ВЕРСТКА_История защиты информации в России

Глава 1. Криптография Древней Руси

Рис. 1.1. Текст написанный глаголицей [Бабаш, 2002]

11

История защиты информации в России

Рис. 1.2. Пермская азбука [Соболева, 2002]

12

Глава 1. Криптография Древней Руси

Рис. 1.3. Ключ к шифру простой замены (1590 год) [Соболева, 2002]

Рис. 1.4. Открытый текст геометрической системы простой

замены (вторая половина XVII в.) [Соболева, 2002]

13

История защиты информации в России

Рис. 1.5. Шифрованный текст геометрической системы простой

замены (вторая половина XVII в.) [Соболева, 2002]

С древних времен до конца XVII в. основным средством шифрования на Руси были различные варианты шифра про- стой замены (получившие название «иные письмена»), их можно разделить на три группы.

1. Замена знаков основного русского алфавита – кирилли- цы1 на греческие буквы, а позднее латинские. Также была рас-

1 В принципе и до Кирилла и Мефодия на русских землях существо- вала письменность (в основном руническая и с помощью иерогли- фов). Заслуга равноапостольных славянских святых Кирилла и Ме- фодия, заключается в том, что они приспособили славянскую азбу- ку, созданную на основе древних славянских рун для христианского богослужения. Появление религиозных книг способствовало рас- пространению грамотности на Руси, что в свою очередь дало толчок развитию науки, искусства и ремесел на Руси.

14

Глава 1. Криптография Древней Руси

пространена замена на буквы мало распространенных на Руси алфавитов глаголицы (рис. 1.1) и пермской азбуки (рис. 1.2). Эта азбука была создана епископом Стефаном Пермским в 1372 г. на основе кириллицы, греческого алфавита и древне- пермских рунических символов. Некоторое время пермская азбука применялась на северо-востоке европейской части Рос- сии, но широкого распространения не получила и примерно с ХV в. использовалась как тайнопись. Что касается глаголицы, то в XI–XIII вв. глаголицей писали отдельные «наиболее сек- ретные» слова, а в ХIV–ХVI вв. глаголицей записывались целые фразы и абзацы.

2.Замена знаков открытого текста на специально приду- манные обозначения. На рис. 1.3 приведен пример ключа по- добного шифра. Здесь написание ряда букв видоизменено,

адля некоторых придуманы специальные обозначения. По- добные шифры на Руси назывались «измененными знака- ми». Этот способ тайнописи в Греции (откуда предположи- тельно он пришел на Русь) назывался тахиграфией, он пред- ставляет собой изменение начертаний букв, когда писалась или часть буквы, или наоборот, ее написание дополнялось новыми элементами. Часто тахиграфия совмещалась с ис- пользованием иностранных алфавитов. Использовалась для тайнописи и такая технология как монокондил или по- другому лигатура. Суть этого метода заключается в соедине- нии при написании нескольких знаков-букв в одно целое. Для увеличения стойкости подобных шифров сообщение нередко записывали справа налево или вверх ногами. Практиковалось также видоизменение знаков письма, которое получило на- звание «вязь». Надо отметить, что подобные системы шифро- вания нередко сочетали в себе криптографию и стеганогра- фию. Причудливые завитушки, вязь, различные выдуманные знаки противник мог принять за бессмысленные каракули, рисунки и др., а никак не за осмысленный текст.

3.Геометрические системы простой замены, или как их то- гда называли шифры в квадратах. На рис. 1.4 приведен от- крытый текст подобной системы, а на рис. 1.5 шифрованный,

15

История защиты информации в России

вместе они составляют ключ к шифру. Позднее такие системы получили название «масонский ключ».

Все эти виды тайнописи применялись на Руси, однако основной русской системой шифрования стал шифр простой замены, называвшийся «литорея», существовали две разно- видности этого шифра «простая литорея» и «мудрая». «Про- стая литорея» предполагает замену большинства согласных букв кириллицы на другие, взятые из того же алфавита, при- чем замену производят по определенному правилу. Гласные буквы и некоторые согласные (Й, Ь, Ъ) остаются без измене- ний. Самым простым и распространенным был следующий ключ. Выписывали в строку подряд все согласные в количест- ве 10 букв. Под этой строкой составляли вторую строку из по- следующих 10 согласных, но их записывали в обратном по- рядке, т.е. справа налево:

