Putování

Skitala nebo scital  (z řeckého σκυτάλη „tyč“) je nástroj používaný k implementaci permutačního šifrování , v kryptografii také známé jako šifra starověké Sparty . Jedná se o válec a úzký proužek pergamenu , na kterém bylo napsáno poselství, ovinutý do spirály. Staří Řekové a Sparťané údajně používali tuto šifru k výměně zpráv během vojenských tažení .

Scital je oficiálním symbolem American Cryptogram Association [1] .

Šifrování

K zašifrování zprávy byla použita pergamenová páska a válcová tyčinka s pevnou délkou a průměrem [K 1] . Pergamenová páska byla navinuta na špejli tak, aby nebyly žádné mezery ani přesahy. Psaní zprávy bylo provedeno na vinutou pergamenovou pásku podél dlouhé strany válce. Po dosažení konce navinuté pásky hůlka část otáčky otočila a psaní zprávy pokračovalo [2] [3] . Po odvinutí pásky se na ní objevila zašifrovaná zpráva. Dešifrování bylo provedeno pomocí tyče stejné velikosti.

Samotný proces šifrování spočíval v přeskupení znaků zdrojového textu v souladu s obvodem hole [2] [3] [K 2] .

Používá se například hůl, po jejímž obvodu jsou umístěny 4 znaky (počet řádků v tabulce) a samotná délka tyče umožňuje napsat 5 znaků (počet sloupců v tabulce), původní text: "toto je šifra starověké Sparty." Schematicky to lze znázornit takto [K 3] :

_____________________________________________ | | | | | | | | | E | T | O | W | A | |__| F | R | D | R | E |__ | V | H | E | čt | C | | | P | A | R | T | s | | | | | | | | | _____________________________________________

Po odvinutí pásky bude šifrový text následující " EFVTPRNAODERSHRYTYESY " [ K 4] [3] [4] . Jak je vidět z příkladu, získáme tabulku, která má dva parametry:  - počet sloupců,  - počet řádků. Protože zprávy mají při běžné výměně dat často různé délky, je nepohodlné brát oba tyto parametry pro nezměněný klíč. Proto je obvykle jeden z nich vybrán jako klíč známý každé straně (často je to [K 5] ) a druhý se vypočítá na základě známé a délky zprávy [3] [4] : , kde  je celočíselná část čísla a  je délka zprávy.

Šifrovací algoritmus

Podrobněji je šifrovací algoritmus v těchto zápisech následující:

1) první znaky jsou napsány na prvním řádku zleva doprava (ve výše uvedeném příkladu: " ETOSHI "); 2) do druhého řádku píšeme následující znaky, dokud jej nevyplníme atd .; 3) pokud jsou všechny znaky vypsány, ale zbývají prázdné buňky, vyplňte je mezerami nebo jinými symboly dohodou (např. pro zprávu „ JSME NAPADNUTI “ získáme tabulku (viz níže), kde , a na místě chybějícího znaku je hvězdička); 4) pokud nejsou vypsány všechny symboly a tabulka je vyplněna, znamená to, že při výběru velikostí došlo k chybě; 5) nyní rozbalte text ve sloupcích (" NAUATYUSAT_K " * - v příkladu níže) [3] [4] . _____________________________________________ | | | | | | |__| H | A | C |__ |__ | A | T | A | K | | | V | Yu | T | * | | _____________________________________________

Dešifrování a dešifrování

K rozluštění zprávy adresát použil hůl podobnou velikosti jako hůl odesílatele, na kterou navinul pergamen.

Výhodou této šifry je její jednoduchost a absence chyb. Lze jej však snadno dešifrovat . Způsob, jak dešifrovat algoritmus, například navrhl Edgar Allan Poe v Pár slovech o tajném psaní [5] . Podstatou metody je, že aniž byste znali přesný průměr tyčinky, můžete použít kužel s proměnným průměrem a posouvat pergamen se zprávou po jeho délce, dokud se nezačne číst text - takto se klíč dešifruje - průměr tuláka.

Dešifrovací algoritmus

Nechť existuje šifrový text:

« RNOAYIKESE_KVA »

Byla použita bludná šifra s počtem řádků: 3, sloupců: 5 (tedy , , ). Při šifrování probíhalo čtení ve sloupcích a v každém sloupci byly 3 znaky [3] [6] .

