Шифровка и расшифровка информации
С древних времен, как только появилась письменность, люди уже шифровали и расшифровывали тексты. Обычно это использовалось в военном деле, для передачи приказов командования войску, и так чтобы враг не смог узнать правды и намерений в проведении военных действий. Расшифровка письменности важна также при изучении забытых языков древних народов, изучения их быта, их истории.
Долгое время оставались загадкой древние иероглифы Египта. Их расшифровке помог счастливый случай. Французский капитан наполеоновской армии по фамилии Бушар нашел в 1799 году возле египетского города Розетта каменную плиту метровой высоты и весом в 760 кг покрытую непонятными письменами. Британская армия вскоре отбила камень у французов и в 1802 году доставила его в Лондон. Сейчас это так называемый Розеттский камень хранится в Британском музее, на нём на трёх языках - древними греческими буквами, египетским иероглифами и поздним египетским письмом - благодарственное письмо египетских жрецов царю Птолемею. Сопоставление всех трёх текстов позволило расшифровать древнеегипетские иероглифы. Выдающаяся роль в этой работе сыграл и британец Томас Юнг и француз Жан Франсуа Щампольон, которые в 1822 году совершили прорыв в расшифровке текста Розеттского камня.
Благодаря расшифровке древнеегипетских иероглифов мы много узнали об истории древнего Египта, быте людей и технологиях древних мастеров.
В двадцатом веке советский историк и лингвист Юрий Кнорозов (1922-1999) расшифровал письменность майя, за что президент Мексики наградил его высшим орденом своей страны. Сейчас клинописные камни «заговорили» и мы узнаём жизнь и историю древнего народа.
Для облегчения шифровки и расшифровки сообщений в 20-х годах 20-го века придумали переносную шифровальную машину «Энигма» (Загадка), для шифрования и дешифрования секретных сообщений.
«Энигма» использовалась в коммерческих целях, а также военными службами во многих странах мира, но наибольшее распространение получила в Германии во время второй мировой войны. Именно германская военная модель чаще всего является предметом дискуссий.
Как и другие роторные машины, «Энигма» состояла из комбинации механических и электрических подсистем. Механическая часть включала в себя клавиатуру, набор вращающихся дисков — роторов, — которые были расположены вдоль вала и прилегали к нему, и ступенчатого механизма, двигающего один или несколько роторов при каждом нажатии на клавишу. Электрическая часть, в свою очередь, состояла из электрической схемы, соединяющей между собой клавиатуру, коммутационную панель, лампочки и роторы (для соединения роторов использовались скользящие контакты).
Конкретный механизм работы мог быть разным, но общий принцип был таков: при каждом нажатии на клавишу самый правый ротор сдвигается на одну позицию, а при определённых условиях сдвигаются и другие роторы. Движение роторов приводит к различным криптографическим преобразованиям при каждом следующем нажатии на клавишу на клавиатуре.
Чтобы сообщение было правильно зашифровано и расшифровано, машины отправителя и получателя должны были быть одинаково настроены, конкретно идентичными должны были быть: выбор роторов, начальные позиции роторов и соединения коммутационной панели. Эти настройки оговаривались заранее и записывались в специальных шифровальных книгах.
Эти начальные позиции отправлялись вместе с криптограммой, перед зашифрованным текстом. Такой принцип именовался «индикаторная процедура». И именно слабость подобных индикационных процедур привела к первым успешным случаям взлома кода «Энигмы»
Британские специалисты по взламыванию шифров преуспели в дешифровке этих машин, лишённых коммутационной панели.
«Энигма» имеет достаточно большую ценность для истории криптоаналитики. В связи с тем, что до наших дней сохранилось достаточно небольшое число экземпляров «Энигмы», каждая такая машина очень высоко ценится среди коллекционеров.
Тема расшифровки машины «Энигмы» в значительной степени затрагивается и в кинематографе. Интересный фильм прошедший по Российскому телевидению: «U-571» — фильм 2000 года режиссёра Джонатана Мостоу об американской военной подлодке, в котором рассказывается о мужестве военных подводников, получивших приказ захватить немецкую подводную лодку с находившейся на её борту шифровальной машиной «Энигма», но выполнить это задание и вернуться живыми оказалось совершенно непросто.
Следующим шагом в деле расшифровки сообщений было создание и использование ЭВМ. Большую роль в этом сыграл молодой талантливый математик Тьюринг. Помимо собственно математики, Тьюринг много времени посвящает изучению криптографии. Именно это привлекло к нему внимание британских спецслужб, которые собирали команду учёных для овладения сложнейшими немецкими военными шифрами.
Перед Тьюрингом поставили задачу — разгадать секрет немецкой шифровальной машины «Энигма», с помощью которой кодировалась информация, передаваемая сухопутными войсками, флотом и авиацией гитлеровской Германии.
Тьюринг разработал теоретическое обоснование электронно-механической машины для расшифровки кода «Энигмы», которая получила название Bombe.