Б	В	Г	Д	Ж	З	К	Л	М	Н
Щ	Ш	Ч	Ц	Х	Ф	Т	С	Р	П

Замена проводится следующим образом: буква из верх- ней строки заменяется, на соответствующую ей букву из ниж- ней строки и наоборот. Расшифрование осуществляется та- ким же образом. Для примера воспользуемся фрагментом Ер- молинской летописи, датируемой 1463 г., в нем рассказывается о некоем жестоком княжеском слуге: «А прочих его чудес ве- ликое множество, невозможно ни описать, ни исчесть — по- тому что он во плоти есть ЦЬЯШОС (выделено авт.)». Рас- шифровывая последнее слово по приведенному ключу полу- чаем: ДЬЯВОЛ. Летописец, очевидно, монах, зашифровал это слово, чтобы не поминать нечистого всуе. Замена только со- гласных букв, осуществлялась для упрощения использования шифра. Вообще согласные в русском языке несут больше ин- формации, чем гласные. Приведем пример. Возьмем некото- рое слово и выпишем только гласные, пропущенные соглас- ные обозначим точками:

. А . Я . . А, понять что здесь написано весьма затрудни- тельно, а теперь сделаем наоборот (оставим только согласные):

16

Глава 1. Криптография Древней Руси

П . М . ТК . – очевидно, что это ПАМЯТКА (загаданное слово) или ПОМЕТКА.

Самый древний документ, известный на сегодня, и со- держащий зашифрованный простой литореей фрагмент, да- тируется 1229 г. Наиболее широкое распространение этот шифр приобретает в XIV–XV в., а вообще эта шифрсистема использовалась и в XVIII в. Существовали усложнения «про- стой литореи», когда буквы верхней и нижней строк распола- гались в случайном порядке.

В«мудрой литорее» замене подлежали все буквы алфавита

игласные и согласные, таким образом, эта система представляет собой классический шифр простой замены [Бабаш, 2002], [Собо-

лева, 2002].

Также на Руси были распространены цифровые, или счетные, системы шифрования, еще их называли «фиоть» или «хвиоть». Цифры в древней Руси записывались с помощью букв кириллицы и греческого алфавита (см. рис. 1.6). Для ука- зания, что буква означает цифру или число, а не звук, над ней ставили особый знак ~, который назывался «титло».

Рис. 1.6. Буквенные обозначения цифр и чисел [Бабаш, 2002]

17

История защиты информации в России

Система основана на использовании определенных букв кириллицы, имеющих известное цифровое значение. Такие буквы-цифры для тайнописи раскладывали на слагаемые, обычно «раздваивая», в результате чего вместо одной буквы- цифры записывали две. Например, буква «Д» имела известное значение «4», а после «раздвоения» записывалась двумя буква- ми, из которых каждая была равна точно половине преобра- зуемой буквы. Писали рядом две буквы «ВВ», каждая из кото- рых означала «2». Так поступали при зашифровке четных букв- цифр. Для нечетных применяли пары приближенных полови- нок. Например, вместо буквы «Е» (5) писали «ГВ» (т.е. 3+2). При этом буквы, не имеющие числового значения, не шифровались. В последствии, числовое значение буквы стали разбивать на произвольные слагаемые, причем не на два, а на большее коли- чество. Так например, буква S = 6, помимо традиционного ГГ, могла представляться как АЕ (1 + 5), АВГ (1 + 2 + 3) и др. В ре- зультате получается простейшая система многозначной замены, при этом, очевидно, что чем больше числовое значение буквы, тем большим количеством вариантов она может быть представ- лена в шифрованном тексте [Бабаш, 2002].

С помощью такого шифра увековечил свое имя в 1307 году писец Домид, приписав к написанной в Пскове книге «Апостол» шифрованный текст (для удобства «титло» над бу- квами-цифрами опущено, а незашифрованное начало фразы переведено на современный русский язык): «а писал ВВ.МЛ.КК.ДД.ВВ.Ъ. …...рекше: двдъ, органъ, мысль, истина...» (последнее слово из-за порчи листа рукописи не читается) [Соболева, 2002].

Ко второй части этой записи мы вернемся чуть позже, а по- ка расшифруем первую: ВВ = 2 + 2 = 4 = Д, МЛ = 40 + 30 = 70 = О,

КК = 20 + 20 = М, ДД = 4 + 4 = 8 = И, ВВ = 2 + 2 = 4 = Д, таким образом мы получаем имя писца Апостола 1307 года: ДО- МИДЪ [Симонов, 1977], [Соболева, 2002].

