Криптография в первую мировую войну

Оглавление

 

1. Введение…………………………………………………………………………………….3
2. Основная часть…………………………………………………………………………….4
1. Криптография в первую мировую войну…………………………………………….4
2. Время между войнами…………………………………………………………………6
3. Криптография во вторую мировую войну…………………………………………....7
4. Криптография нового времени………………………………………………………11
3. Заключение………………………………………………………………………………..13
4. Список используемой литературы………………………………………………….…14
5. Приложения………………………………………………………………………………15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Введение

     Криптогра́фия (от др.-греч. κρυπτός — скрытый и γράφω — пишу) — наука о методах обеспечения конфиденциальности (невозможности прочтения информации посторонним) и аутентичности (целостности и подлинности авторства, а также невозможности отказа от авторства) информации1.

     Изначально криптография изучала методы шифрования информации — обратимого преобразования открытого (исходного) текста на основе секретного алгоритма и/или ключа в шифрованный текст (шифротекст). Традиционная криптография образует раздел симметричных криптосистем, в которых зашифрование и расшифрование проводится с использованием одного и того же секретного ключа. Помимо этого раздела современная криптография включает в себя асимметричные криптосистемы, системы электронной цифровой подписи (ЭЦП), хеш-функции, управление ключами, получение скрытой информации, квантовую криптографию.

     Криптография — одна из старейших наук, её история насчитывает несколько тысяч лет.  В этой работе же будет представлено развитие криптографии в 20-ом веке.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Основная часть

          20-й век- век двух мировых войн, век научно-технического прогресса, век социальных потрясений и передела государственных границ.

В этом веке криптография стала электромеханической, затем электронной. Это означает, что основными средствами передачи информации стали электромеханические и электронные устройства. Это преобразило всю криптографию, поскольку расширились возможности доступа к шифрованному тексту и появились возможности влияния на открытый текст.

 

1. Криптография в период Первой мировой войны

 

          Во время первой мировой войны криптография, и, в особенности, криптоанализ становится одним из инструментов ведения войны.

          Поскольку главным шифрсредством во время первой мировой войны были коды, которые не удавалось сохранить от компрометации, то участники военных действий взаимно читали переписку друг друга. В полевых условиях применялись:

• решетка Кардано (Германия и Австро-Венгрия);
• шифр Плейфер (Англия);
• шифр двойной перестановки (Франция);
• шифр гаммирования цифровой гаммой (Россия)2.

          С применением шифров связан ряд трагических событий, из которых упомянем лишь разгром двух русских армий - Ранненкампа и Самсонова в Восточной Пруссии в августе 1914 года, которое произошло из-за плохой организации шифрсвязи и вынужденной связи между этими армиями по радио без всякого шифра.

Война преобразила криптографию. В связи с применением радио для управления войсками расширились возможности добычи шифртекста. В этот период получили развитие методы дешифрования, основанные на парах открытых и шифрованных текстов, на шифртекстах, полученных на одном ключе, на использовании вероятных ключей. Находкой для криптографов было использование в качестве лозунгов пословиц, поговорок, патриотических призывов. В математическом плане получили развитие вероятностно-статистические методы, использующие частоту знаков, биграмм, триграмм и т.д3.

Другое новшество этого периода - появление специализации в криптографической деятельности. Появляются группы по дешифрованию кодов и по дешифрованию полевых шифров, по добыче перехвата, по обработке информации, полученной из открытых и агентурных источников и т.д.

Российская империя

         В русской армии в начале XX века наиболее широко использовались словарные ключи — тип шифров, в котором каждому слову из определённого специализированного словаря сопоставлялось одно или несколько кодовых чисел из трёх-пяти цифр. Ключ Военного министерства № 6 1906 года представлял собой трёхзначный многовариантный цифровой код с маскировкой и скрытым началом сообщения. Ключ Военного министерства № 7 1905 года был алфавитным трёхзначным цифровым кодом на 900 словарных величин, размещённых на 18 таблицах 5 x 10. Эти шифры использовались для передачи сообщений по телеграфу и радио.

