слова, наиболее часто используемые в качестве ключей и паролей. Помимо этого, каждый конкретный пользователь в качестве ключа или пароля может использовать имена и фамилии родных и близких, а также известных личностей и даже клички домашних животных. Естественна такой подход к выбору ключа для шифра значительно облегчает незаконному пользователю взлом этого шифра в том случае, если взломщик имеет какую-либо информацию о личной жизни законного пользователя.

Во-вторых, незаконный пользователь может попробовать перебрать подряд все возможные ключи до тех пор, пока не будет найден нужный. Так, например, если незаконному пользователю известна что в качестве ключа используется слово из семи букв, то достаточно взять словарь, перебрать все слова, состоящие из семи букв, и, в конце концов, ключ будет найден. Конечно же, это длительная и утомительная процедура. Однако с помощью современной компьютерной техники все значительно упрощается, поскольку составить соответствующую программу в ряде случаев сможет даже школьник. Этот метод, несмотря на его сложность, срабатывает в большинстве случаев, поэтому не следует сомневаться в том, что в распоряжении заинтересованных лиц всегда могут оказаться сложнейшие компьютерные программы, обеспечивающие подбор ключа к шифру.