Эл Свейгарт - Криптография и взлом шифров на Python

секретные коды.
Разумеется, секретные сообщения не всегда остаются секретными. Крипто­
аналитик, т.е. взломщик кодов, или хакер, способен взламывать и читать сооб­
щения , зашифрованные другими людьми. Цель книги - научить вас зашиф­
ровывать и расшифровывать сообщения с помощью различных методов. К
счастью, все те методы взлома, которые вы изучите, не настолько опасны,
чтобы у вас из-за них могли возникнуть проблемы с законом.

Кодь1 и шифры
В отличие от шифров коды изначально создаются такими, чтобы они
были понятны и общедоступны. Коды заменяют буквы символами, кото­
рые любой человек может использовать для перевода в форму сообщения.

32

Гл ава 1

В начале XIX века развитие электрического телеграфа привело к созда­
нию известного кода, обеспечивавшего почти мгновенный обмен сообще­
ниями между континентами по проводам. Сообщения, отправляемые по
телеграфу, достигали своих адресатов гораздо быстрее, чем прежняя лоша­
диная почта, перевозившая мешки с письмами. Однако телеграф не позво­
лял отправлять сообщения в том же виде, в каком они были написаны на
бумаге, т.е. в виде последовательностей букв. По нему могли пересылать­
ся только два типа электрических импульсов: короткий, который назвали
"точка" , и длинный, который назвали "тире".
Для преобразования букв алфавита в электрические импульсы необхо­
димо располагать системой кодов, с помощью которой можно было бы пе­
реводить привычные для нас буквы на язык точек и тире. Процесс преобра­
зования букв алфавита в последовательности точек и тире для отправки по
телеграфу называется кодированием, а обратный процесс преобразования
электрических импульсов в буквы при получении сообщения декодирова­
нием. Способ, применяемый для кодирования и декодирования телеграф­
ных сообщений (а впоследствии и сообщений, передаваемых по радио) ,
был изобретен Сэмюэлем Морзе и Альфредом Вейлем и получил название
код Морзе, или азбука Морзе (табл. 1.1) .
-

Таблица 1 . 1 . Международная азбука Морзе

Л атинский

Код

СИМВОЛ

А
в
с
D
Е
F
G
н

·- · · ·
-·-·
-··
•
· ·-·
--·
• • • •
• •
· ---

к
L
м

-··-· ·

Л атинский
символ
N
о
о

Q

R
s

Код
-·

v
w
х
у
z

1
2

·--·
--··-·
• • •

3
4
5
6
7

т
u

Цифра

· · · · · ·-- · · -

8
9
о

Код
· ---· · --· · ·-· · · ·• • • • •
- · · · ·
-- · · ·
--- · ·
---- ·
-----

- · ---· ·

И нструменты " бум аж ной " к ри птогр афии

33

Используя телеграфный ключ для передачи точек и тире, телеграфист
отправлял текстовые сообщения, способные почти мгновенно достигать
адресата, находящегося на другом конце земного шара 1 !
В отличие от знакового кодирования шифр - специфический тип ко­
дов, обеспечивающих сохранение содержания сообщения в тайне. Шифр
можно использовать для того, чтобы преобразовать исходный текст, напи­
санный на понятном языке (так называемый простой текст) , в бессвязный
набор символов, называемый шифротекстом, который скрывает смысл
секретного сообщения. Шифр - это набор правил преобразования меж­
ду простым и зашифрованным текстом. В правилах для шифрования и
дешифрования часто используется один и тот же ключ, который называ­
ется секретным и известен только отправителю и получателю сообщения.
В книге вы изучите несколько видов шифров и напишете программы для
шифрования и дешифрования текста с их помощью. Но сначала следует
научиться шифровать сообщения вручную, используя простые средства
"бумажной" криптографии.

Ш ифр Цеза ря
Первый из шифров, который мы изучим, - шифр Цезаря , названный
так в честь Юлия Цезаря , который пользовался им 2000 лет тому назад.
Хорошая новость состоит в том, что он прост и несложен для изучения. Но
есть и плохая новость: в силу простоты этого шифра криптоаналитику не
составит большого труда взломать его. Тем не менее ознакомление с ним
даст вам полезный опыт.
Шифр Цезаря основан на замене одной буквы другой после предва­
рительного смещения всего алфавита на определенное число позиций.
Юлий Цезарь заменял буквы в своих сообщениях путем смещения алфави­
та на три позиции и последующей замены каждой буквы соответствующей
буквой из смещенного алфавита.
Например, вместо каждой буквы 'N он подставлял букву D --">