Исследователи отмечают, что в те времена такой остроумный шифр обладал высокой степенью защиты, поскольку имея одно письмо, вскрыть шифр и прочитать открытый текст практически невозможно. В то же время при переписывании текста письма от руки буквы сдвигались, и даже имея трафарет, выделить текст шифровки также не представлялось возможным.
Любой из рассмотренных в этой книге шифров является продуктом интеллектуальной деятельности человека. Однако любой желающий может на собственном опыте убедиться, что изобретать и разгадывать шифры — довольно утомительное занятие. К тому же для этого требуются особенные интеллектуальные способности. Поэтому подавляющее большинство людей, которые пользовались шифрами, не были их авторами, а применяли системы шифрования, придуманные другими, отличавшимися особыми способностями личностями.
Однако процесс шифрования и дешифрования сообщений для многих пользователей также был весьма трудоемким. Поэтому в криптологии, как и в любой сфере деятельности, для того чтобы облегчить труд людей, были придуманы сначала простейшие механизмы, а затем и специальные машины.
Справедливости ради следует упомянуть, что первый известный исследователям примитивный шифровальный механизм изобрел еще в XV столетии уже упоминавшийся итальянский архитектор Леон Альберти. Талантливый итальянец изготовил два медных диска, по окружности которых в отдельных секторах были выгравированы буквы алфавита и цифры. Диски располагались на одной оси так, что каждый из них мог вращаться самостоятельно.
Внешний вид шифровального диска Л. Альберти изображен на рис. 3.1.
Рис. 3.1 Внешний вид шифровального диска Л. Альберти
Если теперь букву «А» на внешнем диске расположить напротив буквы «А», выгравированной на внутреннем диске, а затем передвинуть внутренний диск на одну или несколько позиций, то пользователь получит шифрованный алфавит. Легко догадаться, что в данном случае речь идет о механическом варианте шифра Цезаря.
В XIX веке появились новые шифровальные механизмы и даже машины. О первой вычислительной машине, которую в 1823 году придумал в викторианской Англии привлеченный к дешифровальной работе известный математик и разгадыватель шифров Чарльз Бэббидж, уже рассказывалось в одном из разделов предыдущей главы.
Помимо этого, в XIX веке были созданы и стали широко использоваться более простые, но весьма эффективные механические устройства для шифрования. Одно из таких устройств придумал в 1817 году американец Дециус Вэдсворд (Decius Wadsworth). Его шифровальный механизм имел два диска, которые дополнялись приводным механизмом, вращающим диски в случайно выбранном направлении. На похожем принципе была основана работа шифратора, который в 1867 году изобрел британский ученый сэр Чарльз Ветстоун (Charles Wheatctone).
Однако намного более хитроумным, чем рассмотренные ранее устройства, был шифровальный механизм, который в разное время и на разных континентах придумали два разных человека Менее известным из них был уже неоднократно упоминавшийся французский криптоаналитик Этьен Базери, который в 1891 году продемонстрировал устройство для шифрования, впоследствии названное «цилиндром Базери». Однако почти за сто лет до Э. Базери подобный механизм сконструировал американский изобретатель Томас Джефферсон (Thomas Jefferson, 1743–1826). Это был тот самый Томас Джефферсон, который написал Декларацию независимости и стал третьим президентом США. Кстати, устройство, подобное шифратору Джефферсона, использовалось для шифрования сообщений в годы Гражданской войны в США (1861–1865).
Внешний вид шифратора Т. Джефферсона изображен на рис. 3.2.
Рис. 3.2 Внешний вид шифратора Т. Джефферсона
Главной деталью этих устройств был вал, состоящий из 25 пронумерованных и независимо вращающихся вокруг своей оси дисков или колесиков. На ребре каждого из дисков были нанесены буквы алфавита расположенные в случайном, индивидуальном для каждого диска порядке.
При шифровании сообщения шифровальщик в первую очередь должен был разместить все диски на оси в заранее оговоренном порядке. Например, сначала диск 12, потом диск 7, за ним диск 3 и так далее. Затем каждый из них проворачивался вокруг своей оси так, чтобы в результате в одном ряду можно было прочитать первые 25 букв открытого текста. Теперь 25 букв в любой другой строке могли служить шифром для этого фрагмента текста. Точно таким же образом шифровалась и оставшаяся часть сообщения.
При дешифровке текста дешифровщик располагал диски на оси своей машины в том же заранее оговоренном порядке, что и на машине шифровальщика Затем в одной строке набирал первые 25 букв криптограммы, а потом искал строку, в которой можно было прочитать открытый текст. И так до расшифровки всего сообщения.
Необходимо отметить, что поворачивающиеся диски представляли значительный шаг вперед в развитии шифрования. В полной мере значение этого изобретения проявилось при попытках криптоаналитиков разгадать коды шифровальной машины «Энигма».
