Читать «Американская криптология» онлайн - страница 98

11. Асимметричная криптология

Научные основы криптологии существенно расширили две научных работы, написанной в послевоенные годы прошлого века, а именно: статья американца Клода Элвуда Шеннона (Claude Shannon) «Теория связи в секретных системах» (англ. Communication Theory of Secrecy Systems) и статья советского учёного Владимира Котельникова «Основные положения автоматической шифровки». Эти статьи полностью уничтожили радужные надежды и предубеждения, развеяли мифы и разрушили вековые легенды, а также сняли с криптологии «покров» тайны.

Талантливый инженер Шеннон в 1941 году начал работать в математическом отделении научно-исследовательского центра «Бэл Лэбораториз» (англ. Bell Laboratories — лаборатории Бэлла), сосредоточенного преимущественно на проблемах военных коммуникационных систем и криптографии. Напряженная работа в этой сфере за годы войны дала самые богатые плоды в мирное время.

В 1948 году он опубликовал свой эпохальный труд «Математическая теория связи». Цель этой работы была практической — как улучшить передачу информации телеграфным или телефонным каналом, который находится под воздействием электрических шумов. При решении этой задачи у Шеннона родился поистине революционный труд, который положил начало целой науке под названием «теория информации».

Следующая эпохальная работа Клода Шеннона «Теория связи в секретных системах» появилась практически одновременно с «теорией информации» и была обнародована в 1949 году. По некоторым причинам она не получила такой же широкий резонанс, поскольку явно опережала свое время сразу на несколько десятилетий. В действительности данная статья представляла собой немного переделанный отчет, подготовленный Шенноном еще в 1945 году.

Мировое значение этого труда заключается в том, что теперь вся история криптологии от античности до настоящего разделяется на два периода: до 1949 года, когда «тайнопись» считалась шаманством, оккультизмом и видом искусства, и после 1949 года, когда криптология стала полноценной прикладной наукой на базе фундаментальной математической теории.

Шеннон доказал, что предложенный Вернамом в 1917 году метод шифрования с применением случайной комбинации знаков (гаммы), объединенный с одноразовым шифрблокнотом, был единственной абсолютно стойкой системой шифрования при условии, что длина ключа равнялась длине самого сообщения. В своей статье он выделил 2 основных принципа, которые используются в шифрах: рассеивание и перемешивание.

Рассеивание — это распространение влияния одного знака открытого текста (или, что более важно, одного знака ключа) на многие знаки шифротекста, что позволяет спрятать статистические особенности текста и, в свою очередь, усложнить восстановление ключа.

Перемешиванием Шеннон назвал использование таких шифрующих превращений, которые осложняют восстановление взаимосвязи между открытым текстом и шифротекстом. Основной идеей его была суперпозиция простых шифров, которые реализуют рассеивание и перемешивание, каждое из которых давало малый прирост сложности дешифровки, но в совокупности можно было получить достаточно стойкую систему.