Михаил Масленников - Криптография и свобода
– Ногой его!
Белый гриб был красавец, Серегина нога на него так и не поднялась. Но что делать с такой уймой грибов, никто толком не знал. Ведь все их надо почистить, а потом как-то обработать: поджарить или сварить. В трезвом виде желающих чистить грибы не нашлось, поэтому была устроена пьянка. После принятия грибоочистильного допинга, все проблемы стали казаться простыми и разрешимыми. Грибы почистим и пожарим, дело нехитрое. Правда, с таким количеством грибов все это мероприятие может затянуться до утра, но водки должно хватить при любом раскладе.
Порезанные грибы насыпали на сковородку с большой горкой, чтоб побольше пожарить за один раз, костер развели что надо. Правда, потом выяснилось, что для жарки грибов еще надо подлить подсолнечного масла, но, наверное, это можно сделать и попозже. Пока – очередная порция допинга и очередная партия грибов. А костер разгорается все сильнее, запахло горелым. Пора подлить масла. И вот, при попытке добавить в сковородку с грибами на шибко разгоревшемся костре подсолнечного масла, все это сооружение вдруг вспыхнуло ярким пламенем. Туши, а чем? Ногами! Все горящие грибы были самоотверженно затоптаны и приведены в прежнее жарящееся состояние, а доблестные пожарные получили заслуженное вознаграждение.
Много простора в России! Тихие и глухие лесные речушки, щучьи и грибные места, дикая и пока еще живая природа. Пока! Явно видно стремление человека все отравить и испортить.
На реке Кабоже один местный совхоз решил помыть цистерны из-под керосина. Километров на 20 вниз по течению от реки шел такой запах, что московский воздух стал казаться нам ароматом соснового леса. А ведь в байдарочном походе приходится, в основном, пить воду из реки! Плывешь и думаешь: а какую еще отраву здесь могут спустить в реку местные начальники? Всякую. На той же Кабоже, к примеру, в начале реки вода была относительно чистой, но ближе к устью мы все заметили один ручеек, из которого хлестала какая-то мутная жидкость. Сразу же начались проблемы с питьевой водой, ибо брать воду для питья из реки стало невозможно. А как же речная фауна живет в таких условиях? Вымирает потихоньку, а вину за это сваливают на изобилие различных рыболовов. Да один такой ручеек страшнее всех сетей и удочек, установленных на этой речке. От рыбаков у рыбы есть шанс спастись, а от совхозного ручейка – нет, ибо это – химическое оружие в борьбе человека с природой.
А что говорить про реки покрупнее, например, про Оку? Наши первые походы в 70–х годах по реке Пре заканчивались на Оке, иногда невдалеке от поселка Кочемары, иногда ниже по течению в городе Касимове. В те времена Ока была сравнительно безвредной для здоровья рекой, можно было даже поймать крупную рыбу: леща или щуку. Поход в середине 80–х годов по Оке оставил тягостное впечатление. Берега от грязной воды заросли илом, а описание реки близ города Алексин больше напоминает сценарий какого-то фильма ужасов: по реке плывут хлопья пены от местного химкомбината, окрестные берега покрыты слоем цементной пыли, все живое в реке атрофировалось и находится на грани исчезновения. Так неужели продукция местных хим и цементного заводов важнее чистоты такой реки как Ока, неужели некому задуматься об отдаленных последствиях подобной хозяйственной деятельности?
Уже в 90–х годах, после победы демократии, большинство подобных совхозов-отравителей и заводов-убийц благополучно обанкротились и встали. И легче стало природе! Прекратилось бездумное удобрение почвы всякой гадостью, травящей почву и остатки живности, бегающей по ней, пересохли ядовитые ручейки, стравливающие в реки всякое дерьмо и отраву, закончилась (надеюсь, надолго) партийно-колхозная эпоха, оставившая после себя во всех деревнях средней полосы кучи ржавой сельхозтехники, тотальную алкогольную зависимость, нищету и разруху. Неужели когда-то в деревнях проживало большинство населения России?
– …но чтоб 30 августа все прибыли вовремя: на самолете, на поезде или на другом четвероногом животном.
Есть, товарищ подполковник! Пора назад, на 4 факультет, в родные пенаты!
Глава 8. Криптография
Слово «криптография» впервые было произнесено перед нами только на 2 курсе. До этого – ни-ни, никаких упоминаний о будущей специальности. Полная секретность, все в точности так, как завещал товарищ Сталин: никому ни слова, ни жена, ни мать, ни отец – никто не должен знать о том, чем ты занимаешься. И вот на 2 курсе – посвящение в специальность, раскрытие (точнее, некоторое приоткрытие) тайны твоей будущей профессии.
