Baconova šifra

Baconova šifra (neboli „ dvojpísmenná šifra “ [1] ) je metoda skrývání tajné zprávy , kterou vynalezl Francis Bacon na počátku 17. století . Vyvinul šifry, které by umožnily přenášet tajné zprávy v prostém textu, aniž by o těchto zprávách někdo věděl. Šifra je založena na binárním kódování abecedy se znaky „A“ a „B“, které lze porovnat s „0“ a „1“. Poté je tajná zpráva „skryta“ v prostém textu pomocí jedné z metod skrytí zprávy [2] .

Baconova šifra souvisí s tzv. Shakespearovou otázkou . O autorství řady děl Williama Shakespeara existuje řada dosud neprokázaných spekulací . Včetně, podle „ baconovské verze “, autorem Shakespearových her byl Francis Bacon [1] [3] [4] [5] .

Hlavní myšlenka

Šifru poprvé nalézáme v Baconově díle: „On the Multiplication of Sciences“ (1605) a je podrobněji popsána v eseji „On the Dignity and Multiplication of Sciences“ (1623) [1] . F. Bacon ve svých spisech formuloval tři požadavky, které musí splňovat každá „dobrá“ šifra [1] . To by mělo být:

1. Nekomplikované a snadno se s ním pracuje.
2. Spolehlivé a nerozluštitelné.
3. Pokud je to možné, nevzbuzujte žádné podezření.

Šifra s třetí vlastností je „tajná“ – to znamená, že o její existenci nikdo neví. Na vytvoření právě takových šifer pracoval F. Bacon. V důsledku toho dospěl přibližně k následující metodě šifrování [2] :

• Je přijata tajná zpráva.
• Vybere se způsob kódování (tedy pravidlo, podle kterého bude každému písmenu abecedy přiřazena určitá sada znaků) a zpráva se zašifruje.
• Zvolí se způsob skrytí zprávy (tedy pravidlo, podle kterého se znaky zašifrované zprávy přiřadí dalším písmenům či slovům abecedy) a získá se finální text.

Pro implementaci základního principu steganografie (tedy skrytí faktu existence tajné zprávy) [6] , musí mít výsledný text nějaký konkrétní význam a nesmí vypadat jako libovolný soubor znaků. Vytvoření takového „smysluplného“ textu je při kódování pomocí Baconovy šifry časově nejnáročnější. .

Metody kódování

Pro kódování zpráv navrhl Francis Bacon nahradit každé písmeno textu skupinou pěti znaků „A“ nebo „B“ (protože sekvence pěti binárních znaků může zakódovat 2 5 = 32 znaků, což stačí k zašifrování 26 písmen anglické abecedy) [2] . To lze provést několika způsoby:

Abecední metoda

V době Francise Bacona se anglická abeceda skládala z 24 písmen, protože písmena " I " a " J ", stejně jako " U " a " V " byla nerozeznatelná ve dvojicích a byla používána jedna místo písmen druhý [2] .

Varianta Baconovy šifry pomocí moderní anglické abecedy:

Cyklické posloupnosti

Kromě sestavení abecedy šifry existuje i složitější metoda párování písmen s posloupnostmi 5 znaků „A“ a „B“ [7] .

Nechť existuje řetězec 32 znaků tak, aby v něm nebyly žádné opakující se bloky o 5 prvcích. Například:

aaaaabbbbbbabbbbaabbababbaaababaab

.

Lze ji považovat za cyklickou, spojující začátek s koncem. Pro názornost je tento řetěz znázorněn jako prsten se symboly. Naproti každému znaku je písmeno anglické abecedy. Pro znaky ponechané bez písmen se přidávají čísla od 1 do 6. Nyní bude tento řetězec použit jako klíč pro kódování písmen anglické abecedy [7] .

Každé písmeno bude zakódováno jako řetězec 5 znaků, počínaje tímto písmenem (ve směru nebo proti směru hodinových ručiček). Například pro písmeno "R" dostaneme řetězec: babab , pro "K" - abbba atd.

