Криптология — наука тайнописи во всех ее проявлениях; включает в себя как криптографию, так и криптоанализ.
Многоалфавитный шифр замены — шифр замены, при котором шифралфавит меняется в процессе шифрования, например, шифр Виженера. Изменение шифралфавита задается ключом.
Обмен ключами Диффи-Хеллмана-Меркля — процесс, при котором отправитель и получатель могут договориться о секретном ключе по незащищенному каналу. После согласования ключа отправитель, чтобы зашифровать сообщение, может воспользоваться таким, например, шифром, как DES.
Одноалфавитный шифр замены — шифр замены, при котором шифралфавит остается неизменным на протяжении всего процесса шифрования.
Одноразовый шифрблокнот — единственная известная форма шифрования, являющаяся нераскрываемой. Она основана на случайном ключе, длина которого равна длине сообщения. Каждый ключ может использоваться один, и только один раз.
Омофонический шифр замены — шифр, в котором существует несколько возможных замен для каждой буквы открытого текста. Здесь принципиальным является то, что, если, скажем, существует шесть возможных замен для буквы открытого текста а, то эти шесть символов могут представлять собой только букву а. Этот шифр является одним из видов одноалфавитного шифра замены.
Открытый ключ — в системе шифрования с открытым ключом — ключ, применяемый получателем сообщения для того, чтобы зашифровать его. Открытый ключ доступен всем.
Открытый текст — исходное сообщение до зашифровывания.
Распределение ключей — процесс, обеспечивающий получение доступа отправителя и получателя к ключу, требующемуся для зашифровывания и расшифровывания сообщения; при этом принимаются меры, чтобы ключ не попал в руки противника. До изобретения шифрования с открытым ключом распределение ключей являлось главной проблемой с точки зрения безопасности их доставки.
Секретный ключ — в системе шифрования с открытым ключом — ключ, применяемый получателем сообщения для того, чтобы расшифровать его. Секретный ключ должен храниться в секрете.
Стеганография — наука, связанная с сокрытием наличия существующего сообщения, в отличие от криптографии, которая используется для скрытия содержания сообщения.
Цифровая подпись — способ удостоверения авторства электронного документа. Нередко создается автором, зашифровывающим документ своим секретным ключом.
Шифр — любая система, предназначенная для скрытия содержания сообщения путем замены каждой буквы в исходном сообщении другой буквой. Система должна обладать некоторой внутренней гибкостью, известной как ключ.
Шифр Виженера — многоалфавитный шифр, который был разработан около 1500 года. Квадрат Виженера состоит из 26 отдельных шифралфавитов, каждый из которых смещен на одну позицию, а ключевое слово задает, каким из шифралфавитов следует пользоваться для зашифровывания каждой буквы сообщения.
Шифр замены — система шифрования, в которой каждая буква сообщения заменяется другим символом, но в сообщении остается на своем месте.
Шифр замены Цезаря — первоначально так обозначался шифр, в котором каждая буква в сообщении заменяется буквой, отстоящей в алфавите на три позиции дальше. В более общем смысле, это шифр, в котором каждая буква в сообщении заменяется буквой, находящейся в алфавите на х позиций дальше, где х является числом от 1 до 25[41].
Шифр перестановки — система шифрования, в которой каждая буква сообщения остается сама собой, но меняет свое место в сообщении.
Шифралфавит — перестановка обычного алфавита (или алфавита открытого текста), который после этого задает, как зашифровывается каждая буква в исходном сообщении. Шифралфавит может также состоять из чисел или любых других символов, но в любом случае им обусловливаются замены букв в исходном сообщении.
Шифртекст — сообщение (или открытый текст) после зашифровывания.
Шифрование с открытым ключом — система криптографии, в которой преодолены проблемы, связанные с распределением ключей. Для шифрования с открытым ключом требуется асимметричный шифр для того, чтобы каждый пользователь мог создать открытый ключ для зашифровывания и секретный ключ для расшифровывания.
Благодарности
При написании этой книги мне выпала честь встретиться с некоторыми из самых выдающихся в мире создателей кодов и теми, кто их взламывает, начиная с тех, кто трудился в Блечли-Парке, до тех, кто и в настоящее время разрабатывает шифры, которые обогатят информационный век. Я бы хотел поблагодарить Уитфилда Диффи и Мартина Хеллмана, выбравших время, чтобы рассказать мне, когда я был в солнечной Калифорнии, о своей работе. Точно также в огромной степени помогли мне Клиффорд Кокс, Малькольм Уильямсон и Ричард Уолтон во время моей поездки в хмурый Челтенхем. В частности, я выражаю признательность группе информационной безопасности колледжа Ройял Холоуэй в Лондоне, позволившей мне посетить магистерский курс по информационной безопасности. Профессор Фред Пайпер, Саймон Блэкберн, Джонатан Тулиани и Фозан Мирца — все они дали мне бесценные знания о кодах и шифрах.
