В 1563 году Джованни Порта (итальянский естествоиспытатель, член научного общества, в которое входил и Галилей) написал книгу «О тайной переписке», в которой описал шифры, представляющие собой шифры простой замены на биграммах (двухбуквенных сочетаниях), описал их свойства, привел наиболее часто употребляемые слова и фразы в текстах любовного и военного характера, а также провел криптоанализ, в котором использовал «метод протяжки вероятного слова», смысл которого заключается в следующем. Предполагается наличие в тексте некоторого «вероятного слова» (или слов): известная подпись, адресация и т. д. Затем это слово опробуется на криптограмме (по возможным местам его нахождения). При опробовании отождествляются знаки открытого и шифрованного текстов и на этой основе делается попытка прочитать всю криптограмму. Данный метод хорошо описан в произведении Конан Дойля «Пляшущие человечки». Шифрованное послание имело следующий вид:
Соответствующий открытый текст: «I’m here Abe Slaney» («Я здесь. Аб Слени»). Использован шифр простой замены букв на фигурки людей; флажок в руках означает конец слова.
Одно из выдающихся нововведений де ла Порта — это шифр периодической лозунговой замены. В применении к русскому языку он представляет собой прямоугольную таблицу из букв алфавита в следующем порядке.
Шифрование производится при помощи секретного лозунга. Лозунг периодически выписывается открытым текстом, по первой букве лозунга отыскивается алфавит (большие буквы в начале строк), в верхнем или нижнем полуалфавите отыскивается первая буква открытого текста и заменяется соответствующей ей буквой из верхней или нижней строки. Аналогично шифруются и другие буквы. Приведем пример:
Лозунг: философия философия…
Открытый текст: периодический шифр…
Шифротекст: щщляцытгфэюзраяхм…
За этот шифр де ла Порту позднее назвали отцом современной криптографии, но в свое время он не нашел широкого применения. Причина этого — необходимость постоянно иметь при себе указанную таблицу и сложность шифрования. Однако был дан импульс для появления других систем (например, шифра Виженера).
Примерно в это же время (1550 г.) появляется книга математика и философа Дж. Кардано «О тонкостях» с дополнением «О разных вещах», в котором имеются разделы, посвященные криптографии. В ней нашли отражение новые идеи криптографии: использование части самого передаваемого открытого текста в качестве ключа шифра и новый способ шифрования, который вошел в историю как «решетка Кардано». Для ее изготовления брался лист из твердого материала (картон, пергамент, металл), представляющий собой квадрат, в котором вырезаны «окна». При шифровании решетка накладывалась на лист бумаги, и буквы открытого текста вписывались в «окна». При использовании всех «окон» решетка поворачивалась на 90 градусов, и вновь буквы открытого текста вписывались в «окна» повернутой решетки. Затем вновь производился поворот на 90 градусов и т. д. В один «заход» решетка работала 4 раза. Если текст зашифрован не полностью, то решетка ставилась в исходное положение и вся процедура повторялась.
Главное требование к решетке Кардано — при всех поворотах «окна» не должны попадать на одно и то же место в квадрате, в котором образуется шифротекст.
Если в квадрате после снятия решетки образовывались пустые места, то в них вписывались произвольные буквы. Затем буквы квадрата выписывались построчно, что и было шифрованным текстом.
Судьба Кардано сложилась трагически. Как астролог, он заранее предсказал себе 75 лет жизни. Чтобы не нарушать собственное предвидение, он покончил с собой в отведенный им срок со словами: «Если и неверно, то неплохо придумано».
Предложенный Кардано «шифр-решетка» лежит в основе знаменитого «шифра Ришелье», где шифрованный текст внешне имел вид «невинного послания». Из плотного материала вырезался прямоугольник размером 7х10, в нем проделывались окна (на рисунке они заштрихованы).
Секретный текст вписывался в эти окна, затем решетка снималась и оставшиеся клетки заполнялись так, чтобы получалось «невинное» сообщение. Суровую команду на английском языке: «EOU KILL AT ONCE» с помощью решетки можно спрятать в «невинный» текст любовного содержания: «I LOVE YOU. I HAVE YOU. DEEP UNDER MY SKIN. MY LOVE. LASTS FOREVER IN HYPERSPACE».
Разумеется, использование этого шифра вызывает затруднения и требует соответствующего интеллекта.
Такого рода шифр использовал известный русский писатель, общественный деятель и дипломат А. С. Грибоедов. Будучи послом в Персии, он писал своей жене «невинные» послания, которые, попав в руки жандармерии, для которой и были предназначены, расшифровывались по соответствующей «решетке» и передавались царскому правительству уже как секретные сведения.