Způsoby, jak skrýt zprávu

Existuje mnoho způsobů, jak skrýt tajnou zprávu v prostém textu. Zde jsou některé z nich:

Metoda 1

Navrhl to sám Francis Bacon. Nechť text používá dva různé typografické fonty: jeden pro kódování znaku „A“, druhý pro „B“ [2] . V nejjednodušším případě můžete místo "A" napsat kurzíva a místo "B" rovná písmena. Například příjmení:

B jako n

BAAAB

bude odpovídat písmenu "S".

Příkladem použití takové metody je úryvek z dopisu  (latinsky) [1]  (ruština) (56 př. n. l.) Cicera , citovaný Baconem ve svých spisech [8] .

V souladu se dvěma typografickými fonty použitými v pasáži jsou všechna písmena textu dopisu nahrazena znaky „A“ a „B“. Výsledkem je šifrovaný text:

Všechno je ztraceno. Mindar je zabita. Potravinové zásoby vojáků jsou vyčerpány. Nemůžeme získat proviant, a proto zde nemůžeme déle zůstat.

Metoda 2

Běžná fráze:

přichází dlouho očekávaná zima

Text je rozdělen na 5 písmen, mezery jsou odstraněny:

votin astup ilado lgozhd annaya zima

Velkým písmenům v textu je přiřazen symbol "B" a malým písmenům - "A" [7] . Dostanete zprávu jako:

AAAAB AAAAA AAABA ABBAB ABBAA

Při použití možnosti kódování první abecedy se získá tajná zpráva:

slanina

Metoda 3

Nyní je pravidlo následující: písmena abecedy od „A“ do „M“ odpovídají „A“ a písmena od „N“ do „Z“ odpovídají znaku „B“ [7] . Tajná zpráva je zašifrována takto:

Nastavil jsem židli správně.

A BAB BAA AAAAB BAAAB

Posloupnost znaků je rozdělena na části po 5 částech:

ABABB AAAAA ABBAA AB

Poslední 2 znaky jsou zahozeny, poté se podle první varianty kódování abecedy získá tajná zpráva:

muž

Tato metoda šifrování je složitější než druhá a šifrovaná zpráva není tak zřejmá.

Metoda 4

Nyní zvažte následující pravidlo: písmena na lichých místech v abecedě (a, c, e…) budou shodná se symbolem „A“, na sudých pozicích (b, d, f…) — s „B“ [7] .

S touto metodou skrytí textu slovo:

nůž

ABABA

bude kódovat písmeno "K".

Nevýhody šifry

• Slabá šifrovací síla  – záludnou částí dešifrování je určit, jak zprávu skrýt. Jakmile je zpráva definována, lze ji snadno abecedně seřadit.
• Délka přenášeného textu je pětinásobkem délky tajné zprávy [7] .
• Výhodou i nevýhodou Baconovy šifry přitom je, že ve stejném šifrovém textu může být skryto více zpráv [7] . Zvažte například následující zprávu:

GkwRt ceUya porrE

Klíčem je cyklická sekvence znaků uvedená výše:

aaaaabbbbbbabbbbaabbababbaaababaab

To znamená, že písmeno "A" je zakódováno jako aaaaa , "B" - aaaab , "C" - aaabb atd.

Nyní písmena na lichých místech v abecedě (a, c, e…) označují znak „A“ a písmena na sudých místech (b, d, f...) - „B“ (Metoda 4), a je získána sekvence binárních znaků, která se v důsledku dešifrování pomocí zvoleného klíče převede na tajnou zprávu [7] :

aaabb aaaaa babba

KOČKA

Pokud písmeno z první poloviny abecedy znamená symbol „A“ a z druhé „B“ (Metoda 3), získá se výraz, který po dešifrování stejným klíčem jako v předchozím případě dává slovo "PES":

aabbb aabba bbbba

PES

A pokud velká písmena představují „A“ a malá písmena představují „B“ (Metoda 2), výsledkem je tajná zpráva „PIG“:

abbab bbabb bbbba

PRASE

Tento příklad ukazuje, že různé zprávy lze získat ze stejného textu různými způsoby.

