FMOFSP portāls

Izvēlne

Meklēšana

Aptauja

Vai jau gaidi Fizmatdienas 2020?
Jā, protams!
Joprojām dzīvoju uz LB2018 uzsūktās enerģijas
Kas ir Fizmatdienas?
2019. jau pagāja?

Rezultāti

Foto

2006. gada 1. janvārī 16:18 

Kriptogrāfija cauri gadsimtiem (9)

Scitals - sens šifrēšanas rīks
Vārda cryptography izcelsme meklējama grieķu valodā: kryptos nozīmē apslēpts un graphein nozīmē rakstība. Šoreiz rakstā par apslēptās rakstības mākslu un tās attīstību gadsimtu gaitā.

Seno laiku šifrēšanas metodes

Vajadzība šifrēt uzrakstīto (un līdz ar to kriptogrāfija) radās līdzās rakstībai. Senās Indijas, Ēģiptes un Divupes vēsturiskajos dokumentos atrodamas ziņas par šifrēto rakstu sastādīšanas sistēmām un paņēmieniem. Tā seno indiešu manuskriptos ir izklāstīti 64 veidi teksta pārveidošanai, to starpā zīmju rakstīšanas secības jaukšanas noteikumi. Daudzus no šiem veidiem var uzskatīt par kriptogrāfiskiem, tā kā tie nodrošina sarakstes slepenību. Slēptā rakstība tolaik esot skaitījusies par vienu no 64 prasmēm, kuru vajadzētu pārzināt gan vīriešiem, gan sievietēm.

Senās Grieķijas rašanās laikā kriptogrāfija piedzīvoja manāmu uzplaukumu. Spartā 5. - 6. gs. pirms mūsu ēras radās un tika izmantoti šādi pazīstami šifrēšanas rīki - Scitals, Eneja disks un grāmatu šifrs.

Scitals (klaidonis) - taisns cilindrisks priekšmets, uz kura tika uztīta papirusa strēmele, neatstājot starpas starp malām un bez pārlaišanām. Tad uz šī cilindra tika uzrakstīts teksts un strēmele notīta un aizsūtīta. Nolasīt tekstu varēja, uztinot strēmeli uz tāda paša diametra cilindra. Arhimeds kā atšifrēšanas metodi piedāvāja papirusa strēmeli uztīt uz konusa. Pamazām pārvietojot strēmeli uz augšu, vienā vietā teksts kļūs salasāms un kļūst zināms konusa diametrs.

Sengrieķu pulkvedis Enejs Taktika izgudroja Eneja disku. Nelielā diskā tika izurbti caurumiņi, no kuriem katrs apzīmēja kādu alfabēta burtu. Cauri šiem caurumiem tika izvērts diegs atbilstoši aizkodējamā teksta burtu secībai, un atšifrēt tekstu varēja, velkot diegu ārā. Šī it kā primitīvā metode bija noderīga kara apstākļos, jo ziņojuma pārtveršanas draudu gadījumā viegli varēja saplēst diegu, tādā veidā iznīcinot sūtījuma saturu. Pēc līdzīga principa darbojās arī Eneja lineāls. Viena no šifrēšanas metodēm, kura tika izmantot līdz pat XX gs. un kuru aprakstīja Enejs, ir tā sauktais "grāmatu šifrs". Viņš piedāvāja virs grāmatas attiecīgajiem burtiem izdurt nelielus caurumiņus. Tad attiecīgi zinātājs no šiem burtiem varēja salikt vēstījumu. Vēl viens grāmatu šifrēšanas veids ir vienošanās par iespieddarbu, lapaspušu, rindiņu un burta secīgo numuru rindiņā, tādējādi aizšifrējot tekstu ar cipariem.

Polībijs ir aprakstījis sistēmu, kas tiek saukta par "Polībija kvadrātu". 5x5 rūtiņu kvadrātā tika sarakstīts latīņu alfabēts un vēstījuma teksts tikai aizkodēts ar burtu koordinātēm.

Jūlijs Cēzars izmantoja šifru, kurā, pierakstot tekstu, burtus nobīdīja alfabētā par 3 uz priekšu. Ja aizkodētais teksts bija garš, tad gan Polībija, gan Cēzara šriftu varēja salīdzinoši viegli atkodēt, zinot valodā lietojamākos burtus.

