Как расшифровать криптограмму (c картинками)

Как расшифровать криптограмму (c картинками) На протяжении многих веков люди придумывали хитроумные способы сокрытия информации — шифры, в то время как другие люди придумывали еще более хитроумные способы вскрытия информации — методы взлома. В этом топике я хочу кратко пройтись по наиболее известным классическим методам шифрования и описать технику взлома каждого из них.

Шифр Цезаря

Самый легкий и один из самых известных классических шифров — шифр Цезаря отлично подойдет на роль аперитива.

Шифр Цезаря относится к группе так называемых одноалфавитных шифров подстановки. При использовании шифров этой группы «каждый символ открытого текста заменяется на некоторый, фиксированный при данном ключе символ того же алфавита» wiki.

Способы выбора ключей могут быть различны. В шифре Цезаря ключом служит произвольное число k, выбранное в интервале от 1 до 25. Каждая буква открытого текста заменяется буквой, стоящей на k знаков дальше нее в алфавите. К примеру, пусть ключом будет число 3. Тогда буква A английского алфавита будет заменена буквой D, буква B — буквой E и так далее. Для наглядности зашифруем слово HABRAHABR шифром Цезаря с ключом k=7. Построим таблицу подстановок:

a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z
h i j k l m n o p q r s t u v w x y z a b c d e f g

И заменив каждую букву в тексте получим: C('HABRAHABR', 7) = 'OHIYHOHIY'. При расшифровке каждая буква заменяется буквой, стоящей в алфавите на k знаков раньше: D('OHIYHOHIY', 7) = 'HABRAHABR'.

Криптоанализ шифра Цезаря

Малое пространство ключей (всего 25 вариантов) делает брут-форс самым эффективным и простым вариантом атаки. Для вскрытия необходимо каждую букву шифртекста заменить буквой, стоящей на один знак левее в алфавите. Если в результате этого не удалось получить читаемое сообщение, то необходимо повторить действие, но уже сместив буквы на два знака левее. И так далее, пока в результате не получится читаемый текст.

Аффиный шифр

Рассмотрим немного более интересный одноалфавитный шифр подстановки под названием аффиный шифр. Он тоже реализует простую подстановку, но обеспечивает немного большее пространство ключей по сравнению с шифром Цезаря. В аффинном шифре каждой букве алфавита размера m ставится в соответствие число из диапазона 0… m-1.

Затем при помощи специальной формулы, вычисляется новое число, которое заменит старое в шифртексте. Процесс шифрования можно описать следующей формулой: Как расшифровать криптограмму (c картинками)

где x — номер шифруемой буквы в алфавите; m — размер алфавита; a, b — ключ шифрования.

Для расшифровки вычисляется другая функция: Как расшифровать криптограмму (c картинками)

где a-1 — число обратное a по модулю m. Это значит, что для корректной расшифровки число a должно быть взаимно простым с m.

С учетом этого ограничения вычислим пространство ключей аффиного шифра на примере английского алфавита.

Так как английский алфавит содержит 26 букв, то в качестве a может быть выбрано только взаимно простое с 26 число. Таких чисел всего двенадцать: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 15, 17, 19, 21, 23 и 25.

Число b в свою очередь может принимать любое значение в интервале от 0 до 25, что в итоге дает нам 12*26 = 312 вариантов возможных ключей.

Криптоанализ аффиного шифра

Очевидно, что и в случае аффиного шифра простейшим способом взлома оказывается перебор всех возможных ключей. Но в результате перебора получится 312 различных текстов. Проанализировать такое количество сообщений можно и в ручную, но лучше автоматизировать этот процесс, используя такую характеристику как частота появления букв.

Давно известно, что буквы в естественных языках распределены не равномерно. К примеру, частоты появления букв английского языка в текстах имеют следующие значения:

Как расшифровать криптограмму (c картинками)

Т.е. в английском тексте наиболее встречающимися буквами будут E, T, A. В то время как самыми редкими буквами являются J, Q, Z. Следовательно, посчитав частоту появления каждой буквы в тексте мы можем определить насколько частотная характеристика текста соответствует английскому языку. Для этого необходимо вычислить значение: Как расшифровать криптограмму (c картинками)

где ni — частота i-й буквы алфавита в естественном языке. И fi — частота i-й буквы в шифртексте.

Чем больше значение χ, тем больше вероятность того, что текст написан на естественном языке. Таким образом, для взлома аффиного шифра достаточно перебрать 312 возможных ключей и вычислить значение χ для полученного в результате расшифровки текста. Текст, для которого значение χ окажется максимальным, с большой долей вероятности и является зашифрованным сообщением. Разумеется следует учитывать, что метод не всегда работает с короткими сообщениями, в которых частотные характеристики могут сильно отличатся от характеристик естественного языка.