После начались спецдисциплины, т.е. предметы, имеющие непосредственное отношение к криптографии. Первой была СД–7А – основы криптографии, там мы впервые познакомились с шифром простой замены и с методами его вскрытия, напоминающими разгадывание кроссвордов. Тоже предполагаешь некоторое вероятное слово, но подсказками и критериями истинности служат частота встречаемости знаков в шифртексте, расположение одинаковых знаков, пар, триграмм шифртекста. Первое практическое задание: надо вскрыть шифр простой замены по сравнительно небольшому тексту длиной около 100 знаков. Интересно было начало шифровки, в которой каждой паре цифр соответствовала одна буква русского алфавита: 45 32 18 45 32 18… Это означает, что в начале открытого текста первые три буквы повторяются, а такое начало не так уж часто бывает в обычной речи. Какие могут быть варианты?
– Две двери.
– Про проценты.
– При применении.
и, наверное, читатель сможет сам придумать еще несколько вариантов, но не очень много.
По смыслу в нашем учебном задании в качестве открытого текста должна быть какая-то фраза, которая связана с шифрами и основами криптографии. Вряд ли из приведенных выше трех вариантов первые две фразы имеют отношение к криптографии, поэтому наиболее вероятен третий вариант. Он и оказался истинным:
При применении шифров простой замены статистика знаков открытого текста совпадает со статистикой знаков шифртекста.
Это как в рассказе про пляшущих человечков у Конан Дойля: не важно, как переобозначить некоторую букву алфавита – другой буквой, цифрами или каким-то иным символом, вроде человечка с флажками. Повторяемость буквы в тексте приведет к повторяемости того символа, которым обозначена эта буква. Считайте статистику шифртекста, сопоставляйте наиболее часто повторяющимся символам наиболее часто повторяющиеся буквы алфавита (в русском языке – СЕНОВАЛИТР), подбирайте вероятные слова, по ним расставляйте остальные буквы и проверяйте читаемость открытого текста – все, простая замена вскрывается быстро и элементарно. И никакой особой математики для этого не нужно, скорее сообразительность, логика, знание лингвистических особенностей языка.
Но простая замена в криптографии – примерно то же самое, что ламповые диоды в электронике, дело далекого прошлого, представляет интерес только для истории. В современных шифрах используют гаммирование, т.е. сложение букв или знаков открытого текста с гаммой наложения. И вот тут знание некоторого вероятного слова в открытом тексте приводит к тому, что становится известным кусок гаммы наложения, а это уже пища для криптоаналитика.
С каким юмором нам рассказывали на СД–7А про шифрованные телеграммы, отправляемые в некоторые ближневосточные страны. Почти каждая из них начиналась с перечисления многочисленных и всем известных регалий адресата, по которым вычислялось такое количество гаммы, которое иногда позволяло вскрывать шифр и читать телеграмму быстрее, чем она доходила до адресата. Конечно же, это свидетельствовало также о слабости их шифров, нормальный стойкий шифр должен обеспечивать безопасность даже в таких случаях, но в криптографии есть правила хорошего тона, одно из которых справедливо гласит: не предавай огласке сведения из шифртелеграмм, не давай возможности противнику вычислить кусок гаммы наложения, это облегчает ему задачу вскрытия долговременных ключей шифрсистемы.
– Вот шифртелеграмма, которую я получил накануне!
Это уже 1989 год, съезд народных депутатов. Генерал, стоя на трибуне, показывает прямо в телекамеру содержание шифртелеграммы, тот самый открытый текст, по которому легко вычисляется гамма наложения. И не в какой-нибудь ближневосточной стране, а в СССР. Мораль отсюда следует простая: советский военный шифр должен быть еще и стойким к проявлениям военного идиотизма.
На лекциях по основам криптографии нас последовательно подводили к мысли, что только строгий математический подход, основанный на результатах Шеннона, способен обеспечить гарантированную стойкость шифра. Всякие простые или чуть усложненные замены, коды, не обеспечивающие равновероятности шифртекста, перестановки знаков открытого текста без последующей перешифровки – это все ненадежно, нестойко, рассчитано на слабого противника. Хочешь быть спокойным за свои шифры – используй в них только то, что дает надежную гарантию стойкости при любом уровне подготовки криптоаналитиков-оппонентов. А уровень подготовки криптографов в США, по определению, не ниже, а даже может быть и выше, чем в СССР. Американцы давно следят за нашими линиями связи, знают общий характер переписки, умеют выделять служебные символы, используют протяжку вероятного слова, знают статистику языка и может быть еще многое другое. Хочешь иметь стойкий шифр — доверяй только строгим математическим оценкам!