Bacon a Shakespeare

Podle některých badatelů (říká se jim „Baconists“ nebo „Baconians“) je autorem her Williama Shakespeara Sir Francis Bacon . Nejznámější představitelé „ Baconovy teorie “ jsou: Ignatius Donnelly , Elizabeth Wells Gallup .

Na podporu svých tvrzení uvádějí například následující skutečnost:

• Na náhrobku hrobu Williama Shakespeara lze najít dvoupísmennou pečeť [3] , tedy stejnou šifru, na které pracoval F. Bacon:

Dobrý přítel pro Ježíše, promiň

Chcete-li kopat þE Dust Enclo-Ased He.RE.

Blese be THE Man – náhradní díly TE Stones

A buď, že hýbe mými kostmi.

V dílech W. Shakespeara existuje řada výzkumných prací věnovaných hledání šifrovaných zpráv (včetně využití Baconovy šifry). Mezi nimi jsou následující:

"Velký kryptogram" (1888)

Knihu „The Great Cryptogram“ napsal Ignatius Donnelly , známý politik a spisovatel 19. století ve Spojených státech, a byla vydána v roce 1888. Tvrdil, že díla W. Shakespeara jsou „obrovským steganogramem“ a jejich „kryptoanalýzou“ lze nalézt důkazy, že autorem her je Francis Bacon . I. Donnelly také tvrdil, že F. Bacon nemohl veřejně přiznat své autorství z řady důvodů: vysoké společenské postavení, pověst filozofa, politika a právníka atd. [5] Donnelly ale nepochyboval, že s pomocí steganografii, Bacon vtiskl své autorství do her [4] .

I. Donnelly se pokusil najít „kořenová“ čísla, pomocí kterých chtěl najít klíč k tajným zprávám ve hrách W. Shakespeara. Na základě nepřímých závěrů, které nebyly na stránkách jeho knihy nijak vysvětleny, zvolil I. Donnelly jako „základní“ čísla: 505, 506, 513, 516, 523. Provádění různých matematických operací s těmito čísly (odčítání konstant, násobení činiteli, odečítání počtu slov psaných kurzívou na dané stránce atd.), dostal ze šifrovaného textu číslo údajně označující číslo slova. Autor zároveň neupřesnil, proč se pro získání šifrového textu musí provádět právě takové matematické operace [4] . Takovým matoucím způsobem I. Donnelly vytěžil ze Shakespearových děl následující fráze:

"Shakespeare v těchto hrách nenapsal jediné slovo."

"Já, F. Bacon, jsem autorem těchto her."

atd.

„Velký kryptogram“ byl vystaven tvrdé kritice a navzdory autorově solidní autoritě se prodával. Obyvatel Minnesoty Joseph Pyle napsal svou vlastní knihu – „Tiny cryptogram“, parodující nejen název, ale i metody „kryptoanalýzy“ knihy I. Donnellyho [4] . Pomocí nich Pyle „rozluštil“ následující tajnou zprávu v Hamletovi :

"Donnelly, spisovatel, politik a šarlatán, odhalí tajemství této hry."

Další vyvrácení děl I. Donnellyho napsal jiný občan USA - reverend A. Nicholson [4] . Použil jedno z Donnellyho „kořenových“ čísel a dokonce pracoval na stejných stránkách jako autor Velkého kryptogramu. V důsledku toho Nicholson obdržel následující:

"Pan William Shakespeare napsal tuto hru a pracoval u opony."

Sám Donnelly nikdy nepřestal věřit svým „kryptografickým“ objevům a nadále pracoval na prolamování šifer. V roce 1899 vydal knihu Šifry ve hrách a na náhrobcích, která však neměla u čtenářů úspěch.

