Г.Тард: Передача силы на расстоянии — ничто по сравнению с передачей мысли на расстоянии. Разве мысль не является по преимуществу социальной силой?
Первый практически пригодный электромагнитный телеграфбыл создан российским подданным бароном П.Л. Шиллингом, выдающимся ученым и изобретателем. Этот аппарат он публично продемонстрировал в октябре 1832 года.В основе его действия находился эффект отклонения магнитной стрелки в результате воздействия электромагнитного поля от электрических проводов. При этом передающий и приемный аппараты соединялись кабелем, состоящим из восьми проводов. Каждый провод при передаче включался своей клавишей. При этом приходилось для передачи одной буквы нажимать по три-четыре клавиши одновременно. На приеме каждый проводник подсоединялся к своему электромагниту с висящей над ним магнитной стрелкой. Если по проводу проходил ток, то стрелка поворачивалась. По набору состояний стрелок восстанавливалась переданная буква. Таким образом, каждая буква кодировалась своим набором нажимаемых клавиш. Однако буквопечатающий электромагнитный телеграф Морзе оказался более удобным в практической реализации и именно он получил широкое распространение.
Поскольку телеграфные передачи стоили недешево,и эта стоимость определялась количеством букв передаваемого сообщения,то сразу же были предложены эффективные методы «сжатия» информации– несекретные телеграфные коды, в которых буквы, слова, фразы «сжимались» до коротких буквенно-цифровых единиц передаваемого текста. Однако при передаче секретных сообщений помимо такого несекретного кодирования по необходимости должны были использоваться шифры (шифрование кодированного сообщения). Особенно остро вопросы стоимости телеграфного послания встали в 1866 году после прокладки трансатлантического кабеля США – Европа.
|
|
|
Телеграфная передача сопряжена с неизбежными искажениями сообщения в линии связи. Поэтому появилось новое направление в кодировании – помехоустойчивое кодирование.За счет избыточности, вводимой в передаваемое сообщение, на приемном конце появлялась возможность устранить эти искажения. Одновременно увеличилось внимание к такому свойству шифров, как помехоустойчивость: восприятие принимающей стороной содержания текста, отличного от переданного, было одной из самых неприятных ситуаций, связанных с искажениями.
Учитывая повышенные требования к точности передачи шифрованных телеграмм, телеграфные компании повысили цену за их передачу. Телеграфисты утверждали, что они вынуждены тщательно и побуквенно передавать нечитаемые тексты, что существенно снижало эффективность их работы по сравнению с передачей обычных «осмысленных» сообщений. В ответ пользователи шифров попытались придать шифрованному (кодированному) сообщению «осмысленный вид» (хотя бы на уровне имеющихся в шифртексте «слов»).Поэтому в 1889 году в Лондоне была проведена специальная конференция, посвященная толкованию понятия «шифрованная телеграмма». Наконец, в 1890 году конференция в Париже ввела в обращение официальный словарь кодового языка, содержащий лишь «читаемые слова». Этот словарь вызвал бурю протестов, поскольку, по существу, запрещал передачу секретных (кодированных) сообщений. Конференция в Лондоне в 1903 г. отказалась от единого словаря. Было разрешено применять искусственные слова, но при условии, что они будут состоять из «читаемых и произносимых слов» и их длина не будет превышать 10 букв. И все же в 1932 г. на конференции в Мадриде все ограничения по кодированию и шифрованию были сняты.
|
|
|
В 1904 году в Англии появился словарь Уайтло для кодобозначений, содержавший, по утверждению автора, 400 млн. произносимых слов. Слова имели вид FREAN, LUFFA, LOZOI, FORAB и т. д., то есть были пятибуквенными. Уайтло допускал соединение слов для обозначения нового словообразования. Идею Уайтло уже в 1905 году поддержал и развил Э. Бентли, создавший универсальный 5-буквенный код для телеграфных сообщений. Разбиение шифртекстов на пятибуквенные сочетания дошло до наших дней. Также «нормированные» по длине коды вытеснили коды, полностью основанные на использовании словарных величин.
|
|
|
Почти каждая промышленная или коммерческая компания разрабатывала секретные коды для собственных нужд.Появились коды торговцев автомобилями, коды банкиров, биржевых маклеров и т.д., что вызвало создание специальных профессиональных «криптографических групп», которые «по заказу» составляли секретные коды для пользователей с учетом их профессионального языка.Такие коды стоили достаточно дорого, они стали обычным рыночным товаром. Составляемые ими кодовые книги по объему были сравнимы со словарем английского языка. Появился рынок торговли кодами. При этом возникли и разноязычные коды, предназначенные для корреспондентов, говорящих на разных языках. Были созданы и многоязычные кодовые книги. Эти коды дошли до наших дней. Сигнал «SOS» (Спасите наши души) во всех странах сегодня воспринимается как просьба о помощи. Современные коды «сжимают» информацию более чем в 10 раз (этот эффект зависит, естественно, от богатства лексики открытого языка). Сжатие передаваемой по техническим каналам связи информации и в наши дни является актуальной задачей. При этом имеются в виду не только экономические аспекты передачи, но и скорость (оперативность) обмена сообщениями. Проблемы наиболее эффективного «сжатия» информации породили новое научное направление в теории связи – математическую теорию кодирования.Сегодня это научное направление исследований занимает одно из первых мест в теории связи.