Шифр простой замены

Очередной шифр, относящийся к группе одноалфавитных шифров подстановки. Ключом шифра служит перемешанный произвольным образом алфавит. Например, ключом может быть следующая последовательность букв: XFQABOLYWJGPMRVIHUSDZKNTEC. При шифровании каждая буква в тексте заменяется по следующему правилу.

Первая буква алфавита замещается первой буквой ключа, вторая буква алфавита — второй буквой ключа и так далее. В нашем примере буква A будет заменена на X, буква B на F. При расшифровке буква сперва ищется в ключе и затем заменяется буквой стоящей в алфавите на той же позиции.

Криптоанализ шифра простой замены

Пространство ключей шифра простой замены огромно и равно количеству перестановок используемого алфавита. Так для английского языка это число составляет 26! = 288. Разумеется наивный перебор всех возможных ключей дело безнадежное и для взлома потребуется более утонченная техника, такая как поиск восхождением к вершине:

  1. Выбирается случайная последовательность букв — основной ключ. Шифртекст расшифровывается с помощью основного ключа. Для получившегося текста вычисляется коэффициент, характеризующий вероятность принадлежности к естественному языку.
  2. Основной ключ подвергается небольшим изменениям (перестановка двух произвольно выбранных букв). Производится расшифровка и вычисляется коэффициент полученного текста.
  3. Если коэффициент выше сохраненного значения, то основной ключ заменяется на модифицированный вариант.
  4. Шаги 2-3 повторяются пока коэффициент не станет постоянным.

Для вычисления коэффициента используется еще одна характеристика естественного языка — частота встречаемости триграмм. Чем ближе текст к английскому языку тем чаще в нем будут встречаться такие триграммы как THE, AND, ING. Суммируя частоты появления в естественном языке всех триграмм, встреченных в тексте получим коэффициент, который с большой долей вероятности определит текст, написанный на естественном языке.

Шифр Полибия

Еще один шифр подстановки. Ключом шифра является квадрат размером 5*5 (для английского языка), содержащий все буквы алфавита, кроме J. Как расшифровать криптограмму (c картинками) При шифровании каждая буква исходного текста замещается парой символов, представляющих номер строки и номер столбца, в которых расположена замещаемая буква. Буква a будет замещена в шифртексте парой BB, буква b — парой EB и так далее. Так как ключ не содержит букву J, перед шифрованием в исходном тексте J следует заменить на I. Например, зашифруем слово HABRAHABR. C('HABRAHABR') = 'AB BB EB DA BB AB BB EB DA'.

Криптоанализ шифра Полибия

Шифр имеет большое пространство ключей (25! = 283 для английского языка). Однако единственное отличие квадрата Полибия от предыдущего шифра заключается в том, что буква исходного текста замещается двумя символами.

Поэтому для атаки можно использовать методику, применяемую при взломе шифра простой замены — поиск восхождением к вершине. В качестве основного ключа выбирается случайный квадрат размером 5*5. В ходе каждой итерации ключ подвергается незначительным изменениям и проверяется насколько распределение триграмм в тексте, полученном в результате расшифровки, соответствует распределению в естественном языке.

Перестановочный шифр

Помимо шифров подстановки, широкое распространение также получили перестановочные шифры. В качестве примера опишем Шифр вертикальной перестановки. В процессе шифрования сообщение записывается в виде таблицы. Количество колонок таблицы определяется размером ключа.

Например, зашифруем сообщение WE ARE DISCOVERED. FLEE AT ONCE с помощью ключа 632415. Так как ключ содержит 6 цифр дополним сообщение до длины кратной 6 произвольно выбранными буквами QKJEU и запишем сообщение в таблицу, содержащую 6 колонок, слева направо: Как расшифровать криптограмму (c картинками) Для получения шифртекста выпишем каждую колонку из таблицы в порядке, определяемом ключом: EVLNE ACDTK ESEAQ ROFOJ DEECU WIREE. При расшифровке текст записывается в таблицу по колонкам сверху вниз в порядке, определяемом ключом.