          Уже осенью 1914 года часть русских военных шифров была расшифрована австрийцами. Вскоре после этого русский шифр был изменён на новый. Началось соревнование между шифровщиками и вражескими дешифровщиками. К весне 1915 года в русских войсках полностью отказались от старой системы шифров и стали применять простой шифр Цезаря. 17 июня 1916 года в русской армии был введён новый тип шифра с 300 шифровальными группами. Однако полной секретности сообщений добиться так и не удалось.4

          Русский флот, по сравнению с армией, добился намного больших успехов в шифровальной войне. Вскоре после начала войны 26 августа 1914 года возле острова Ольденсхольм сел на камни и был уничтожен русским флотом германский крейсер «Магдебург». Лейтенант Михаил Васильевич Гамильтон посланный капитаном Адрианом Ивановичем Непениным нашёл в капитанской каюте германскую книгу кодов. Впоследствии русскими водолазами была извлечена из воды вторая копия германской кодовой книги, выброшенная немцами за борт. Немецкий морской шифр был расшифрован. В 1914 году германский шифр был передан британским союзникам. Капитан I ранга Кедров и капитан II ранга Смирнов вручили его Первому лорду Адмиралтейства Уинстону Черчиллю в присутствии Первого морского лорда (начальника Морского Генерального штаба) принца Людвига Баттенбергского и начальника штаба контр-адмирала Оливера. Для перехвата германских радиосообщений в Балтийском море и в Севастополе были построены специальные подслушивающие станции. Несколько раз немцы и турки (которые пользовались немецким шифром) меняли свой шифр, не трогая его системы, и всякий раз он был разгадан русскими дешифровщиками.

          Благодаря расшифровке немецких радиограмм в Балтийском море русский флот были точно осведомлён о составе и действиях неприятельских сил. Такое же гигантское преимущество над немецким флотом получил британский флот, что во многом определило исход войны на море в первую мировую войну.5

Британская империя

          С началом Первой мировой в британском Адмиралтействе было создана специальное подразделение занимавшееся дешифровкой немецких сообщений, известное как комната 40 (официальное название NID25). За всю войну это подразделение расшифровало около 15,000 германских сообщений. Расшифровка немецких сообщений сыграла важную роль в сражении при Доггер-банке и Ютландском сражении.6

         Пожалуй наиболее важным достижением комнаты 40 была расшифровка Телеграммы Циммермана (Приложение 1), подтолкнувшая США к вступлению в войну на стороне Антанты.

Франция

          Наиболее драматическим моментом в криптографии Франции был июнь 1918 года, когда было жизненно необходимо узнать направление немецкого наступления на Париж. Жорж Панвэн (фр. Georges Painvin) сумел за несколько напряжённых дней, потеряв 15 килограмм веса, вскрыть немецкий шифр ADFGVX в результате Париж был спасён.7

Германская империя

          Каждой немецкой дивизии был придан профессор математики, специалист по криптоанализу, немцы читали радиопередачи русских войск, что, в частности, обеспечило сокрушительную победу немцев над превосходящими силами русской армии в Битве при Танненберге. Впрочем, из-за недостатка криптографов, а также телефонных проводов, русские часто вели передачи по радио открытым текстом. Так или иначе, генерал Людендорф к 11 вечера имел в своём распоряжении все русские депеши за день.8

 

2. Криптография в период между мировыми войнами

 

          Между мировыми войнами появляются во всех ведущих странах электромеханические шифраторы. Они были двух типов - на коммутационных дисках или роторах и на цевочных дисках. Примером первого типа является известная шифрмашина «Энигма» (Приложение 2), которой были оснащены германские сухопутные войска. Примером второго типа является американская шифрмашина «М-209»9 (Приложение 3).

         Коммутационный диск представляет собой полый диск с нанесенными с двух сторон контактами, соответствующими алфавитам открытого и шифрованного текста, причем они соединены между собой по некоторой подстановке, называемой коммутацией диска. Эта коммутация определяет замену букв в начальном угловом положении. При изменении углового положения диска изменяется соответствующая замена на сопряженную подстановку.

