Этот курс не претендует на статус учебника, и мне, откровенно говоря, лень лезть в дебри истории и методологии, но не в случае с шифрованием. Во-первых, это интересно, а во-вторых, полезно, так как и сегодня есть люди, полагающие, что заменой букв или слов они надежно шифруют информацию.

Шифрование известно человечеству еще со времен Римской империи. Римский император Гай Юлий Цезарь еще до нашей эры при написании важного послания заменял букву исходного текста на другую со смещением на 3 символа левее или правее ее в алфавите. Если враги перехватывали зашифрованное послание, они не могли его прочесть, вероятно, предполагая, что это какой-то неизвестный язык. Этот вид шифрования получил название Шифр Цезаря и вошел в группу шифров подстановки, общая суть которых заключается в замене одного символа на другой.

Рассмотрим работу шифра Цезаря на "живом" примере. Перед вами алфавит. Первая строка - обычный алфавит, ниже - со смещением на три символа.

а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я

г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я а б в

Например, слово анонимность, зашифрованное шифром Цезаря, выглядит так: грсрлпрсхя. Этот способ шифрования очень легко дешифрируется простым подбором всех вариантов смещения. Уже во времена после рождества Христова он не считался надежным. На смену шифру Цезаря пришли более изощренные способы замены, когда буквы заменялись символами.

Казалось бы, как взломать шифр, где буквы заменены на неизвестные символы? Пытаться угадать подстановкой? Но в шифрованных посланиях популярные слова заменяли на один символ, не оставляя шансов на подстановку.

Именно таким способом заключенная в Шеффилдском замке Мария Стюарт обменивалась с Энтони Бабингтоном посланиями, обсуждая заговор и убийство Елизаветы. Вот фрагмент этого письма.

Но служба контрразведки Елизаветы под предводительством Фрэнсиса Уолсингема перехватило письмо, а лучший криптоаналитик Елизаветы Томас Феллипес без труда расшифровал его. Как ему это удалось? Частотный анализ.

Все буквы встречаются в языке с разной частотой. Например, в русском языке буква «о» составляет 11% от всех букв, буква «р» - около 5%, а буква «ф» - всего 0,26%. Соотвественно, необходимо просто установить процент употребления символов в тексте и можно предположить, какую букву заменит тот или иной символ, далее потребуется немного времени на подстановку и проверку гипотез. Это и есть частотный анализ. Он работает только в относительно длинных текстах, и чем длиннее текст, тем он эффективнее.

История шифрования. Противостояние шифрования и спецслужб.

Векторы атак на шифры со стороны спецслужб