Читайте также:  Условные знаки объектов на карте. Условные знаки и способы изображения объектов и явлений на географических картах. Урок 8

Криптоанализ перестановочного шифра

Лучшим способом атаки шифра вертикальной перестановки будет полный перебор всех возможных ключей малой длины (до 9 включительно — около 400 000 вариантов). В случае, если перебор не дал желаемых результатов, можно воспользоваться поиском восхождением к вершине. Для каждого возможного значения длины осуществляется поиск наиболее правдоподобного ключа. Для оценки правдоподобности лучше использовать частоту появления триграмм. В результате возвращается ключ, обеспечивающий наиболее близкий к естественному языку текст расшифрованного сообщения.

Шифр Плейфера

Шифр Плейфера — подстановочный шифр, реализующий замену биграмм. Для шифрования необходим ключ, представляющий собой таблицу букв размером 5*5 (без буквы J). Процесс шифрования сводится к поиску биграммы в таблице и замене ее на пару букв, образующих с исходной биграммой прямоугольник.

Рассмотрим, в качестве примера следующую таблицу, образующую ключ шифра Плейфера: Как расшифровать криптограмму (c картинками) Зашифруем пару 'WN'. Буква W расположена в первой строке и первой колонке. А буква N находится во второй строке и третьей колонке. Эти буквы образуют прямоугольник с углами W-E-S-N. Следовательно, при шифровании биграмма WN преобразовывается в биграмму ES. В случае, если буквы расположены в одной строке или колонке, результатом шифрования является биграмма расположенная на одну позицию правее/ниже. Например, биграмма NG преобразовывается в биграмму GP.

Криптоанализ шифра Плейфера

Так как ключ шифра Плейфера представляет собой таблицу, содержащую 25 букв английского алфавита, можно ошибочно предположить, что метод поиска восхождением к вершине — лучший способ взлома данного шифра. К сожалению, этот метод не будет работать. Достигнув определенного уровня соответствия текста, алгоритм застрянет в точке локального максимума и не сможет продолжить поиск.

Чтобы успешно взломать шифр Плейфера лучше воспользоваться алгоритмом имитации отжига.

Отличие алгоритма имитации отжига от поиска восхождением к вершине заключается в том, что последний на пути к правильному решению никогда не принимает в качестве возможного решения более слабые варианты. В то время как алгоритм имитации отжига периодически откатывается назад к менее вероятным решениям, что увеличивает шансы на конечный успех. Суть алгоритма сводится к следующим действиям:

  1. Выбирается случайная последовательность букв — основной-ключ. Шифртекст расшифровывается с помощью основного ключа. Для получившегося текста вычисляется коэффициент, характеризующий вероятность принадлежности к естественному языку.
  2. Основной ключ подвергается небольшим изменениям (перестановка двух произвольно выбранных букв, перестановка столбцов или строк). Производится расшифровка и вычисляется коэффициент полученного текста.
  3. Если коэффициент выше сохраненного значения, то основной ключ заменяется на модифицированный вариант.
  4. В противном случае замена основного ключа на модифицированный происходит с вероятностью, напрямую зависящей от разницы коэффициентов основного и модифицированного ключей.
  5. Шаги 2-4 повторяются около 50 000 раз.

Алгоритм периодически замещает основной ключ, ключом с худшими характеристиками. При этом вероятность замены зависит от разницы характеристик, что не позволяет алгоритму принимать плохие варианты слишком часто. Для расчета коэффициентов, определяющих принадлежность текста к естественному языку лучше всего использовать частоты появления триграмм.

Шифр Виженера

Шифр Виженера относится к группе полиалфавитных шифров подстановки. Это значит, что в зависимости от ключа одна и та же буква открытого текста может быть зашифрована в разные символы. Такая техника шифрования скрывает все частотные характеристики текста и затрудняет криптоанализ.

Шифр Виженера представляет собой последовательность нескольких шифров Цезаря с различными ключами. Продемонстрируем, в качестве примера, шифрование слова HABRAHABR с помощью ключа 123. Запишем ключ под исходным текстом, повторив его требуемое количество раз: Как расшифровать криптограмму (c картинками) Цифры ключа определяют на сколько позиций необходимо сдвинуть букву в алфавите для получения шифртекста. Букву H необходимо сместить на одну позицию — в результате получается буква I, букву A на 2 позиции — буква C, и так далее. Осуществив все подстановки, получим в результате шифртекст: ICESCKBDU.

Криптоанализ шифра Виженера

Первая задача, стоящая при криптоанализе шифра Виженера заключается в нахождении длины, использованного при шифровании, ключа.

Для этого можно воспользоваться индексом совпадений.