          Шифратор представляет собой устройство из коммутационных дисков и механизма изменения их угловых положений. Шифратор «Энигма» состоял из 4-х коммутационных дисков, которые изменяли свои угловые положения по принципу «счетчика». Она имела несколько модификаций. Одну идею в криптографическом отношении можно считать революционной- каждый диск дважды участвовал в шифровании, что усложняло анализ шифра. 
          Шифрмашина «М-209» состояла из 6 колес размера 26, 25, 23, 21,19,17 .каждое из которых имел выступы и по окружности. Эта 6-мерная комбинация выступов (их число 64) с помощью механического устройства превращалась в число на которое сдвигается буква открытого текста. Изменение угловых положений дисков осуществлялось равномерным их вращением. Ясно, что шифратор реализует шифр гаммирования.  
          Советский Союз производил шифрмашины обоих названных типов. 

3. Криптография в период Второй мировой войны

 

          Таким образом перед второй мировой войной все ведущие страны имели на вооружении электромеханические шифрсистемы, обладающие высокой скоростью обработки информации и высокой стойкостью. Считалось, что применяемые системы недешифруемы и наступил конец криптографии. Впоследствии в ходе войны это мнение было опровергнуто и все участники военных действий имели криптографические успехи, а шифровальные службы были непосредственным участником военных действий.10

Германия

         История самой известной электрической роторной шифровальной машины — «Энигма» — начинается в 1917 году — с патента, полученного голландцем Хьюго Кохом. В следующем году патент был перекуплен Артуром Шербиусом, начавшим коммерческую деятельность с продажи экземпляров машины, как частным лицам, так и немецким армии и флоту.

         Германские военные продолжают совершенствовать «Энигму». Без учёта настройки положения колец (нем. Ringstellung), количество различных ключей составляло 1016. В конце 1920-х — начале 1930 годов, несмотря на переданные немецким аристократом Хансом Тило-Шмидтом данные по машине, имевшиеся экземпляры коммерческих вариантов, британская и французская разведка не стали браться за задачу криптоанализа. Вероятно, к тому времени они уже сочли, что шифр является невзламываемым. Однако группа из трёх польских математиков так не считала, и, вплоть до 1939 года, вела работы по «борьбе» с «Энигмой», и даже умела читать многие сообщения, зашифрованными «Энигмой» (в варианте до внесения изменений в протокол шифрования от декабря 1938 года). Среди результатов, переданных британским разведчикам перед захватом Польши Германией, были и «живые» экземпляры «Энигмы», и электромеханическая машина «Bomba», состоявшая из шести спаренных «Энигм» и помогавшая в расшифровке (прототип для более поздней «Bombe» Алана Тьюринга), а также уникальные методики криптоанализа.11

          Дальнейшая работа по взлому была организована в Блетчли-парке (англ. Bletchley Park), сегодня являющемся одним из предметов национальной гордости Великобритании. В разгар деятельности центр «Station X» насчитывал 12 тысяч человек, но, несмотря на это, немцы не узнали о нём до самого конца войны. Сообщения, расшифрованные центром, имели гриф секретности «Ultra» — выше, чем использовавшийся до этого «Top Secret» (по одной из версий отсюда и название всей британской операции — «Операция Ультра»). Англичане предпринимали повышенные меры безопасности, чтобы Германия не догадалась о раскрытии шифра. Ярким эпизодом является случай с бомбардировкой Ковентри 14 февраля 1940 года, о которой премьер-министру Великобритании Уинстону Черчиллю было известно заранее благодаря расшифровке приказа. Однако Черчилль, опираясь на мнение аналитиков о возможности Германии догадаться об операции «Ультра», принял решение о непринятии мер к защите города и эвакуации жителей.

          Хотя для СССР существование и даже результаты работы «Station X» секрета не представляли. Именно из результатов сообщений, дешифрованных в «Station X», СССР узнал о намечающемся «реванше» Гитлера за Сталинградскую битву и смог подготовиться к операции на Курском направлении, получившем названии «Курская дуга».