Вадим Гребенников - Європейська криптологія

Вже у IV столітті до н.е. робилися спроби «механізації» криптологічної справи, пов'язані насамперед з ім'ям давньогрецького полководця Енея Тактики, захисника Трої, друга Гектора. Він створив так званий «диск Енея», що одержав у Давній Греції широке застосування. У диску діаметром 10—15 см і товщиною 1—2 см висвердлювалися отвори, що відповідали буквам алфавіту, через які просмикувалася нитка відповідно до букв шифрованого тексту. Для розшифрування нитку витягали, одержуючи зворотню послідовність букв. Цей примітивний на перший погляд спосіб шифрування був досить ефективний, тому що супротивнику, який перехопив повідомлення, було невідомо, яка буква відповідає кожному отвору. Крім того, якщо виникала небезпека перехоплення повідомлення, нитку можна було легко порвати, тим самим знищивши його.

Ідея Енея була використана при створенні й інших оригінальних шифрів заміни. Зокрема, в одному з варіантів замість диска використовувалася лінійка з кількістю отворів, рівних кількості букв алфавіту. Кожний отвір позначався своєю буквою, а букви по отворах розташовувалися в довільному порядку. До лінійки була прикріплена котушка з намотаною на неї ниткою. Поруч із котушкою був проріз. При шифруванні нитка простягалася через проріз, а потім через отвір, що відповідав першій букві шифрованого тексту, при цьому на нитці зав'язувався вузлик у місці проходження її через отвір. Потім нитка поверталася в проріз й аналогічно зашифровувалася друга буква тексту й т. д. Після закінчення шифрування нитка витягалася й передавалася одержувачу повідомлення. Той, маючи ідентичну лінійку, простягав нитку через проріз до отворів, обумовлених вузлами, і відновлював вихідний текст по буквах отворів.

Цей пристрій одержав назву «лінійка Енея». Шифр, реалізований лінійкою Енея, був одним з прикладів шифру заміни: коли букви замінялися на відстані між вузликами з урахуванням проходження через проріз. Ключем шифру був порядок розташування букв по отворах у лінійці. Супротивник, що одержав нитку (навіть, маючи лінійку, але без нанесених на ній букв), не міг прочитати передане повідомлення. Аналогічне «лінійці Енея» «вузелкове письмо» отримало поширення в індіанців Центральної Америки. Свої повідомлення вони також передавали у вигляді нитки, на якій зав'язувалися різнобарвні вузлики, що визначали зміст повідомлення.

Ще один винахід стародавніх греків – так званий «квадрат Полібія». Грецький письменник Полібій (біля 200 – 120 до н.е.) використовував систему сигналізації, що була широко прийнята як метод шифрування. Він записував букви грецького алфавіту в квадратну таблицю та заміняв їх числовими координатами в таблиці номером рядка та номером стовпця. Пари чисел передавалися за допомогою смолоскипів. У варіанті з латинським алфавітом для передачі, наприклад, букви « U » потрібно було взяти 4 смолоскипи в праву руку та 5 – у ліву, або записати як цифру «45» (див. таблицю).

Наприклад, слово «UKRAINE» можна записати як цифровий шифротекст «45254211243315» або «54522411423351».

Цікаво, що шифр Полібія дійшов до наших днів та одержав своєрідну назву «шифру в'язнів». Для його використання потрібно було тільки знати природний порядок розташування букв алфавіту (як у вищезазначеному прикладі для англійської мови). Число 3, наприклад, передавалося шляхом потрійного стукоту. При передачі букви спочатку відстукувалося число номера рядка, у якому знаходилася буква, а потім число номера відповідного стовпця. Наприклад, буква « F » передавалася подвійним стукотом (другий рядок) і потім одинарним (перший стовпець).

Із застосуванням цього шифру пов'язані деякі історичні казуси. Так, російські «декабристы», які були ув'язнені після невдалого повстання, не змогли встановити зв'язок з князем Одоєвським. Виявилося, що він (добре освічений за тих часів) не пам'ятав природний порядок розташування букв у російському та французькому алфавітах (іншими мовами він не володів). « Декабристы » для російського алфавіту використовували прямокутник розміру 5x6 (5 рядків та 6 стовпців) і скорочений до 30 букв алфавіт.

Пізніше букви стали розташовувати в квадраті хаотично, але це вимагало наявність такого квадрата у отримувача повідомлення, що також було небезпечно. Вихід був знайдений у застосуванні так званого ключового слова, що легко запам'ятовувалося. Обиралося недовге слово (наприклад, « UKRAINE »), з нього забиралися букви, що повторювалтся, а ті, що залишалися, записувалися в перші клітини квадрата по рядках. Порожні клітини заповнювалися буквами алфавіту, що залишилися, у природному порядку (див. таблицю).