За годы Второй мировой войны Тьюринг добился огромных успехов в области военного криптоанализа — благодаря ему код «Энигмы» был расшифрован полностью, в том числе его более сложный вариант для ВМФ.
Благодаря работам Тьюринга и его коллег была создана одна из первых ЭВМ в мире, получившая название «Колосс». Эта машина взломала код «Лоренц», что позволило союзникам быть в курсе переписки высших руководителей гитлеровской Германии и сократило длительность войны как минимум на несколько месяцев.
В 1945 году в обстановке секретности 33-летний Алан Тьюринг был награждён орденом Британской империи королём Георгом VI за военную службу.
«Колосс» — секретный британский компьютер, спроектированный и построенный в 1943 году для расшифровки перехваченных немецких радиосообщений. 1500 электронных ламп (2500 в Colossus Mark II), что делало Colossus самым большим компьютером того времени (ближайший конкурент имел всего 150 ламп). Создание и введение в строй в 1944 году позволило сократить время расшифровки перехваченных сообщений с нескольких недель до нескольких часов. Модернизация Colossus Mark II считается первым программируемым компьютером в истории ЭВМ. К концу войны использовалось 10 «Колоссов».
Чтобы скрыть информацию от германских шпионов, работающих в Великобритании о том почему, так успешно лётчики стали бомбить глубинными бомбами германские подводные лодки; средства информации запустили легенду о полезности употребления сырой моркови. Лётчики употребляют морковь, и повышается острота зрения. Да если бы это было так!
О германских шпионах, работавших в Англии во время Второй мировой войны можно прочитать в романе Агаты Кристи «Н или М?» (в русском переводе «Икс или игрек?»).
В наши дни совсем недавно я прочёл в Интернете сообщение:
«… Книга без обложки (точнее, сам пергамент для неё) была создана, судя по всему, в начале 15 века(согласно радиоуглеродному анализу где-то между1404 и 1438 годом). Свое современное название Она получила, когда её приобрёл в1912 году антиквар Вильфред Войнич - муж писательницы Этель Лилиан Войнич, автора книги "Овод". Книга была написана неизвестным афавитом, на неизвестном языке. Долгое время её не удавалось расшифровать. Всё изменилось, когда за дело взялись нейронные сети. Ученые Альбертского университета в Канаде "натравили" на текст рукописи искусственный интеллект, способный оперировать большими объемами данных, сравнивать гигантские массивы информации, находить совпадения и закономерности.
Для того чтобы выяснить, на каком языке написан документ учёные взяли переведённую на 380 языков Всемирную декларацию прав человека и с ее помощью натренировали и искусственный интеллект, чтобы он мог определить язык с высокой точностью. Получившийся алгоритм они применили к "манускрипту Войнича" и выяснили, что с вероятностью в 97% Он написан на иврите - правда, буквы в каждом слове были переупорядочены. Первое предложение, как считает компьютерный, алгоритм звучит так: "Она дала советы священнику, главе дома, мне и людям". Перевод других блоков текста показал, что в нём фигурируют такие слова, "фермер", "свет", "воздух и огонь" это, по словам учёных, говорит о том что манускрипт представляет собой древнюю ботаническую фармакопею - свод правил по изготовлению лекарственных средств из растений и обращению с ними.
Однако мощности одного лишь искусственного интеллекта недостаточно, чтобы раскрыть тайну древнего документа. Канадцы подчеркивают, для дальнейшей работы нужны люди - специалисты по ивриту, истории и другим наукам.
Это уже не первая серьёзная применение искусственного интеллекта или нейросетей. Способность обрабатывать грандиозные объемы информации позволяют использовать их, в медицине. Зачастую ознакомившись с результатами диагностики, машина способна выдать более точный, вердикт, чем врач - просто в памяти у неё загружены миллионы диагностических данных и вердиктов по ним».
Заинтересовавшись этим сообщением, я кое-что выяснил:
Э;тель Ли;лиан Войнич (1864-1960)— английская писательница, дочь видного английского учёного и профессора математики Джорджа Буля.
Ее мать, Мери Эверест, была дочерью профессора греческого языка. Их фамилия довольно известна в мире, потому что так называется самая высокая горная вершина в Гималаях, названная в честь дяди Мери Эверест – Джорджа Эвереста – главного геодезиста Индии, работавшего там с 1830 по 1843 годы.
Этель Лилиан вышла в 1890 г. замуж за Вильфреда (Михаила) Войнича(1865-1930), польского литератора и библиофила, переселившегося в Англию после побега из сибирской ссылки (сейчас он известен прежде всего как первооткрыватель знаменитой «Рукописи Войнича».
В 1896 г. в нее влюбился Сидней Рейли (выходец из России Зигмунд Розенблюм), которого позже назвали «асом шпионов». Вместе они полгода путешествовали по Италии, где Этель начала собирать материалы для ее первой книги. Из авантюрной жизни англичанина Рейли, внушений русского писателя Кравчинского, биографий великих итальянских патриотов Джузеппе Гарибальди и Джузепе Мазини, она создала фигуру и характер героя своей книги – Артура Бертона.