Конечно же без цифр и чисел нашу современную жизнь представить просто невозможно. С их помощью в повседневной жизни мы сохраняем в памяти, на бумаге, в компьютере самую разную информацию, начиная от количества мелочи в кармане до результатов спортивного матча.
Отдельными числами можно заменять буквы, создавая шифры, которые трудно разгадать. Поэтому неудивительно, что к одним из самых распространенных и интересных шифров относятся шифры, при использовании которых криптограммы выглядят как набор ничего не значащих цифр. Специалисты называют такие шифры числовыми.
Из всех цифровых или числовых шифров наибольшую известность в XIX веке получил один из них, так до конца и не раскрытый. С его помощью было зашифровано сообщение о месте, где, вероятно, был зарыт клад.
В 1885 году в городе Линдсбург, расположенном в американском штате Вирджиния, была напечатана маленькая брошюрка, в которой излагалась «достоверная информация, касающаяся клада, зарытого в 1819 и 1821 годах в Бедфорд-кантри, возле местечка Буфорд в Вирджинии».
История этого удивительного клада, если он вообще когда-либо существовал, весьма примечательна. По утверждению автора книги, некто Томас Бел (Thomas Beale) в январе 1820 года якобы поселился на несколько месяцев в одной из гостиниц Линдсбурга В 1822 году он ненадолго вернулся и оставил хозяину гостиницы Роберту Моррису на хранение окованный железом сундучок, закрытый на замок. Еще через год Т Бел прислал гостеприимному Моррису письма в котором сообщал, что если за сундучком никто не приедет в течение 10 лет, то Моррис может открыть его сам. Поскольку желающие заполучить сундук в указанный срок не появились, то в 1845 году Моррис наконец-то открыл его. На дне сундучка лежало письмо от Бела, в котором он описывал, как закопал большое количество золота. Помимо письма, в сундучке лежали три зашифрованных сообщения, представлявших собой три длинных перечня чисел, которые впоследствии получили название шифра Бела.
Первое из этих сообщений, по утверждению Бела, содержало подробную инструкцию о том, как найти место, где был зарыт клад. Во втором описывалось содержимое клада. В третьей шифровке были сведения о человеке, которому следовало отдать определенную часть клада.
Добропорядочный Моррис рассказал эту историю одному из своих приятелей, который после смерти Морриса опубликовал ее в указанной брошюре. По утверждению автора книги, этот клад так и не был обнаружен.
Имя того приятеля осталось неизвестным. Однако можно предположить, что он был способным разгадывателем шифров, поскольку догадался, что числа в каждом из зашифрованных текстов представляют буквы алфавита и что одна и та же буква может быть заменена разными числами. Так, например, второй шифрованный текст состоял из более чем 750 чисел от 2 до 1005, которые часто повторялись. Автор брошюры предположил, что ключом к этим шифрам может быть книга или какой-либо длинный текст. Теперь оставалось только найти книгу, которую Бел использовал, и загадка шифра была бы разгадана Однако это была совсем не простая задача.
После просмотра сотен книг и отдельных текстов неутомимому исследователю стало понятно, что ключом ко второму шифрованному тексту была Декларация независимости, один из самых знаменитейших текстов в истории США, автором которого был уже упоминавшийся Томас Джефферсон, третий президент США.
Итак, второй текст начинался числами 115,73 и 24. Сто пятнадцатое слово в Декларации независимости начинается на букву I, семьдесят третье — на букву Н, а двадцать четвертое — на букву А и так далее. В результате дешифровки открытый текст начинался словами «I have deposited…». После дешифровки всей криптограммы ее содержание можно было перевести так: «Я уложил примерно в четырех милях от Буфорда, в яме на глубине шесть футов (1 фут — 30,5 см)… золото и серебро, упакованное в железные сосуды с металлическими кольцами».
Сразу после публикации упомянутой книжки деревеньку Буфорд буквально заполонили толпы кладоискателей. В радиусе 6,5 километра от нее вся земля была перекопана. Многие искатели кладов при поисках применяли последние достижения техники. Так, например, Джордж и Клейтон Харт, которые посвятили свои жизни разгадке шифров Бела, при первом же подозрении, что они нашли нужное место, даже использовали динамит. Но все было напрасно.
До настоящего времени никто никакой клад в окрестностях Буфорда не нашел. Также не были обнаружены книги или тексты, которые помогли бы разгадать шифры, которыми были зашифрованы Белом оставшиеся два документа Идет ли в данном случае речь о простом мошенничестве или о необычайно замысловатом коде? Кто знает. Возможно, и по нынешний день этот клад остается зарытым где-то в горах Вирджинии.
3.7. XX век начинается
Хорошо известно, что движущей силой дальнейшего развития криптологии во все времена были достижения в науке, изобретения и открытия в технике, а также общественно-политические события мирового значения и даже такие потрясения, как войны.