Индекс совпадений — число, характеризующее вероятность того, что две произвольно выбранные из текста буквы окажутся одинаковы. Для любого текста индекс совпадений вычисляется по формуле: Как расшифровать криптограмму (c картинками)

где fi — количество появлений i-й буквы алфавита в тексте, а n — количество букв в тексте.

Для английского языка индекс совпадений имеет значение 0.0667, в то время как для случайного набора букв этот показатель равен 0.038. Более того, для текста зашифрованного с помощью одноалфавитной подстановки, индекс совпадений также равен 0.0667. Это объясняется тем, что количество различных букв в тексте остается неизменным. Это свойство используется для нахождения длины ключа шифра Виженера. Из шифртекста по очереди выбираются каждая вторая буквы и для полученного текста считается индекс совпадений. Если результат примерно соответствует индексу совпадений естественного языка, значит длина ключа равна двум. В противном случае из шифртекста выбирается каждая третья буква и опять считается индекс совпадений. Процесс повторяется пока высокое значение индекса совпадений не укажет на длину ключа. Успешность метода объясняется тем, что если длина ключа угадана верно, то выбранные буквы образуют шифртекст, зашифрованный простым шифром Цезаря. И индекс совпадений должен быть приблизительно соответствовать индексу совпадений естественного языка. После того как длина ключа будет найдена взлом сводится к вскрытию нескольких шифров Цезаря. Для этого можно использовать способ, описанный в первом разделе данного топика.

P.S

Исходники всех вышеописанных шифров и атак на них можно посмотреть на GitHub.

Ссылки

1. Криптоанализ классических шифров на сайте practicalcryptography.com. 2. Частотные характеристики английского языка на сайте practicalcryptography.com 3. Описание алгоритма имитации отжига на wikipedia 4. Описание поиска восхождением к вершине на wikipedia

Литературные криптограммы "Книг желанные страницы" (5-7 кл.)

Как расшифровать криптограмму (c картинками)

  • Криптограмма – это шифрованное сообщение.
  • Как расшифровать криптограмму
  • Дорогие ребята!
  • Криптограммы могут быть весёлыми головоломками, тренировкой для ума.
  • С помощью небольших подсказок вы сможете разгадать код, и это занятие принесёт вам много веселья.
  •  Поймите, как работает криптограмма.
  •  Решайте по одной букве.
  •  Сразу записывайте результат.
  •  Если устали, делайте перерывы, пометив карандашом, где вы остановились.
  •  В конце обязательно проверьте получившееся сообщение на наличие ошибок.
  • Пример расшифровки криптограммы:
  • ( *
  • = **
  • !
  • Расшифровка:
  • НЕТ НИЧЕГО ЛУЧШЕ ХОРОШЕЙ КНИГИ!

Внимательно рассмотрите шифр (таблицу) и полученный ответ. Найдите закономерность и разгадайте криптограмму!

ЖЕЛАЮ УСПЕХОВ!

О. В. Сердюк, школьный библиотекарь

  1. Как расшифровать криптограмму (c картинками)Как расшифровать криптограмму (c картинками)
  2. ЛИТЕРАТУРНАЯ КРИПТОГРАММА
  3. 1
  4. «Книг
  5. желанные страницы…»
  6. Горловка,2018
  7. Расшифруйте криптограмму и вспомните автора и название произведения.
  8. Успехов!
  9. * =  (
  10.  ==. *(
  11. ((-(*  *= =.
  12. — (, — = =.
  13. — (, — )=* *((= = ,  *==, * **  =.
  14. —  , — *=#= *=*.
  15. — * =*.

— (* (#? — *= = . — * (# #!

  • —  =, — = =.
  • Расшифровка:
  • _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
  • АВТОР: __________________________________
  • __________________________________
  • НАЗВАНИЕ ПРОИЗВЕДЕНИЯ:
  • __________________________________
  • __________________________________
  • ШИФР
  • КРИПТОГРАММЫ:

1

  1. 12 
  2. 23
  3. 2
  4. 13=
  5. 24 
  6. 3
  7. 14
  8. 25
  9. 4
  10. 15
  11. 26
  12. 5
  13. 16*
  14. 27
  15. 6
  16. 17
  17. 28
  18. 7
  19. 18
  20. 29#
  21. 8)
  22. 19
  23. 30
  24. 9
  25. 20(
  26. 31
  27. 10
  28. 21 
  29. 32 
  30. 11
  31. 22
  32. 33
  33. ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ: знаки препинания не зашифрованы!
Читайте также:  Как сделать эротичные фотографии самой себя

Как расшифровать криптограмму (c картинками) Как расшифровать криптограмму (c картинками)

  • Криптограмма – это шифрованное сообщение.
  • Как расшифровать криптограмму
  • Дорогие ребята!
  • Криптограммы могут быть весёлыми головоломками, тренировкой для ума.