1. Rozdělme náš šifrový text na písmena s ohledem na mezery (" RNO AYY KES E_K TVA "). 2. Nejprve obnovíme první sloupec, k tomu zapíšeme první skupinu písmen do prvního sloupce shora dolů. _____________________________________________ | | R | * | * | * | * | |__| H | * | * | * | * |__ | O | * | * | * | * | | _____________________________________________ 3. Pomocí dalších m znaků obnovte druhý sloupec. _____________________________________________ | | R | A | * | * | * | |__| H | s | * | * | * |__ | O | čt | * | * | * | | _____________________________________________ 4. Po obnovení všech sloupců bude možné číst text - " ROCKET TROOPS ". _____________________________________________ | | R | A | K | E | T | |__| H | s | E | _ | V |__ | O | čt | C | K | A | | _____________________________________________

Historie

Scytale jako nástroj pro šifrování zpráv vynalezli Sparťané ve 3. století před naším letopočtem. E. [3] . Dřívější historické dokumenty však dosvědčují, že samotný pojem měl dlouhou dobu jiný význam a možná i jiný původ ( etymologie ). V ruštině to mohlo mít smysl: „nástroj pro čtení“.

Podle Thomase Kellyho se nejstarší známá písemná zmínka o tomto slově datuje do roku 650 před naším letopočtem. E. a patří řeckému básníkovi Archilochovi [7] . Dochovalo se jen několik řádků, ve kterých je slovo „putování“ použito buď ve významu psané zprávy omotané kolem tyče pro snadnější přepravu, nebo nemá s ručně psanou zprávou vůbec nic společného [8] . Další zmínka se objevuje o 175 let později v Pindar [9] . V ní se tulák používá k předání básně od jedné osoby k druhé, pro kterou byla napsána. Text byl s největší pravděpodobností nezašifrovaný, protože pro to není žádný zjevný důvod:

"... putování je spolehlivý způsob, jak zprostředkovat myšlenky světlovlasých múz..."

Další zmínky o termínu pocházejí z konce 5.-4. století před naším letopočtem. E. [3] [10] . Používá se ve hrách napsaných Aristofanem (Ptáci - 414 př.nl a Lysistrata - 411 př.nl) a Nikofónem (Narození Afrodity). V této době byly Athény a Sparta ve vzájemném nepřátelství ( peloponéská válka (431-404 př. n. l.), nicméně neexistuje žádný spolehlivý důkaz o využití poutníků během války za účelem výměny zašifrovaných zpráv. „Ptáci“, autor zmiňuje, že obyvatelé Athén začali Sparťany v putování napodobovat, ale z Nikifona zbyla jen malá část jeho díla, z níž je obtížné určit přesný význam tohoto termínu, ale rozhodně nemá nic společného s kryptografií [11] .

Řečtí historici Xenofón a Thúkydides , současníci Aristofana a Nikofóna , popsali období 70 let od peloponéské války do roku 362 př.nl. E. - období, kdy se Sparta účastnila téměř všech vojenských konfliktů od Sicílie po Malou Asii . V tomto období byl více než kdy jindy vyžadován komunikační prostředek mezi veliteli vojsk umístěných mimo stát a jejich vlast. Oba historici uvádějí četné příklady použití scytale jako komunikačního prostředku, ale o použití tohoto zařízení jako prostředku ochrany informací není ani zmínka. V „ Historie peloponéské války “ od Thukydida lze nalézt 10 odkazů na komunikaci tohoto druhu. Ve čtyřech případech byly příkazy předány prostřednictvím dopisů a v dalších pěti - ústně. Desátý příklad říká, že poutník byl poslán ze Sparty k členovi rady Pausaniovi , který byl v zahraničí na neoficiální návštěvě. Je také známo, že Pausanias na tuto zprávu odpověděl. Nicméně ani v tomto případě neexistují důvody pro to, abychom tuláka považovali za prostředek kryptoochrany o půl století později. Pro samotného Thukydida „putování“ znamenalo jednoduše prostý text bez jakéhokoli kódování [10] .

Xenofóntovy Dějiny Řecka zmiňují osmnáct případů komunikace mezi veliteli mimo město a vládci Sparty. U 11 z nich nelze určit, jakým způsobem byly zprávy předány, u dalších 6 je jasně uvedeno, že objednávky byly doručeny ústně. 18. příklad říká, že zpráva byla napsána a obsahovala následující řádky [12] :

„Klabiny jsou mrtvé. Mindar zemřela. Posádka hladoví. Jak to nemůžeme vědět"

Je známo, že tato zpráva se do Sparty nedostala, Athéňané ji zachytili a dokázali ji přečíst. Neexistuje však ani přímý údaj o tom, jak byl přenášen – v prostém textu nebo šifrovaně.

Xenofón poprvé používá termín „putování“ ve vztahu k událostem roku 397 př.n.l. e., když se sparťanští představitelé dozvěděli, že se jistý Kinadon rozhodl provést převrat a chopit se moci. Aby se ho zmocnili mimo město, aniž by vzbudil pozornost, poslali ho do Avlonu pod záminkou, že odtamtud přivedou lidi, jejichž jména byla napsána na scytale, která mu byla dána [13] . V dalších dvou případech používá Xenofón tento termín ve významu „zpráva“ [14] .