"Dvoupísmenná šifra sira Francise Bacona nalezená v jeho spisech a rozluštěná paní Elizabeth Gallupovou" (1899)

Spisovatelka a ředitelka střední školy Elizabeth Wells Gallupová , která vystudovala univerzity Sorbonna a Margburg, byla první z Baconianů, kteří se rozhodli použít dvoupísmennou šifru vynalezenou samotným Baconem k hledání „tajných zpráv“ v dílech Williama . Shakespeare . Gallup ve hrách hledal texty psané různými typografickými fonty a seřadil je abecedně v Baconově šifře. Například prolog ke hře „ Troilus a Cressida “ byl téměř celý napsán kurzívou [4] . V důsledku své práce obdržela E. Gallup následující zašifrované zprávy:  

„Královna Alžběta je moje skutečná matka a já jsem právoplatný dědic trůnu...

…Najděte zašifrovaný příběh obsažený v mých knihách. Vypráví o velkých záhadách, z nichž každá, pokud by byla otevřena, by mě stála život. F. Bacon.

Podle „tajných“ zpráv nalezených E. Gallupem Bacon ukryl rukopisy her na svém londýnském zámku. V roce 1907 se vydala hledat rukopisy, které však nevedly k pozitivnímu výsledku [4] .

"Studie Shakespearových šifer" (1957)

Slavní američtí kryptografové William Friedman a jeho manželka Elizabeth Friedmanová si dali za úkol zjistit, zda někdo neobjevil v Shakespearových dílech „skutečnou šifru“, jejíž otevření by umožnilo zpochybnit Shakespearovo autorství. Friedmanovi slova „skutečná šifra“ rozuměli [4] :

• Původní otevřený text dává smysl
• Výsledek dešifrování je jediný svého druhu (neměl by představovat jednu z několika možností dešifrování)

Friedmanovi ve své knize ( 1957) zhodnotili výzkum mnoha baconistů , jako je Orville Ward Owen , Walter Conrad Arensberg , Edwin Durning -Lawrence a další .  Friedmanovi nenašli žádnou logickou úvahu, která by potvrzovala Baconianovu verzi. Naopak, mnoho z baconistických důkazů bylo zpochybněno [4] .   

Viz také

• Šifra
• Dešifrování
• Steganografie
• Bacon, Francis
• Shakespearova otázka

Poznámky

1. ↑ 1 2 3 4 Gardner, 1992 , str. 21.
2. ↑ 1 2 3 4 5 Gardner, 1992 , s. 22.
3. ↑ 1 2 Babash, Shankin .
4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Kan, 2000 .
5. ↑ 12 Donnelly , 1888 .
6. ↑ Úvodník THG. Steganografie: jak diskrétně skrýt informace? (nedostupný odkaz) (15. března 2008). Získáno 19. listopadu 2012. Archivováno z originálu 31. října 2012. (Ruština) 
7. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Gardner, 1992 , str. 25.
8. ↑ Gardner, 1992 , s. 23.

Literatura

1. Boyle R.,. Baconova šifra // Encyklopedický slovník Brockhause a Efrona  : v 86 svazcích (82 svazcích a 4 dodatečné). - Petrohrad. , 1890-1907.
2. Gardner M. Bacon's Cipher  // Popular Science Physics and Mathematics Journal "Kvant" : Journal. - 1992. - č. 8 . - S. 21-26 . — ISSN 0130-2221 . (Ruština)
3. Babash A. V., Shankin G. P. Next to Cryptography  // ICSI, Katedra kryptografie, přednášky na téma Historie kryptografie: Portál. — ICSI, Katedra kryptografie. (Ruština)
4. David Kahn. Patologická kryptoanalýza // Codebreakers = The Codebreakers - Příběh tajného psaní. - Tsentrpoligraf, 2000. - 480 s. - (Tajná složka). — 10 000 výtisků.  — ISBN 5-227-00678-4 . Archivováno 7. října 2012 na Wayback Machine
5. Donnelly, Ignatius. Část II, Kapitola VII - Důvody pro utajení // Velký kryptogram : Šifra Francise Bacona v tzv. Shakespearových hrách . - Chicago: New York, Londýn, RS, Peale & company, 1888. - S. 246-259. — 1002 s. — ISBN 9780403004195 .