Другим вариантом цифровой тайнописи являлся так на- зываемый описательный, примером его применения может служить текст XV века: «Аще хощеши уведати имя писавшего

18

Глава 1. Криптография Древней Руси

книгу сию, и то ти написую: «Десятерица сугубая и пятерица четверицею и единъ; десятерица дващи и единъ, десятья че- тыре сугубо и четырежди по пяти; дващи два с единем; еди- ница с четверицею сугубо; в семь имени словъ седмерица, три столпы и три души, царь». И сего числа в семь имени РОЕ» [Бабаш, 2002]. Расшифруем эту тайнопись. Слово «сугубо» в те времена было синонимом слова «дважды», таким образом : «десятерица сугубая и пятерица четверицею» это: 10 2 + 4 5 = = 40 = М; «единъ» это 1 = А; «десятерица дващи» – 10 2=20=К, «единъ» это опять 1=А; «десятья четыре сугубо и четырежди по пяти» 10 4 2 + 4 5 = 100 = Р, «дващи два с единем» – 2 2 + 1 = = 5 = Е; единица с четверицею сугубо (1+4) 2 = 10 = i (или в со- временной транскрипции Й). Тогда имя автора МАКАРЕЙ. Далее следует своеобразный проверочный код: букв в слове 7 столпы и души, означают гласные и согласные, которых в сло- ве по 3, а царь это полугласная Й, и, наконец, РОЕ это 175 – сумма букв-цифр в слове.

Иногда шифрованные записи носили шутливый харак- тер, для примера обратимся к обрывку берестяной грамоты ХIII века, найденной в Новгороде [Бабаш, 2002]:

Н В	Ж П	С	Н	Д	М	К	З Л	Т С Ц	Т …
Е Ъ	Я И	А	Е У		А А		А Х	О Е И	А …

Если прочитать это сообщение по колонкам, то получа- ем следующий текст: НЕВЪЖЯПИСАНЕДУМАКАЗАЛХТО- СЕЦИТА…, если адаптировать эту фразу к современному русскому языку и разделить слова пробелами, получим:

НЕВЕЖДА ПИСАЛ НЕ ДУМАВ СКАЗАЛ А КТО СИЕ ЧИТА(Л) …, далее очевидно следовал не лестный отзыв об ум- ственных способностях читателя. Для нас этот фрагмент ва- жен тем, что это один из первых случаев применения на Руси шифра перестановки, пусть и в самой примитивной форме.

Самым древним способом сокрытия информации в тек- стах, использовавшемся на Руси, был акростих. Акростих (от греч. akros – крайний и stichos – строка) – стихотворение, в кото- ром первые буквы строк образуют слово или фразу. Примером

19

История защиты информации в России

акростиха может служить стихотворение «Загадка акростишная» русского поэта Ю.А. Нелединского-Мелецкого (1752–1829):

Довольно именем известна я своим; Равно клянется плут и непорочный им; Утехой в бедствии всего бываю боле;

Жизнь сладостней при мне и в самой лучшей доле. Блаженству чистых душ могу служить одна; А меж злодеями – не быть я создана.

Если прочитать первые буквы строк сверху вниз, то по- лучится «секретное» слово ДРУЖБА. Изобретателем акрости- ха считается известный древнегреческий комедиограф, фило- соф и врач Эпихарм Сиракузский (примерно 550–460 гг. до н.э.). На Русь акростих пришел из Византии и начал широко применяться с ХI в., акростих на нашей земле имел множество наименований: началострочие, началограние, краеграние, акростихиада, краестрочие, первобуквие и др. Акростих ши- роко применялся поэтами, авторами и переписчиками книг, составителями надгробных эпитафий, в основном для увеко- вечивания своего имени. В.И. Даль называл акростих имести- шием [Соболева, 2002].

Применялся акростих и как средство защиты информа- ции. Фактически применение акростиха можно отнести к сте- ганографическим методам защиты информации. На слух ак- ростихи не воспринимаются. Чтобы их обнаружить, нужно написанное читать. Читающий заранее знает о существова- нии в тексте тайнописи, хотя в принципе может ее обнару- жить самостоятельно. Древнерусские акростихи отличаются большим разнообразием. Известны многочисленные вариан- ты тех или иных разновидностей акростихов. Так, чаще всего записи проявляются при чтении снизу вверх. Встречаются ак- ростихи, в которых к обычной вертикальной записи добавля- ется целое слово или даже вся горизонтальная (верхняя или нижняя) строка, написанная открытым текстом – это угловые акростихи. Можно сказать, что у наших книжников акростихи были излюбленным видом тайнописи. Посредством акрости-

20