Termín „tuláci“ je také nepřímo zmíněn ve spisech byzantského učence Fotia ( cca . Používali ho lichváři ve starověké Spartě. Lichvář si nechal jednoho tuláka s podmínkami smlouvy u sebe a druhý zůstal u druhého účastníka transakce. Další poutník jako druh zařízení se nachází v dílech nejslavnějšího studenta Aristotela - Theofrasta . V jeho výkladu to bylo použito v procesech, aby se zabránilo nespravedlivému zacházení s obžalovanými. Tato zmínka je však tak letmá, že je těžké posoudit míru významnosti tuláků [15] .

První starověký spisovatel, který věřil, že tulák byl používán ve starověké Spartě jako prostředek k ochraně informací, byl vedoucí Alexandrijské knihovny Apollonius z Rhodu (polovina III. století před naším letopočtem). Na základě toho, co učinil takový závěr, není s jistotou známo, ale byla to jeho definice, která získala všeobecné uznání [16] . O něco později bylo napsáno další pojednání – „O notoricky známé palici na zprávy“, gramatika Aristofana Byzantského (přibližně 257–180 př. n. l.), který byl také ředitelem Alexandrijské knihovny a v té době byl jedním z většina učených lidí své doby [17] , nicméně její definice nebyla široce používána a další odkazy na tuláky ji již implikovaly jako zařízení pro kódování informací.

Popis díla poutníků od Plutarcha (50-120 n. l.):

A putování je to, co to je. Eforové posílají na místo služby náčelníka flotily nebo pozemních sil dvě kulaté tyče přesně stejné délky a tloušťky. Jednu si nechají pro sebe, druhou dávají odcházejícím. Těmto hůlkám se říká tuláci. Když eforové potřebují prozradit nějaké důležité tajemství, vystřihnou dlouhý a úzký proužek papyru jako opasek, omotají ho kolem svého poutníka a nezanechají na něm jedinou mezeru, takže celý povrch tyčinky je pokryt tento pás. Pak nechají papyrus na vandru tak, jak je, napíšou na něj, co potřebují, a po napsání proužek odstraní a bez palice pošlou veliteli. Vzhledem k tomu, že písmena na něm stojí bez jakékoli souvislosti, ale jsou neuspořádaně roztroušená, může číst to, co je napsáno, pouze tak, že vezme svůj poutník a omotá kolem něj nastříhaný proužek a jeho zákruty umístí ve stejném pořadí, takže pohybem očí hůl a přechod z předchozího na další, mějte před sebou koherentní zprávu. Proužek papyru se nazývá, jako dřevěná tyč, "putování", stejně jako se měřený předmět nazývá podle míry.

- Plutarch , srovnávací životy ( Lysander ); za. M. E. Sergeenko

Komentáře

  1. ↑ Průměr hůlky byl obvykle brán jako šifrovací klíč a byl znám oběma stranám.
  2. ↑ Diagram za tímto odstavcem ukazuje tabulku. Počet písmen v řádku tabulky je určen délkou tyče
  3. ↑ Zpráva se píše zleva doprava. Po dosažení pravého konce tyčinky se otočí kolem své osy a psaní pokračuje stejným směrem - od levého konce tyčinky doprava
  4. ↑ Čtení se provádí po sloupcích shora dolů, počínaje od sloupce zcela vlevo výsledné tabulky
  5. ↑ Určeno průměrem tyče

Poznámky

  1. ↑ Historie . American Cryptogram Association. Staženo 3. listopadu 2016. Archivováno z originálu 4. listopadu 2016.
  2. ↑ 1 2 Semenenko, 2010, str. 180
  3. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Dorichenko, 1994, str. 15-19
  4. ↑ 1 2 3 Semenenko, 2010, str. 191-200
  5. ↑ Edgar Allan Poe. Pár slov o tajném psaní. - C. první dva odstavce.
  6. ↑ Semenenko, 2010, str. 199
  7. ↑ Diels, 1934, str. 69
  8. ↑ Překlad je překladem Johna M. Edmondse. Greek Elegy and Iambus 2 / William Heinemann Ltd a Cambridge, Mass. - London: Harvard University Press, 1961. - S. 145.
  9. ↑ Překlad je překladem Johna E. Sundays. Pindar / William Heinemann Ltd a Cambridge, Mass. - Londýn: Harvard University Press, 1961. - S. 64-65.
  10. ↑ 1 2 Thukydides. Historie I. 131. 1.
  11. ↑ Kelly, 1998 , pp. 244-260.
  12. ↑ Xenofón, Řecké dějiny I. 1. 15-27.
  13. ↑ Xenofón, Řecké dějiny III. 3.7.
  14. ↑ Xenofón, Řecké dějiny V. 2. 37-40.
  15. ↑ Překladb je překladem JJKeaneyho. Theophrastus o řeckém soudním procesu / Americká filologická asociace. - 1974. - S. str. 179-194.
  16. ↑ Školní encyklopedie „Russika“. Dějiny starověkého světa, s.502 - 520
  17. ↑ Kelly, 1998 , str. 254.

Literatura

Odkazy