Основы классической криптологии. Секреты шифров и кодов

Всевозможная секретная информация обычно передается с помощью зашифрованных сообщений. Однако, как и в случае со словом «информация», не все наши современники могут объяснить, что понимается под словом «сообщение».

Напомним, что, строго говоря, теория информации является одной из ветвей теории связи. А само слово «связь» подразумевает обмен сообщениями. Таким образом, не углубляясь в рассмотрение теоретических вопросов, можно считать, что информация передается и хранится в виде сообщений.

Сообщение может иметь различный вид и форму. Так например, сообщением является какой-либо текст. При этом такой текст может быть напечатан в газете, на бланке телеграммы или отображен на экране монитора. Сообщение может быть звуковым, например слова и предложения при разговоре, музыка, записанная на аудиокассету. Записанные на компакт-диск или флэш-карту музыкальные произведения или программы — это тоже сообщения.

Итак сообщение — это знаки или сигналы, содержащие какую-либо информацию. Именно такое весьма упрощенное определение наиболее полно подходит при рассмотрении в данной книге вопросов шифрования и кодирования.

Знаками могут быть жесты или движения, графические изображения, например буквы и цифры. Для того чтобы сохранить какое-либо сообщение, достаточно, например, нанести его на бумагу с помощью букв. Но для передачи сообщения на расстояние необходимо, говоря научным языком, воспользоваться некоторым физическим процессом в широком смысле этого слова, способным с той или иной скоростью распространяться от источника к получателю сообщения. Это могут быть, например, изменения электрического поля, радиоволны, это могут быть почтовая и даже визуальная связь.

Таким образом, сигнал можно представить как изменяющийся во времени физический процесс, отражающий передаваемое сообщение.

В современном мире для передачи сигналов используются всевозможные технические средства, которые в совокупности составляют системы связи. При этом система связи обычно состоит из нескольких составных частей.

Во-первых, в состав любой системы связи входят источник сообщений, непосредственно создающий сообщение, и передатчик, который определенным образом обрабатывает сообщение и преобразует его в сигналы определенного типа. Например, телеграфист создает сообщение в виде точек и тире азбуки Морзе, а специальный радиопередатчик преобразует эти точки и тире в радиосигналы и излучает в эфир.

Во-вторых, при передаче сообщений не обойтись без канала связи, под которым обычно подразумевается комплекс технических средств, обеспечивающих передачу сигналов от передатчика к приемнику. Неотъемлемой частью канала связи является так называемая линия связи, то есть среда, используемая для передачи сигнала от передатчика к приемнику. Это может быть, например, область распространения радиоволн, обычные электрические провода или коаксиальный кабель.

В-третьих, в системе связи не обойтись без приемника, который восстанавливает исходное сообщение из полученных сигналов, то есть выполняет операцию, обратную той, которую выполнил передатчик.

И наконец, от приемника исходное сообщение поступает к получателю, под которым обычно понимаются лицо или аппарат, для которого предназначено сообщение. Так, например, радиосигналы принимаются специальным приемником, который их преобразует в точки и тире. Из точек и тире телеграфист, знающий азбуку Морзе, восстанавливает исходное сообщение.

1.2. Коды вокруг нас

С кодами каждый из нас встречается практически ежедневно и на каждом шагу. Более того, определенные коды являются неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Однако чаще всего наши современники об этом даже не догадываются. Тем не менее без преувеличения можно утверждать, что без кодов в нашей жизни было бы больше беспорядка, хотя чаще всего мы их не замечаем или не обращаем на них никакого внимания.

Так, например, обычные буквы и цифры являются кодом, который используется для создания сообщений. Дорожные знаки также являются частью системы кодов, предназначенной для сообщения водителю автомобиля определенной информации. Каждый раз, когда мы работаем на компьютере, то пользуемся специальным кодом, поскольку компьютеры между собой объясняются с помощью специальной числовой системы, называемой бинарный код. В бинарном коде используются только цифры 1 и 0. Подобных примеров в окружающей нас действительности можно найти превеликое множество.

Однако следует признать, что в настоящее время даже среди специалистов нет однозначного мнения о том, что же следует называть кодом. Поэтому, учитывая особенности рассматриваемых в данной книге вопросов, попробуем определить, что именно в последующих главах и разделах мы будем подразумевать под кодом.

Язык как система звуков и знаков

Итак, для того чтобы передать какую-либо информацию, современные люди в первую очередь используют речевые сигналы.