Коды, которые формируют Миры Во всем мире люди, сами того не замечая, ежедневно пользуются секретными кодами. Постоянная борьба между хранителями секретов и теми, кто стремится их раскрыть, длится веками. Когда коды нарушаются, история меняется: королева теряет голову, нация вступает в мировую войну, а город содрогается под натиском безымянного убийцы.
Сеть заключенных Марии Стюарт Мария, королева Шотландии, католичка, претендовавшая на престол при протестантке Елизавете I, жила под подозрением и строгой охраной. Она проложила тайный почтовый маршрут через пробку от пивных бочек, поставляемых пивоварами, и переправляла крошечные шифровальные свитки в Лондон, Францию и Испанию. Убедившись, что ее шифры не поддаются расшифровке, она использовала их для координации планов побега и восстановления города. В июне 1586 года она начала обмениваться письмами с католическим заговорщиком Энтони Бабингтоном.
Номенклатура, нулевые значения и смещение алфавитов Ее система представляла собой номенклатуру, заменяющую буквы алфавита символами и присваивающую специальные обозначения обычным словам и фразам, таким как "как", "почему" или "когда". Она регулярно меняла алфавиты шифров и вставляла нули, чтобы ввести аналитиков в заблуждение. Схема была направлена на усложнение поиска шаблонов при одновременном ускорении работы с длинными сообщениями.
Фелиппес превращает шаблоны в доказательства Глава шпионской сети Елизаветы Фрэнсис Уолсингем нанял Томаса Фелиппеса, мастера нового на тот момент английского искусства частотного анализа. Подсчитав частоту символов и обнаружив повторы, Фелиппес начал считывать трафик Марии, даже в таких названиях, как Бабингтон. Короне требовалось только одно решающее доказательство, связывающее Марию с государственной изменой.
Поддельный постскриптум и эшафот Бабингтон объявил о плане убийства Елизаветы; несмотря на предупреждения своих секретарей, Мария ответила инструкциями по побегу и шагами к тому, чтобы претендовать на английский трон. Фелиппес перехватил и раскрыл ее ответ до того, как он вышел из тюрьмы, признав его доказательством государственной измены. Он добавил поддельный постскриптум, в котором спрашивал имена убийц, и нарисовал виселицу на обороте, зная, что письмо принесет смерть. Елизавета приказала обезглавить Марию в Фотерингее в феврале 1587 года на глазах у 300 свидетелей.
Гомофонический плащ убийцы В период с 1968 по 1973 год убийца-одиночка бродил по району залива Сан-Франциско, начиная с перестрелки 4 июля 1969 года, в результате которой погибла Дарлин Феррин и был ранен Майк Мажо. Он потребовал, чтобы газеты напечатали его шифры, и взял себе псевдоним Зодиак, угрожая случайными убийствами, если его проигнорируют. Его гомофоническая замена превратила отдельные буквы в несколько символов, маскируя частотные характеристики и разочаровывая аналитиков из ФБР, ЦРУ, АНБ и военно-морской разведки.
Счастливая догадка школьного учителя Дональд Харден, школьный учитель из Салинаса, и его жена предположили, что хвастун напишет "I" и будет использовать обычные двойные буквы, такие как "LL". В поисках подходящих слов — "убийство", "полиция", "побег", "жертва" — они искали удвоенный символ и обнаружили, что "kill" - это ключ к разгадке. За шесть дней они расшифровали сообщение, опередив федеральные агентства, но обнаружили только насмешки и отсутствие опознавательных знаков, в то время как вторая буква — 340 — не поддавалась расшифровке.
Девяносто знаков сопротивления Четыре десятилетия спустя команда из Университета Северного Техаса под руководством профессора Райана Гарлика атаковала 340 с помощью генетических алгоритмов, которые разрабатывают ключи-кандидаты. Система преобразовала символы в машинный текст, угадала соответствие букв и попыталась составить слова, похожие на английские, объединив лучшие частичные решения. После тысяч вычислительных часов процесс привел к получению фрагментов, но не связных предложений; авторство Зодиака оставалось загадкой.
Руководства, в которых рассказывается как о замках, так и о отмычках Убийца, возможно, почерпнул информацию из книги Дэвида Кана "Взломщики кодов", одного из немногих общедоступных текстов о шифрах, доступных в 1960-х годах. Книги могут в равной степени служить схемами для создания и взлома кодов, когда и отправитель, и получатель имеют общий доступ к одному и тому же фрагменту. Та же логика лежит в основе знаменитой загадки, сулящей скрытое богатство.
Газеты Била обещают богатство В шифрах Била описываются тайники с золотом, серебром и драгоценными камнями, предположительно зарытые недалеко от Блу-Риджа в Вирджинии между 1819 и 1821 годами Томасом Джефферсоном Билом и его компаньонами. Три зашифрованных документа с указанием местоположения, описи имущества и законных наследников были переданы местному владельцу гостиницы до исчезновения Била. Размеры клада грандиозны — 1 325 кг золота, 2 313 кг серебра плюс драгоценные камни стоимостью 13 000 долларов, если эта история правдива.
Заявление как ключ к разгадке, сомнения как вердикт В 1860 году анонимный хранитель разгадал шифр книги и в конце концов обнаружил, что ключом к ней является Декларация независимости. Пронумеровав ее слова и сопоставив их с номерами в одном документе, он расшифровал только опись; местонахождение и имена остаются неразгаданными почти 150 лет. Многие подозревают, что это розыгрыш, призванный заманить охотников за сокровищами в Роанок, штат Вирджиния, но легенда продолжает существовать.