С помощью небольших подсказок вы сможете разгадать код, и это занятие принесёт вам много веселья.

  1.  Поймите, как работает криптограмма.
  2.  Решайте по одной букве.
  3.  Сразу записывайте результат.
  4.  Если устали, делайте перерывы, пометив карандашом, где вы остановились.
  5.  В конце обязательно проверьте получившееся сообщение на наличие ошибок.
  6. Пример расшифровки криптограммы:
  7. ( *
  8. = **
  9. !
  10. Расшифровка:
  11. НЕТ НИЧЕГО ЛУЧШЕ ХОРОШЕЙ КНИГИ!Как расшифровать криптограмму (c картинками)

Внимательно рассмотрите шифр (таблицу) и полученный ответ. Найдите закономерность и разгадайте криптограмму!

ЖЕЛАЮ УСПЕХОВ!

О. В. Сердюк, школьный библиотекарь

Как расшифровать криптограмму (c картинками)

  • ЛИТЕРАТУРНАЯ КРИПТОГРАММА
  • 2
  • «Книг
  • желанные страницы…»
  • Горловка,2018
  • Расшифруйте криптограмму и вспомните автора и название произведения.
  • Успехов!
  • *=*  *=* .
  •  (*  ( = *( *( , (*   **=.  * = *-= **=* **, *(
  • *  =*. =*-*=  =  
  • * ) :   *=  * *(*, *=* =( *)=     *= ( *#.
  • Расшифровка:
  • _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
  • АВТОР: __________________________________
  • __________________________________
  • НАЗВАНИЕ ПРОИЗВЕДЕНИЯ:
  • __________________________________
  • __________________________________
  • ШИФР
  • КРИПТОГРАММЫ:

1

  1. 12 
  2. 23
  3. 2
  4. 13=
  5. 24 
  6. 3
  7. 14
  8. 25
  9. 4
  10. 15
  11. 26
  12. 5
  13. 16*
  14. 27
  15. 6
  16. 17
  17. 28
  18. 7
  19. 18
  20. 29#
  21. 8)
  22. 19
  23. 30
  24. 9
  25. 20(
  26. 31
  27. 10
  28. 21 
  29. 32 
  30. 11
  31. 22
  32. 33
  33. ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ: знаки препинания не зашифрованы!Как расшифровать криптограмму (c картинками)Как расшифровать криптограмму (c картинками)

Как расшифровать криптограмму (c картинками)

  • Криптограмма – это шифрованное сообщение.
  • Как расшифровать криптограмму
  • Дорогие ребята!
  • Криптограммы могут быть весёлыми головоломками, тренировкой для ума.
  • С помощью небольших подсказок вы сможете разгадать код, и это занятие принесёт вам много веселья.
  •  Поймите, как работает криптограмма.
  •  Решайте по одной букве.
  •  Сразу записывайте результат.
  •  Если устали, делайте перерывы, пометив карандашом, где вы остановились.
  •  В конце обязательно проверьте получившееся сообщение на наличие ошибок.
  • Пример расшифровки криптограммы:
  • ( *
  • = **
  • !
  • Расшифровка:
  • НЕТ НИЧЕГО ЛУЧШЕ ХОРОШЕЙ КНИГИ!

Внимательно рассмотрите шифр (таблицу) и полученный ответ. Найдите закономерность и разгадайте криптограмму!

ЖЕЛАЮ УСПЕХОВ!

О. В. Сердюк, школьный библиотекарь

  1. ЛИТЕРАТУРНАЯ КРИПТОГРАММА
  2. 3
  3. «Книг
  4. желанные страницы…»
  5. Горловка,2018

Расшифруйте криптограмму и вспомните автора и название произведения. Успехов!

  • * )
  • =# *((  *
  • =*: ( *, =*  *, **=* * (#=***
  •  (=, (*# =( *

*, ( (, =, *(*# *  *(=, * =, (= * *( , *=*# *=(,  *=*(*, ( =* **=# *(*,    , * *  *, (#  =** *  ( ** . (* *(=* *=  (* , *  =  =,  * #= *#( (*  ( =*!