Renesanses (XIV - XVI) kriptogrāfija

Līdz Renesanses laikmetam ir maz ziņu par pielietotajiem šifriem. Šķiet, populārākais veids bija burtu aizstāšana ar simboliem. Tāds ir arī Kārļa Lielā (780. - 814. g.) šifrs.
Renesanses laikā attīstās zinātne un amatniecība, tiek izdotas pat vairākas grāmatas par kriptogrāfiju. Pirmā drukātā grāmata par kriptogrāfiju tika izdota 1518. gadā. Tās autors ir Abbats Johans Tritēmijs. Viens no tajā aprakstītajiem šifrēšanas veidiem attīsta daudzalfabētu aizvietošanas ideju. Šifrēšana tiek veikta šādi: Tiek sagatavota aizvietošanas tabula, kurā pirmā rinda ir alfabēts, otrā rinda ir alfabēts, kas pabīdīts par vienu soli utt. Šifrēšanas laikā, atvērtā teksta pirmais burts tiek aizstāts ar burtu, kas atrodas pirmajā rindā, otrais burts ar burtu, kas atrodas otrajā rindā utt.
1553. gadā iznāk neliela grāmata "Senjora Belazo šifrs". Par autoru Džovanni Belazo ir zināms maz. Viņa ieguldījums ir tajā, ka piedāvāja lietot vārdu vai vārdu grupu kā paroli. Teksta aizkodēšana notika sekojoši. Tika izveidota aizvietojuma tabula, kurā alfabēts sākās ar atbilstoša vārda pirmo burtu. Aizvietojuma tabula ar paroli "Anita" vārda "saule" aizkodēšana izskatīsies šādi "TODFF"


ABCD

E

FGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZA
NOPQRSTUVWXYZABCDEFGHIJKLMN
IJKLMNOPQRSTUVWXYZABCDEFGHI
TUVWXYZABCDEFGHIJKLMNOPQRST
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZA

Itāļu matemātiķis un filozofs Džerolamo Kordano uzraksta grāmata "Par smalkām lietām", kuras daļa ir veltīta kriptogrāfijai. Viņa ieguldījums sastāv no divām lietām. Pirmkārt - izmantot atvērto rakstu kā atslēgu, otrkārt viņš piedāvāja šifru, kas mūsdienas ir pazīstams kā Kordano režģis. Ir režģis, kurā tukši ir tikai daži caurumi. To uzliek un tajos caurumos ieraksta tekstu, tad režģi pagriež un turpina rakstīt.

XVI gadsimtā vēl vienu zīmīgu soli kriptogrāfijas attīstībā spēra Blezs Viženers, franču sūtnis Romā, tur viņš iepazinies ar darbiem par kriptogrāfiju un 1585. gadā uzrakstīja grāmatu "Traktāts par šifriem", kurā izklāsta kriptogrāfijas pamatus.

Tendences XVII - XVIII gs.

XVII gs. mēdz saukt par melno kabinetu ēru, jo šajā laikā radās pirmie dešifrēšanas dienesti. Vienu no tādām nodaļām izveidojis bija arī Francijas karalis Ludvigs XIV pēc kardināla Rišelje priekšlikuma, un to vadīja Antuans Rossinjols. Rossinjolam pat pieder doktrīna, ka kara šifra izturībai ir jābūt tik lielai, lai nodrošinātu ziņojuma slepenību pavēles izpildei nepieciešamajā laika posmā. Diplomātiska šifra izturībai ir jābūt tādai, lai nodrošinātu slepenību vairāku desmitu gadu garumā. Pats Rišelje ir radījis "Rišelje šifru", kas ir pārkārtojumu šifrs. Tajā atklātais teksts tiek sadalīts nogriežņos, un nogriežņu iekšpusē burti tiek pārkārtoti atbilstoši fiksētiem pārkārtojumiem.

Šajā laika posmā rodas "masonu šifrs", kas bija oriģināls zīmju šifrs, kurā no uzrakstīta alfabēta uz diviem krustiem, taisna un slīpa, tika ņemtas zīmes burtu aizvietošanai.

IXX gs. crypto izgudrojumi

1819. gadā Francijā iznāk enciklopēdija, kurā tiek apkopoti tolaik zināmie šifru un to atšifrēšanas piemēri. Jaunu pavērsienu šifrēšanas attīstībā nodrošina S.Morzes 1844. gada izgudrojums - telegrāfs. Uzreiz tika nopublicēts komerckods ar nosaukumu "Vārdnīca priekš slepenās korespondences; pielāgota lietošanai uz elektromagnētiskā Morzes telegrāfa". Komerckodu attīstība atstāja iespaidu arī uz diplomātiskajiem kodiem. Sakaru šifrēšanas speciālisti nonāca pie secinājuma, ka sakaru šifrēšanā ir nepieciešama hierarhija, kurā katram hierarhijas līmenim būtu nepieciešama sava šifrēšanas sistēma. Pieaugot datu pārraides ātrumam, radās nepieciešamība pēc datu šifrēšanas ātruma paaugstināšanas, kas veicināja mehānisko ierīču radīšanu. To starpā T. Džefersona šifrators un Č. Vinstona šifrators.

