Вадим Гребенников - Американська криптологія. Історія спецзв'язку

Шифрування вироблялося таким чином. Перед початком шифрування диски ставилися в початкові умовні положення (наприклад, LB ). Потім шестірні з'єднувалися, і за допомогою кнопки диск повертався доти, поки у верхньому вікні не з'являлася перша буква відкритого тексту. З вікна під ним списувалася перша буква шифрованого тексту. Інші букви шифрувалися аналогічним чином. Якщо букви повторювалися (наприклад, АА ), то диск робив повний оберт, тому в шифротексті цій парі відповідали пари з різних знаків (наприклад, 8В).

Розшифрування робилося зворотним чином. Букви шифрованого тексту встановлювалися по нижньому вікну, а з верхнього списувалася відповідна буква відкритого тексту. Даний шифр мав такі особливості:

– кількість знаків в алфавіті шифрованого тексту (33) була більше кількості букв в алфавіті відкритого тексту (26);

– шифрування букви відкритого тексту залежало від того, якою була попередня їй буква, що шифрувалася.

Пропозиція Уодсворта заслуговувала на увагу, незважаючи на те, що недоліком шифру була його особлива чутливість до неточностей (типу заміни та пропуску знаків у шифрованому тексті). Перекручена або пропущена буква робила весь наступний текст при розшифруванні незрозумілим. Однак історична відмова від запропонованої системи шифрування була пов'язана з іншими обставинами. В ці роки панували так звані «ручні шифри», застосування яких не вимагало спеціальних пристосувань. Ці шифри були добре засвоєні, їм вірили та їх добре знали, у зв'язку з чим пропозиція Уодсворта породжувала зайві «турботи».

Всередині XIX століття американець П. Е. Чейз запропонував модифікацію відомого шифру Полібія (див. таблицю).

Ключем шифру був порядок розташування букв у таблиці. При шифруванні координати букв виписувались вертикально. Наприклад, слово «UKRAINE» можна записати як такий дворядковий цифровий шифротекст:

1 3 3 1 3 1 2

2 2 6 3 9 6 6

Чейз запропонував ввести ще один ключ: заздалегідь обговорене правило перебудови нижнього рядка цифр. Наприклад, число, визначене цим рядком, помножувалося на 9: 2263966 х 9 = 20375694, після чого отримувався новий шифротекст:

1 3 3 1 3 1 2

2 0 3 7 5 6 9 4

Цей дворядковий запис знову перетворювався у букви згідно з вищезазначеною таблицею, при цьому перше число (2) визначало букву першого рядка. В результаті отримуємо такий шифротекст: UφSWORPM.

Шифр Чейза був більш стійким за шифр Полібія, однак розповсюдження він не мав. Його недоліками були значне ускладнення процесу шифрування-розшифрування та особлива чутливість шифру до помилок (перекручування у шифротексті).

В другій половині XIX століття відбулася революція у військовій справі. З'явилися нові засоби збройної боротьби (парові кораблі, нарізні артилерія та стрілецька зброя), комунікацій (залізниця) та зв'язку (телеграф). Поява телеграфу змістовно вплинула на розвиток криптології.

Однією з війн, у якій широко застосовувалися перераховані новинки, стала громадянська війна в США (1861—1865) між мешканцями Півночі (далі – федерали) та Півдня (далі – конфедерати). Перемогу в цій війні одержали федерали, що в результаті привело до створення США в їхньому сучасному вигляді. У цій перемозі помітну роль зіграла перевага федералів у криптологічних методах. При цьому федерали часом «винаходили» заново шифри, що були добре відомі в Європі.

У той час для передачі повідомлень вже широко використовувався телеграф. Щоб телеграфіст міг легко читати переданий текст, шифротексти повинні були бути максимально наближеними до звичайних відкритих текстів. При передачі шифротекстів, що представляли собою хаотичний набір букв, телеграфісти робили численні помилки, що істотно ускладнювало наступне розшифрування. Крім того, помилки виникали через збої при роботі телеграфних апаратів. Наприклад, для американського апарата «Морзе» були характерні помилки при передачі, за результатом яких у тексті одна буква виявлялася зайвою, або навпаки, однієї букви не вистачало. У випадку «хаотичних» шифротекстів такі перекручування нерідко приводили до неможливості розшифрування.

Крім телеграфу застосовувалися й інші способи передачі інформації, зокрема, «прапорцеві» коди. У 1856 році офіцер медичної служби Альберт Джеймс Майер (1828—1880) запропонував метод зв'язку з використанням сигнальних прапорців – прапорцевий семафор (англ. wig-wag). Для представлення різних букв використовувалися різні положення прапорця, і в такий спосіб солдати передавали повідомлення. «Прапорцеву» систему Майера застосовували як солдати північної коаліції, так і конфедерати. Для цього використовувалися природні височини. Якщо таких не виявлялося, то будувалися спеціальні вишки.