Когда я был в Вирджинии, мне повезло, и я совершил экскурсию по следам сокровища Биля под руководством Питера Виемейстера, знатока этой загадки. Кроме того, музей округа Бедфорд и Стивен Коварт из Ассоциации шифров Биля и сокровищ помогли мне провести исследование данного предмета. Я также благодарен Дэвиду Дойчу и Мишель Моска из оксфордского центра квантовых вычислений, Чарльзу Беннету и его группе из исследовательской лаборатории Томаса Дж. Уотсона компании IВМ, Стивену Виснеру, Леонарду Адлеману, Рональду Ривесту, Паулю Ротемунду, Джиму Джиллольи, Паулю Лейланду и Нейлу Барретту.
Дерек Таунт, Алан Стрипп и Дональд Дейвис любезно объяснили мне, каким образом в Блечли-Парке взломали Энигму; помог мне также и Блечли-Парк Траст, члены которого регулярно читают просветительские лекции по различным вопросам. Доктор Мохаммед Мрайати и доктор Ибрагим Кади занимались вопросами, касающимися первых достижений арабов в криптоанализе, и были так добры, что выслали мне соответствующие документы. В ежеквартально выходящем журнале «Криптология» также были размещены статьи об арабском криптоанализе, а также о множестве других криптографических тем, и мне хотелось бы поблагодарить Брайана Винкеля за присланные мне старые экземпляры журналов.
Я бы посоветовал читателям посетить национальный криптологический музей неподалеку от Вашингтона в округе Колумбия и бункер Черчилля в Лондоне, и надеюсь, что вы будете столь же увлечены, как и я во время своего приезда. Благодарю хранителей и библиотекарей этих музеев за помощь в моих исследованиях. Когда мне не хватало времени, Джеймс Ховард, Бинду Матур,
Притги Сагу, Анна Сингх и Ник Шеринг — все они помогали мне разыскать важные и интересные статьи, книги и документы, и я признателен им за их усилия. Выражаю также свою благодарность Энтони Буономо с www.verti- go.co.uk, который помог мне создать мой веб-сайт.
Я не только расспрашивал специалистов, но и полагался на многочисленные книги и статьи. В списке для дальнейшего прочтения приведены некоторые из моих источников, но он не является ни абсолютно полной библиографией, ни установленным списком рекомендованной литературы. Напротив, в него всего лишь входит материал, который может быть интересен широкому кругу читателей. Из всех книг, с которыми мне пришлось встретиться в своих исследованиях, я бы хотел особо выделить одну: «Взломщики кодов» Дэвида Кана. В этой книге документально отражены почти все криптографические события истории, и благодаря этому она является бесценным источником.
Различные библиотеки, учреждения и отдельные лица предоставили мне фотографии. Все они перечислены в списке лиц и организаций, предоставивших фотографии для данной книги, но особую благодарность я хотел бы выразить Салли МакКлейн за фотографии радистов-навахо, профессору Еве Бранн за то, что она нашла единственную известную фотографию Алисы Кобер, Джоан Чедвик за фотографию Джона Чедвика и Бренду Эллис за то, что позволила мне позаимствовать фотографии Джеймса Эллиса. Хочу также поблагодарить Хью Уайтмора, позволившего мне использовать цитату из его пьесы «Взлом шифра» по книге Эндрю Ходжеса «Алан Тьюринг — Энигма».
Мне бы хотелось поблагодарить друзей и семью, которые терпели меня более двух лет, пока я писал эту книгу. Нейл Бойнтон, Дон Дзедзы, Соня Холбраад, Тим Джонсон, Ричард Сингх и Эндрю Томпсон — все помогали мне остаться в здравом уме в то время, как я пробивался через запутанные криптографические концепции. Бернадетт Алвес, в частности, обеспечивала меня богатой смесью из моральной поддержки и критических замечаний. Вглядываясь назад, выражаю также признательность всем людям и организациям, благодаря которым я состоялся как профессионал, в том числе Веллингтон Скул, Королевскому колледжу и группе физики высоких энергий Кембриджского университета, Дану Пурвис из Би-би-си, которая впервые ввела меня в курс дела на телевидении, и Роджеру Хайфилду в «Дейли Телеграф», кто вселил в меня мужество написать первую статью.