1863. gadā Prūsijas armijas majors Fridrihs Kazijskijs publicē grāmatu ar nosaukumu "Slepenrakstības māksla un dešifrēšana", kurā kā jaunais ieguldījums kriptogrāfijā bija jaunās metodes izklāstīšana, ar kuru varēja atvērt daudzalfabētu šifru, piemēram, Vinžera šifru, kurš līdz šim tika uzskatīts neuzlaužams. Kazijskijs piedāvāja paroles burtu skaita statistiskās analīzes metodi, kas balstīta uz sekojošo: burtu atkārtošanās parolē kopā ar burtu atkārtošanos atvērtajā tekstā dod burtu atkārtošanos šifrētajā tekstā. Autors nāca pie secinājuma, ka attālums starp atkārtojumiem šifrētajā tekstā būs vienāds vai dalīsies bez atlikuma ar paroles periodu, tas ir, tā garumu. Pēc paroles garuma noskaidrošanas aizšifrētais teksts tiek sadalīts gabalos, kas ir vienādi ar paroles garumu. Vienīgais atlikušais uzdevums ir noskaidrot nobīdi. Dotā metode tiek saukta par "Kazijska metodi"

No XIX gs. 80 gadiem visās vadošajās valstīs kriptogrāfiju sāk uzskatīt par zinātni un sāk mācīt militārajās akadēmijās.

XX gadsimts un CITAS vajadzības

XX gs. ir divu pasaules karu laiks un zinātniski tehniskā progresa laiks. Laiks, kad tika pārdalītas valstu robežas. Šajā gs. kriptogrāfija kļuva elektromehāniska, un pēc tam - par elektroniska.

Populārākās pag. gs. 20-to gadu šifrēšanas mašīnas, kas bija izgudrotas šifrēšanas procesa automatizēšanai, bija amerikāņu SIGABA M-134, angļu TYPEX, vācu ENIGMA - attēlā un japāņu PURPLE, kas visas darbojās pēc rotora principa: mehāniska rata, kas tika lietots substitūcijas veikšanai. Rotoru mašīnas sastāv no klaviatūras un savā starpā sasietiem rotoriem. ENIGMA gadījumā šifrēšana notika pēc Vižinera (franču XVI gs. diplomāts) vairāk-alfabētu šifra principa, kas tika publicēts 1586. gadā un nosaukts franču XVI gs. diplomāta vārdā, kurš nodarbojās ar šifrēšanas sistēmu pilnveidošanu. Vižinera šifrēšanas princips ir līdzīgs Cēzara šifrēšanai, kurā substitūciju atslēga mainās no burta uz burtu.

Vēlāk,1980 - 1990-tajos gados kriptogrāfija ieņēma nopietnu lomu komerciālajā komunikāciju nozarē. Datoru un interneta plašā izmantošana mainīja tās elitāri militāro nozīmi un datu šifrēšana kļuva par kritiski nepieciešamu nozari informāciju tehnoloģijās. Šobrīd vispopulārāko algoritma principu - RSA - izgudroja 70.-ajos gados.

Autors: Anita Līce  Apskatīt komentārus »

Atslēgvārdi: Kriptogrāfija
Ieteikt draugiemTweet this!

Balsis: 10, vidējais vērtējums: 4.3

Vārds: E-pasts vai web-lapa:

 

« Maijs, 2019 »

POTCPSSv
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
272829303112
34567 
šodienFSPP sēde
DG par dekorācijām

Forums

Komentāri

Fizmatu blogi

VR Pasākumiem – virtuālās real..
Lai nebūtu pārpratumu, uzreiz saku, ka šis ierakst.. (09.06)
Spēks un Jauda 2017 un ūdrs. F..
Superjaukās piedzīvojumu sacensības jau 6. reizi. .. (09.04)
Par 30 dienu rakstīšanu un nos..
Es vēl esmu dzīvs! Tas, ka no manis kādu laiku ir .. (30.03)
#6 – Domājot par krūšgaliem (A..
Cienījamās Dāmas! Ceru, ka jums ar šo jautājumu vi.. (26.03)
Amatiera padomi garo distanču ..
Ja tu spēj pusi dienas pavasara talkā vākt gružus .. (25.03)

Iz arhīva