Расшифровка:

1

  1. 12 
  2. 23
  3. 2
  4. 13=
  5. 24 
  6. 3
  7. 14
  8. 25
  9. 4
  10. 15
  11. 26
  12. 5
  13. 16*
  14. 27
  15. 6
  16. 17
  17. 28
  18. 7
  19. 18
  20. 29#
  21. 8)
  22. 19
  23. 30
  24. 9
  25. 20(
  26. 31
  27. 10
  28. 21 
  29. 32 
  30. 11
  31. 22
  32. 33
  33. ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
  34. ______________________________________________________________________
  35. АВТОР: ________________________________НАЗВАНИЕ ПРОИЗВЕДЕНИЯ:
  36. ___________________________________________________________________
  37. ШИФР КРИПТОГРАММЫ:
  38. ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ: знаки препинания не зашифрованы!

ОТВЕТЫ К КРИПТОГРАММАМ

Ключ к шифру:

1% а

  • 12 J к
  • 23] х
  • 20 б
  • 13= л
  • 246 ц
  • 3{ в
  • 14¶ м
  • 25I ч
  • 4z г
  • 15! н
  • 26_ ш
  • 54 д
  • 16 * о
  • 27u щ
  • 6* е
  • 17m п
  • 28µ ъ
  • 7o ё
  • 18Pр
  • 29# ы
  • 8) ж
  • 19® с
  • 30¿ ь
  • 9h з
  • 20( т
  • 31¬ э
  • 10″ и
  • 21 K у
  • 32 G ю
  • 11& й
  • 22@ ф
  • 33+ я
  • Криптограмма №1.

Он лёг в траву и заплакал. Вот тут-то и появился Лис.

  • Здравствуй, — сказал Лис.
  • Здравствуй, — вежливо ответил Маленький принц, и оглянулся, но никого не увидел.
  • Я здесь, — послышался голос. – Под яблоней.
  • Кто ты? – спросил Маленький принц. – Какой ты красивый!
  • Я Лис, — сказал Лис.
  1. (Антуан де Сент-Экзюпери «Маленький принц»)
  2. Криптограмма №2.
  3. Прошло ещё несколько месяцев.

К этому времени Пятница научился понимать почти всё, что я ему говорил. Сам он изъяснялся по-английски довольно бойко, хотя очень неправильно. Мало-помалу я рассказал ему всю свою жизнь: как я попал на мой остров, сколько лет прожил на нём и как провёл эти годы. (Даниэль Дефо «Робинзон Крузо»)

Криптограмма №3.

Кроме уже перечисленных богатств, у него имелось: двенадцать шариков, сломанная губная гармонка, осколок синего бутылочного стекла, чтобы глядеть сквозь него, пустая катушка, ключ, который ничего не отпирал, кусок мела, хрустальная пробка от графина, оловянный солдатик, пара головастиков, шесть хлопушек, одноглазый котёнок, медная дверная ручка, собачий ошейник без собаки, черенок от ножа, четыре куска апельсиновой корки и старая оконная рама. Том отлично провёл всё это время, ничего не делая и веселясь, а забор был покрыт известкой в три слоя! (Марк Твен «Приключения Тома Сойера»)

10 популярных кодов и шифров

Коды и шифры — не одно и то же: в коде каждое слово заменяется другим, в то время как в шифре заменяются все символы сообщения.

В данной статье мы рассмотрим наиболее популярные способы шифрования, а следующим шагом будет изучение основ криптографии.

  1. Стандартные шифры
  2. Цифровые шифры
  3. Как расшифровать код или шифр?

Стандартные шифры

ROT1

Этот шифр известен многим детям. Ключ прост: каждая буква заменяется на следующую за ней в алфавите. Так, А заменяется на Б, Б — на В, и т. д. Фраза «Уйрйшоьк Рспдсбннйту» — это «Типичный Программист».

Попробуйте расшифровать сообщение:

Лбл еёмб, рспдсбннйту?

Сумели? Напишите в х, что у вас получилось.

Шифр транспонирования

В транспозиционном шифре буквы переставляются по заранее определённому правилу. Например, если каждое слово пишется задом наперед, то из hello world получается dlrow olleh. Другой пример — менять местами каждые две буквы. Таким образом, предыдущее сообщение станет eh ll wo ro dl.

Ещё можно использовать столбчатый шифр транспонирования, в котором каждый символ написан горизонтально с заданной шириной алфавита, а шифр создаётся из символов по вертикали. Пример:

Как расшифровать криптограмму (c картинками)

Из этого способа мы получим шифр holewdlo lr. А вот столбчатая транспозиция, реализованная программно:

def split_len(seq, length):
return [seq[i:i + length] for i in range(0, len(seq), length)]
def encode(key, plaintext):
order = {
int(val): num for num, val in enumerate(key)
}
ciphertext = ''

for index in sorted(order.keys()):
for part in split_len(plaintext, len(key)):
try:ciphertext += part[order[index]]
except IndexError:
continue
return ciphertext
print(encode('3214', 'HELLO'))

Азбука Морзе

Как расшифровать криптограмму (c картинками)

Сможете расшифровать сообщение, используя картинку?