|
|
|
Вернемся к проблемам, порожденным в криптографии появлением телеграфа.Сопряжение аппаратуры шифрования с техникой, передающей телеграфные сообщения, существенно повысило требования к быстродействию процесса шифрования. Шифрование при непосредственной передаче сообщения должно было производиться в том темпе, который диктовал телеграфный аппарат.
Телеграфная связь значительно увеличила объем передаваемых сообщений (в том числе и секретных).Потребность в разработке новых шифров с легкой сменой ключей также дала новый стимул развитию криптографии.Одновременно, телеграфная связь существенно затруднила перехват сообщений.Оказалось, что перехватить сообщение стало гораздо сложнее (в техническом смысле), чем перехватить гонца с документами или получить документы через почтамты. Конечно, можно было завербовать телеграфиста, но этот путь получения посланий оказался недостаточно эффективным.Поэтому начала создаваться техника тайного съема информации с телеграфных линий связи. Одновременно возникла проблема обнаружения такого тайного съема.Однако именно телеграф стал эффективным методом обеспечения оперативной связи между удаленными друг от друга абонентами в XIX веке.
В XIX веке применялось, в основном, так называемое, предварительное шифрование сообщений. В этом случае отправитель зашифровывал передаваемое сообщение (в котором шифртекст удовлетворял требованиям телеграфной передачи), после чего относил шифрованное сообщение на телеграф. В ХХ веке такое замедление в передаче сообщений часто оказывалось неприемлемым. Потребовалось разработать методы так называемой линейной передачи шифрованных сообщений, при которой аппарат шифрования (шифратор) встраивался непосредственно в аппаратуру передачи посланий. Таким образом, передача шифрованного сообщения в принципе (в техническом смысле) не отличалась от передачи несекретного сообщения. В целом, прав Д.Кан, утверждая, что «свой современный вид шифровальное дело получило благодаря телеграфу».
Телеграф и радио начали постепенно вытеснять кодирование с целью защиты информации в пользу применения шифров.Громоздкие, малоудобные при использовании секретные кодовые книги могли стать и становились добычей противника, а их смена порождала серьезные проблемы. Шифры оказались гораздо мобильнее и дешевле. Секретное кодирование пошло на убыль, но не исчезло совершенно. Коды стали применяться совместно с шифрами. Такое сочетание оказалось весьма эффективным и дошло до наших дней. Подчеркнем, что при компрометации шифра достаточно лишь сменить его ключи, а не все кодовые книги. Отметим также, что коды очень чувствительны к лексике, словарному запасу языка общения. Появление новых терминов и понятий приводило к необходимости обновлять кодовые книги. Шифры в этом плане гораздо предпочтительнее, ибо их применение не связано со смысловым содержанием открытого текста.
В 1876 году американец А.Белл публично продемонстрировал и запатентовал проводной телефон. Новое изобретение – телефон – быстро завоевало широкое признание в мире, однако сразу же возникла проблема передачи по телефону конфиденциальной информации. Всего через 5 лет другой американец Дж.Роджерс предложил следующий выход из положения. Он писал: «Мое изобретение состоит в том, что сообщение … посылается по двум (или более) цепям поочередными импульсами в быстрой последовательности…, так, что тот, кто подключается лишь к одной из цепей, может принимать лишь отдельные неразборчивые сигналы…» «Две (или более) линии, по которым передаются сигналы речи, могут быть проведены к оконечной станции на значительном расстоянии друг от друга, что исключает возможность для пытающегося подслушать … подключиться одновременно к обеим линиям». По техническим причинам это изобретение не имело широкого распространения. Но уже в XX веке аналогичная идея воплотилась в так называемых СИЧ-передачах, в которых несущая частота быстро меняется в широком диапазоне по некоторому сложному закону СИЧ (скачкообразное изменение частоты). Начал использоваться такой метод передачи сообщений, как предварительное шифрование текста с последующей передачей шифрованного текста по телефону.
Иногда собеседники прибегали к известному им, но предположительно неизвестному противнику, иностранному языку. Например, американцы в обеих мировых войнах XX века использовали практически неизвестные в воюющих странах языки некоторых малочисленных индейских племен. С этой целью на этих узлах связи работали специально подготовленные представители этих племен.