От книжных шифров к военным шифровальным книгам До появления компьютеров шифровальные книги ручной работы были незаменимы, особенно в военное время, когда перехват означал жизнь или смерть. Во время Первой мировой войны Германия использовала большие шифровальные книги, содержащие 10 000 пронумерованных слов, а затем выполняла повторное шифрование с дополнительными цифрами, чтобы упростить трафик. Британская "Комната 40" перехватывала трансатлантические телеграммы и отслеживала смену кодов в ожидании дипломатического приза.
Разоблаченный гамбит Циммермана Телеграмма из Берлина в Мексику, зашифрованная дипломатическим кодом 005 в январе 1917 года, дошла до комнаты 40, и ее нужно было быстро разгадать. Криптоаналитики провели поиск вероятных отметок "СТОП", официальных вступлений и длинной подписи министра иностранных дел Артура Циммермана. Фонетические кодировки выявили Аризону, затем Техас и Нью-Мексико, что свидетельствует о предложении Германии поддержать атаку Мексики с целью возвращения утраченных территорий. Столкнувшись с этим заговором, президент Вудро Вильсон 6 апреля 1917 года ввел Соединенные Штаты в войну; девятнадцать месяцев спустя союзники одержали победу.
Вращающиеся алфавиты Альберти Примерно в 1470 году Леон Баттиста Альберти изобрел шифровальный диск — вероятно, первое шифровальное устройство, — который ввел многоалфавитную замену, при которой алфавиты менялись в течение одного сообщения. Отправитель и получатель использовали общие диски и буквенный индекс; периодические изменения, обозначенные заглавными буквами, вводили новые ключи в каждый сегмент. Для своего времени этот метод был практически неразрушим, но на практике он был медленным и применялся ограниченно.
Колесо Джефферсона переосмысливает диск В 1790-х годах Томас Джефферсон усовершенствовал эту идею, создав стойку из 24 пронумерованных алфавитных дисков, закрепленных на стержне, на каждом из которых был зашифрованный алфавит. Отправитель и получатель размещали диски одинаково, выравнивая открытый текст в одном ряду и выбирая любой другой ряд в качестве зашифрованного текста для передачи. Это устройство служило армии США в 20 веке, пока его не вытеснила европейская машина.
Роторы Enigma и ежедневные ритуалы Система Enigma Артура Шербиуса пропускала электричество через вращающиеся механические роторы, что обеспечивало быструю автоматизированную замену многих алфавитов. С помощью роторов, алфавитных колец и разъемной панели операторы могли ежедневно устанавливать около 186 триллионов конфигураций и изменяемых настроек. Немецкие военные полагали, что он не поддается частотному анализу и транслирует зашифрованную азбуку Морзе по радио военного времени.
Шпаргалки, человеческие ошибки и прорывной план Блетчли-Парк собрал математиков, включая Алана Тьюринга, чтобы разобраться в Enigma, используя ее ограничения и ошибки операторов. Машина никогда не сопоставляла буквы сама с собой, что исключало множество возможностей, а уставшие операторы иногда пропускали необходимые перезагрузки. Сводки погоды с подводных лодок в фиксированном формате ‑ ветер, давление, температура ‑ были своего рода шпаргалками; аналитики искали сообщение, в котором не было бы совпадений, чтобы закрепить поиск.
Бомба превращает теорию в тактику Команда Тьюринга создала bombe, мощную электромеханическую поисковую систему, которая протестировала миллионы настроек Enigma с помощью cribs, чтобы найти согласованную, разомкнутую цепь. При каждом запуске барабаны размещались в соответствии с предполагаемой схемой и переключались между проводами, чтобы определить настройку, которая выдавала простой текст без противоречий. Действовавшая в условиях абсолютной секретности под руководством таких сотрудников, как Джин Валентайн, сеть к 1945 году разрослась почти до 300 бомб, чему способствовали захваченные шифровальные книги и компьютеры.
Разведданные, которые сократили продолжительность войны Расшифрованный трафик выявил местонахождение подводных лодок и передвижения подкреплений, направление эскорта и прикрытие конвоев в Северной Атлантике. Информация Ultra insights повлияла на операции от Эль-Аламейна до Анцио, в то время как страны Оси оставались в неведении о том, что их сообщения были скомпрометированы. Как заметил Черчилль, куры Блетчли несли золотые яйца и никогда не кудахтали, и хотя солдаты выигрывали сражения, взломщики шифров сокращали продолжительность войны.
От бинарных блокировок до открытых ключей — и человеческих недостатков После Второй мировой войны такие пионеры, как Тьюринг, открыли путь к вычислительной технике, привнеся криптологию в повседневную жизнь, где каждая покупка, электронное письмо и запись оставляют электронные следы. Компьютеры используют двоичный код — единицы и нули, — однако современная безопасность основана на открытых и закрытых ключах, которые математически связаны. Открытый ключ (произведение двух больших простых чисел) шифруется, в то время как частные простые числа расшифровываются, и не существует быстрого способа разложить результат на множители. Взлом таких сообщений с помощью современных технологий может занять более 13 миллиардов лет, что почти соответствует возрасту нашей Вселенной, и та же система позволяет пользователям проверять, что онлайн-данные не были изменены. Если бы Мэри воспользовалась этим или если бы Германия узнала об утечке их секретов, результаты могли бы быть иными, но погоня продолжается, поскольку человеческая ошибка требует новых кодов.