•−− −•− −−− −• −•−• • ••• − •− − −••− •• • ••• − −••− −•• • −−−− •• ••−• •−• •− − −−− •−• −•−−

Шифр Цезаря

Это не один шифр, а целых 26, использующих один принцип. Так, ROT1 — лишь один из вариантов шифра Цезаря. Получателю нужно просто сообщить, какой шаг использовался при шифровании: если ROT2, тогда А заменяется на В, Б на Г и т. д.

А здесь использован шифр Цезаря с шагом 5:

Иербэй йюк ёурбэй нтчйхйцтаъ энщхуж

Моноалфавитная замена

Коды и шифры также делятся на подгруппы. Например, ROT1, азбука Морзе, шифр Цезаря относятся к моноалфавитной замене: каждая буква заменяется на одну и только одну букву или символ. Такие шифры очень легко расшифровываются с помощью частотного анализа.

Читайте также:  Сшить чехол на нож. Мастерим кожаный чехол для ножа

Например, наиболее часто встречающаяся буква в английском алфавите — «E». Таким образом, в тексте, зашифрованном моноалфавитным шрифтом, наиболее часто встречающейся буквой будет буква, соответствующая «E». Вторая наиболее часто встречающаяся буква — это «T», а третья — «А».

Однако этот принцип работает только для длинных сообщений. Короткие просто не содержат в себе достаточно слов.

Шифр Виженера

Как расшифровать криптограмму (c картинками)

Представим, что есть таблица по типу той, что на картинке, и ключевое слово «CHAIR». Шифр Виженера использует принцип шифра Цезаря, только каждая буква меняется в соответствии с кодовым словом.

В нашем случае первая буква послания будет зашифрована согласно шифровальному алфавиту для первой буквы кодового слова «С», вторая буква — для «H», etc. Если послание длиннее кодового слова, то для (k*n+1)-ой буквы, где n — длина кодового слова, вновь будет использован алфавит для первой буквы кодового слова.

Чтобы расшифровать шифр Виженера, для начала угадывают длину кодового слова и применяют частотный анализ к каждой n-ной букве послания.

Попробуйте расшифровать эту фразу самостоятельно:

зюм иэлруй южжуглёнъ

Подсказка длина кодового слова — 4.

Шифр Энигмы

Энигма — это машина, которая использовалась нацистами во времена Второй Мировой для шифрования сообщений.

Есть несколько колёс и клавиатура. На экране оператору показывалась буква, которой шифровалась соответствующая буква на клавиатуре. То, какой будет зашифрованная буква, зависело от начальной конфигурации колес.

Существовало более ста триллионов возможных комбинаций колёс, и со временем набора текста колеса сдвигались сами, так что шифр менялся на протяжении всего сообщения.

Цифровые шифры

В отличие от шифровки текста алфавитом и символами, здесь используются цифры. Рассказываем о способах и о том, как расшифровать цифровой код.

Двоичный код

Текстовые данные вполне можно хранить и передавать в двоичном коде. В этом случае по таблице символов (чаще всего ASCII) каждое простое число из предыдущего шага сопоставляется с буквой: 01100001 = 97 = «a», 01100010 = 98 = «b», etc. При этом важно соблюдение регистра.

Расшифруйте следующее сообщение, в котором использована кириллица:

110100001001101011010000101111101101000010110100

Шифр A1Z26

Это простая подстановка, где каждая буква заменена её порядковым номером в алфавите. Только нижний регистр.

Попробуйте определить, что здесь написано:

Как дешифровать простейшую криптограмму?

А однажды решение этой задачи понадобилось мне на практике. Мой компьютер отказывался загружаться, выдавая какое-то сообщение в другой кодировке, так что прочесть можно было лишь слово Windows.

Чтобы понять, что происходит, надо было дешифровать сообщение безо всяких подручных средств (компьютер-то был один и он не загружался!). Через 5 минут сообщение было прочитано и компьютер заработал.

Так что навык этот может пригодиться в самых неожиданных жизненных ситуациях, далёких от шпионажа, детективных историй, заговоров и банковского дела. Короче говоря, от всего, чем занимается древняя наука криптография. Например, он поможет разобрать письмо с неразборчивым почерком.

