Вадим Гребенников - Європейська криптологія

Приблизно в той же час італійський математик і філософ Джироламо Кардано (1501—1576) запропонував використовувати як ключ сам текст повідомлення, тобто «самоключ» або «автоключ» (autokey). Наприклад, у фразі «ЗБІР СЬОГОДНІ» ключем було слово «ЗБІР»:

текст – ЗБІРСЬОГОДНІ

ключ – ЗБІР ЗБІР ЗБІР

Шифрування здійснювалось за допомогою таблиці Тритемія.

Крім того, у 1556 році захоплення теорією магічних квадратів привело Кар-дано до відкриття нового класу шифру перестановок, названого ґратами або трафаретом. Вони являли собою квадратні таблиці, де чверть осередків прорізана так, що при чотирьох поворотах вони покривали весь квадрат. Вписування в прорізані осередки тексту й повороти ґрат тривали доти, поки весь квадрат не був заповнений. Наприклад, на малюнку нижче показаний процес шифрування ґратами 4х4. Трафарет мав 4 прорізані клітини, а повороти здійснювалися за годинною стрілкою на зазначений нижче кут (див. таблицю).

Головна вимога до ґрат – при усіх поворотах «вікна» не повинні попадати на одне й те місце у квадраті, у якому утвориться шифротекст. Якщо у квадраті після зняття грат утворювалися пусті місця, то в них вписувалися будь-які букви.

Кількість подібних ґрат швидко росте з їхнім розміром. Так, ґрати 2х2 єдині, ґрат 4х4 уже 256, а ґрат 6х6 понад сто тисяч. Незважаючи на певну складність, шифри типу ґрат досить просто розкривалися, тому не могли використовуватися як самостійний шифр. Однак вони були дуже зручними та ще довго використовувалися в практиці для посилення шифрів заміни.

Воскресити змішані алфавіти, що застосовував Альберті, та об'єднати ідеї Альберті з ідеями Тритемія і Белазо в сучасну концепцію багатоалфавітної заміни випало на долю італійця Джовані Батіста дела Порта (1535—1615). Йому було 28 років, коли він у 1563 році опублікував книгу «Про приховану значущість окремих букв» (лат. De Furtivis Literarum Notis). її перші два розділи були присвячені криптографії, а в інших двох викладалися основи криптоаналізу та розглядалися лінгвістичні особливості, що допомагали розкриттю шифрів.

Книга Порти містила перший в Європі опис того, як варто розкривати шифр простої заміни, коли шифротекст не був розділений на слова або був розділений неправильно. Порта також описав те, що вважалося другим за значимістю прийомом у сучасному криптоаналізі:

«…Коли тема листування відома, дослідник може зробити проникливі припущення щодо слів, що звичайно вживаються в такому контексті. Ці слова можна без великої праці знайти, помічаючи в текстах кількість знаків, а також подібність і розходження букв… Для кожної теми характерні деякі загальні слова, що супроводжують її, будучи необхідними. Наприклад, у любові – це «пристрасть», «серце», «вогонь», «полум'я», «згоряти», «життя», «смерть», «жалість», «жорстокість»; на війні – «солдат», «командир», «генерал», табір», «зброя», «боротися» і т. д. Таким чином, цей прийом розкриття, що не заснований на аналізі самих документів або на спробі розбити текст на голосні або приголосні, може полегшити задачу».

У своїй книзі Порта також дав одну мудру пораду, що й сьогодні корисна крипто-аналітику такою ж мірою, якою вона була доречна в Італії епохи Відродження:

«Необхідні повна зосередженість і ретельність, щоб вільна від сторонніх думок голова, коли все інше відкладено убік, була цілком зайнята єдиною задачею доведення початої справи до успішного завершення. І все-таки, коли така задача вимагає надмірного напруження і незвичайних витрат часу, напруження не повинно бути безперервним, не слід навантажувати мозок надмірно, тому що занадто великі зусилля і тривале розумове навантаження призводять до нервового виснаження, після якого голова вже менш придатна для подібних речей та з неї вже не вичавиш нічого…»

А далі Порта поділився з читачем своїм власним практичним досвідом роботи: «Крім того, дуже важливо, щоб повідомлення було написано рукою автора або митецького переписувача, тому що якщо перехоплене повідомлення буде скопійовано неправильно або якщо воно вийде з-під руки людини, незнайомого з мистецтвом шифру, то в результаті, оскільки правопис порушений, будь-яка інтерпретація повідомлення буде блокована».

Подібний досвід приходив тільки до криптоаналітика, що мав справу з повідомленнями, у яких букви часто були пропущені, переставлені або замінені на інші. Це траплялося лише при обробці дійсних криптограм. Завдання, що зустрічалися в книгах з криптоаналізу того часу, завжди були бездоганно складені з точки зору правопису й тому легко вирішувалися. Скоріше за все, Порта регулярно займався криптоаналізом, виконуючи доручення папської курії.