Про Сиднея Рейли созданы различные произведения и кинофильмы. Например, известный телесериал «Операция Трест». Рейли послужил прототипом для Джеймса Бонда - героя книг писателя Йена Флеминга. Сам писатель также служил раньше в английской разведке и хорошо знал её структуру. Шифровка и расшифровка текстов у шпионов и разведчиков занимает одно из первых мест в их деле.
Заинтересовавшись биографией Рейли и «манускриптом Войнича» я нашёл в Интернете книгу английского историка и писателя Эндрю Кука «Сидней Рейли. Подлинная история короля шпионов». Писатель 20 лет собирал материал для своей книги и проводил собственное расследование.
Интересные данные из этой книги привожу ниже.
Рейли родился в России в Херсонской губернии в еврейской семье Розенблюм. Отец Герш (Григорий), мать Перла (Паулина), сам будущий Рейли - Шломо (Соломон), Ещё у Шломо были две сестры. Потом Шломо стал называться Георгием, чтобы легче общаться с русскими.
В возрасте 16 лет Георгий отправился в Вену для прохождения 3 годичного курса химии где познакомился с лечащим врачом его матери Михаилом Розенблюмом являющимся с двоюродным братом Григория Розенблюма. Как выяснилось позже Михаил и был настоящим отцом Георгия из-за внебрачной связи с Паулиной. Обучаясь в Западной Европе, Георгий Розенблюм переименовывает себя в Зигмунда Розенблата. Зигмунд – немецкое имя.
Не доучившись до конца он попадает в лапы полиции за связь с революционерами. Родители Георгия использовали все свои связи, чтобы добиться освобождения сына из тюрьмы, а к этому времени его мать, и ранее страдавшая серьёзным недугом, скончалась.
Перессорившись со всеми родственниками и скрываясь от полиции Зигмунд Розенблюм со своим напарником бегут за границу. На поезде, следующим во Францию, Розенблюм с напарником убивают итальянского анархиста везущего крупную сумму денег. Пробыв в Париже 2 года Розенблюм переезжает в Лондон, где открывает на награбленные деньги контору по продаже патентованных лекарств, заводит связи с русскими политэмигрантами, устраивается на обучение в Химический институт, где продолжает обучение химии. Зигмунд Розенблюм знакомиться с Этель Войнич, ее мужем и втирается к нему в доверие. Вместе с Михаилом Войнич, Зигмунд Розенблюм изготавливают «средневековые» манускрипты и успешно ими торгуют. Михаил Войнич покупает в Европе средневековую бумагу, Зигмунд Розенблюм используя познания в химии изготовляет «средневековые» чернила, «средневековые» краски, а потом и пишет «средневековые» манускрипты.
Зигмунд Розенблюм жил, стараясь не отказывать себе в удовольствиях, денег у него не всегда на это хватало. Его приметил глава отдела «Б» особого отделения Скотланд – Ярда, занимающимся присмотром за эмигрантами и выявлению среди них преступных элементов – Уильям Мелвилл. Он соблазнил Зигмунда Розенблюма хорошей оплатой за информацию об русских эмигрантах. Мелвилл дал Зигмунду псевдоним – Сидней Рейли. Настоящий Сидней Рейли был его ирланским родственником со стороны жены, умершим в младенческом возрасте. Это было в 1896 году, а в 1897 году Розенблюм уже был натурализованным Сиднеем Рейли с паспортом и с ирландской биографией.
В 1898 году Рейли написал на имя главного библиотекаря Библиотеки Британского музея заявление с просьбой выдать ему читательский билет для занятий в читальном зале, так как он учёный по химии и физике и занимается научной работой имеющее важное значение для общества. Сидней Рейли изучал труды по средневековому искусству. Его читательская карточка до сих пор там сохранилась.
Всё же интересно, что расшифрует искусственный интеллект в манускрипте Войнича и Рейли?!
Сейчас, в наши дни, техника шифрования и расшифровки поднялась на космический уровень. Проводятся эксперименты по передаче кодированной информации по лазерному лучу с запущенного в Китае спутника. Физики из Китайской академии наук сообщили о первых научных результатах миссии квантового спутника связи QUESS (иначе, «Мо-Цзы»). Аппарат обеспечил распределение запутанных фотонов на рекордно большое расстояние, свыше 1200 км. В дальнейшем в планах миссии реализация квантовой спутниковой линии связи между Веной и Пекином. В ближайшие пять лет Китайская академия наук планирует запуск новых спутников, с более мощными пучками фотонов — их работе не будет мешать свет Солнца или Луны. Такие системы могут найти реальное практическое применение для связи между посольствами Китая.
Неуказанные источники: журнал «Наука и жизнь» №12 за 2017год, статьи из Интернета.
Февраль 2018 год В. В. Макеев.