Нередко средством защиты конфиденциальной информации становился такой прием, как отказ передачи ее по телефону. К этому средству прибегают и сейчас. Вспомним часто используемые фразы: «Это не телефонный разговор. Поговорим при встрече».
Естественно такие способы защиты речевой информации имели существенные недостатки: низкую стойкость, снижение оперативности связи, невозможность массового применения. Поэтому в начале ХХ века начались исследования по созданию аппаратуры автоматического засекречивания речевого сигнала. Так, в 1900 году Паульсеном была предложена разбивка речевого сигнала на сегменты и передача их в обратном направлении (временная инверсия). В 1918 году датский инженер Тигерстедт предложил разбивать речь на временные сегменты и переставлять их во времени (временные перестановки). В 1920 году русский ученый М. А. Бонч-Бруевич усовершенствовал временную перестановку, введя кадровую структуру преобразований (каждые N сегментов переставлялись по-своему). В 1922 году англичанин Хоу-Гольд предложил применять синхронное изменение несущей частоты передатчика и настройки приемника (для засекречивания радиотелефонной связи). В этот период были сделаны и другие изобретения в области методов засекречивания речевого сигнала, однако серийное производство и применение аппаратуры автоматического засекречивания речевых сообщений началось лишь в 20 – 30-х годах XX века.
В связи с развитием проводной телеграфной и телефонной связи возникла задача эффективного снятия информации с линий связи.Дело состояло в том, что непосредственное подключение к линии не всегда можно было реализовать тайно. В 1915 году английский капитан Р.Стэнли (в прошлом профессор Белфастского университета) создал аппарат, который позволял индуктивным способом перехватывать информацию с проводов с расстояния до 100 метров от них. Вскоре удалось создать приемник, «снимающий» эту информацию с расстояния до трех километров. Позднее аналогичные аппараты были сконструированы и в Германии.
Подведем итоги. В качестве особенностей развития криптографии в XIX веке можно отметить следующие.
Шифры начали вытеснять коды, имевшие до этого приоритет. В конечном счете, именно шифры оказались наиболее эффективным средством защиты информации, передаваемой по новым каналам связи. Это привело к необходимости разработки новых шифров. Кроме того, выяснилось, что в ходе боевых действий в многочисленных войнах XIX века значительное количество кодов было скомпрометировано (оказались в руках противника). Напомним, что замена кода – весьма трудоемкая операция. Код – это целая книга, ее замена требует написания новой книги и рассылки ее по многочисленным абонентам связи. Шифр более устойчив к компрометации: абонентам достаточно разослать компактные новые ключи. Получило широкое распространение совместное использование кодов и шифров. Эти обстоятельства привели к необходимости разработки новых шифров, хорошо «согласующихся» с новыми каналами связи.
Начали активно разрабатываться механические шифровальные устройства, которые заметно облегчали и убыстряли процессы шифрования и дешифрования. Оперативные характеристики связи повысились.Кроме этого, работе на несложных шифраторах можно было обучить большое количество операторов, далеких от понимания сущности криптографической защиты.В связи с активным ростом числа абонентов засекреченной связи потребность в операторах-шифровальщиках резко возросла. Они стали необходимой составной частью военных штабов и отдельных подразделений.
Началось осмысление криптографии как самостоятельной науки, а не только как искусства, доступного лишь «избранным». Появились точные определения, правила разработки шифров и требования к ним, первые математические модели шифров. Развитие этого направления привело к тому, что в сер. XX в. криптография стала уникальной математической наукой.
Морально-этическое восприятие криптографической деятельности привело к новому осмыслению криптографии.В это время о криптографии уже стало известно общественности. Право на защиту секретов не оспаривалось, но «криптографический взлом» чужих секретов вызывал негативное отношение общества. К середине XIX в. «черные кабинеты» в ведущих странах Европы были официально закрыты, но спустя некоторое время они возродились под повышенным покровом секретности. Правительства стран полагали, что лишаться информации, добытой путем дешифрования, было бы нецелесообразно.
Криптография вышла в «открытый мир».Основанные на ней сюжеты начали активно обыгрываться в художественных произведениях (Эдгаром По, Артуром Конан Дойлем и другими). Уже в XX веке Д. Кан окрестил криптографию «царицей головоломок». Криптография как самостоятельная научная дисциплина начала привлекать внимание ученых, которые ранее с ней не были связаны. Ее начали активно применять антиправительственные организации и уголовный мир. Криптографические методы начали применять и историки, занимающиеся раскрытием тайн «умерших языков».
В связи с усилением стойкости шифровзаметно возросла агентурная деятельность разведок в интересах дешифрования информации (кража шифров и ключей, подкуп и т. д.).
Таким образом, влияние развивающихся науки и техники на криптографию ярко проявилось именно в XIX веке.
Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 222; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!