Простейший шифр представляет собой замену каждой буквы алфавита определённым символом, в том числе и другой буквой алфавита. При этом сохраняется порядок следования букв, интервалы между словами, а между набором символов и алфавитом устанавливается взаимно-однозначное соответствие (ключ к шифру).

При дешифровке в отсутствие ключа крайне желательно иметь хоть какую-то информацию о содержании сообщения — имя отправителя или адресата, место отправления или назначения, имена, явки, пароли… Это позволяет получить хотя бы небольшой кусок ключа — соответствие нескольких букв и знаков шифра. Сообщение может начинаться с приветствия, а заканчиваться подписью. Пробуем сопоставить последнее слово с именем отправителя, а первое — со стандартными приветствиями типа «Привет», «Здравствуйте» и т. п.

Далее следует провести частотно-предложный анализ. Частотный анализ заключается в том, что мы ранжируем символы шифра по частоте появления в тексте.

Наиболее часто встречающиеся буквы алфавита — «о», «в», «а», «е», «н», «и» и т. д. Скорее всего лидеры по частотам — именно эти буквы.

А предложный анализ заключается в том, что слова из одной, двух и трёх букв скорее всего являются предлогами, частицами или союзами — «в», «на», «не» и т. д.

Теперь переходим к частотно-предложному анализу: смотрим, какие из наиболее часто встречающихся символов выпадают на самые короткие слова, и сопоставляем их с предлогами, частицами и союзами.

Кстати, стоит обратить внимание и на наиболее редко встречающиеся символы. Возможно, это редкие буквы русского языка — «ь», «ъ», «щ», «ф», «ю», «э» и т. п. Некоторые шифровщики игнорируют букву «ё», заменяя её на «е». Тогда слово из двух одинаковых символов стопроцентно будет «её».

Анализируя трёхбуквенные слова, обратите внимание на те, у которых первая буква совпадает с последней. Это с высокой степенью вероятности «оно», «или», «ага», «ого» или «ещё». Для однобуквенных слов выбор тоже невелик: «а», «в», «ж», «и», «к», «о», «с», «у», «я».

Чем больше мы раскрываем элементов ключа, тем легче идёт дальнейший процесс дешифровки.

Если в качестве символов выступают буквы алфавита, то код может являться так называемым Кодом Цезаря. Код Цезаря получается смещением всех букв на определённое количество позиций. Например, вместо А ставится Г, вместо Б — Д, и т. д. Концовка замыкается: вместо Э — А, вместо Ю — Б, вместо Я — В.

  • Кстати, при попытке прочтения страницы в Интернете, написанной в кодировке КОИ-8 с настройками браузера Win1251, мы имеем как раз этот случай, правда, количество позиций смещения различно для первой и для второй половины алфавита.

Если вы обнаружите, что использован Код Цезаря, значит, задача ваша упрощается во много раз! Действительно, вам достаточно дешифровать лишь две буквы, что даст вам величину и направление смещения, а дальше весь ключ раскрывается сам.

Облегчают вашу жизнь и знаки препинания, если они оставлены не зашифрованными. Обратите внимание на выделенные запятыми вводные слова, на кавычки (там наверняка какое-то название, имя собственное, которое вы можете знать), на дефисы в сочетании с короткими словами («кое-что», «как-нибудь» и т. п.).

Код может быть усложнён добавлением «мусора». Например, читать надо каждое 5-е слово или каждый раз пропускать на одно слово больше.

Мусорные слова можно выделить по невозможным сочетаниям букв, например «щщ» или «аь». Впрочем, мусорные слова могут быть и вполне легальными, тогда надо исходить только из смысла фразы.

Придётся пройтись по всем последовательностям: через слово, задом наперёд и т. д.

Если в слове вы раскрыли несколько букв, можно воспользоваться программой для решения кроссвордов. Такая возможность есть, например, в электронной игре «Эрудит».

Программа выдаст вам список возможных слов с этими буквами на заданных местах. Конечно, использование компьютера намного облегчает работу, даже если у вас нет специальных программ-дешифровщиков.

Вы можете пользоваться глобальной заменой символов в тексте, откатывать изменения и многое другое.

Если прояснился какой-либо фрагмент текста, вы уже можете определиться с предметной областью шифровки и сделать целенаправленный поиск среди оставшихся частей специализированных терминов из этой области. Например, если вы нашли слово «логарифм», ищите «экспонента», «интеграл» и т. п.

Желаю вам успеха в нелёгком, но безумно интересном деле дешифровки текстов.

Гтждп гбн епвспдп!

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector