Криптография

Механическое шифровальное устройство прошлых времен

«Энигма» — переносная шифровальная машина, использовавшаяся для шифрования и дешифрования секретных сообщений. Более точно, «Энигма» — целое семейство электромеханических роторных машин, применявшихся с 20-х годов XX века.

«Энигма» использовалась в коммерческих целях, а также военными службами во многих странах мира, но наибольшее распространение получила в нацистской Германии во время Второй мировой войны[2]. Именно германская военная модель чаще всего является предметом дискуссий.

«Лоренц» — немецкая шифровальная машина, использовавшаяся во время Второй мировой войны для передачи информации по телетайпу. Была разработана компанией C. Lorenz AG в Берлине. Принцип работы машины был основан на поточном шифре Вернама.

Из расшифровок сообщений, переданных с помощью «Энигмы», стало известно, что немцы называли одну из своих систем беспроводной передачи информации по телетайпу «Sägefisch» (с нем. — «рыба-пила»). Из-за этого британские аналитики стали называть закодированный немецкий радиотелеграфный трафик «Фиш» (англ. fish «рыба»). Первый канал, не использовавший азбуку Морзе, они назвали «Танни» (англ. tunny«тунец»). Впоследствии это имя стало использоваться для обозначения машин «Лоренц» и всех сообщений, зашифрованных ими.

В то время как «Энигма» использовалась в основном в полевых условиях, машина «Лоренц» служила для коммуникации высокого уровня, где можно было применять сложное оборудование, обслуживаемое специальным персоналом.

Внешне машина «Лоренц» напоминала «Энигму», поскольку в ней использовался ротор, но работала по другому принципу. Размеры машины составляли 51×46×46 см и она была вспомогательным устройством стандартного телетайпа Лоренца

Без комментариев

дешифровальная машина

Turing Bombe — электронно-механическая дешифровальная машина, созданная в годы Второй мировой войны при участии Алана Тьюринга. Принцип работы заключался в переборе возможных вариантов ключа шифра и попыток расшифровки текста с помощью известной структуры дешифруемого сообщения. Одна машина Bombe одновременно эмулировала действия нескольких десятков машин Enigma. 212 таких машин расшифровывали до 3 тыс. сообщений в день. 

В дальнейшем для дешифровки сообщений использовались ЭВМ. Крупнейший в мире — на момент постройки — компьютер «Колосс» использовался для взлома шифровальной машины «Лоренц», служившей для коммуникации высшего немецкого командования. 

Да, есть мнение, что в области дешифровки мы находимся в тупике технологических возможностей, и борьба проходит в области изучения алгоритмов. Однако не стоит списывать со счетов действие закона Мура и неизбежное появление квантовых компьютеров. Дешифровальные машины не всегда были самыми производительными, что хорошо видно на примере Turing Bombe, участвовавшей во взломе знаменитой «Энигмы», но все криптомашины всегда оставались на пике технологического прогресса. 

Интересная информация

На картинке выше — главный центр мировой криптографии, штаб-квартира Агентства национальной безопасности США. Что именно расположено в этом офисе, кроме командного центра, точно не известно. Да, в самой штаб-квартире сейчас ведется строительство суперкомпьютера стоимостью $ 896 млн. Здесь также находится аналитический центр, имеющий доступ к облачному хранилищу АНБ в нескольких дата-центрах, расположенных в США и Великобритании. Но сюда не водят экскурсии и близко подобраться к территории комплекса нельзя.

На картинке выше — крупнейший дата-центр АНБ (и третий по размеру среди всех дата-центров в мире), строительство которого началось в 2012 году в штате Юта. Под серверы выделены четыре помещения общей площадью 9290 м2, площадь всех административных и технических зданий — 83 613 м2. Центр предназначен для взлома закодированных данных: в первую очередь всей информации в deepnet, а затем финансовой информации, операций с ценными бумагами, коммерческих сделок, иностранных военных и дипломатических тайн, юридических документов, конфиденциальной личной информации. Потенциальный объем информации, который может быть размещен в этом дата-центре, ошеломляет. По оценке экспертов, центр строится для обработки в будущем йоттабайт (!) данных. Другое мнение высказал инженер Internet Archive Paul Vixie: суммарная емкость носителей информации в дата-центре на первом этапе развития займет 3–12 эксабайт.

Если информацию нельзя взломать прямо сейчас, то ее можно расшифровать в будущем — например, с помощью квантовых компьютеров или силами искусственного интеллекта. Но для этого нужно выполнить ряд условий. Сначала информацию нужно где-то хранить и для этого строятся новые дата-центры (как минимум те, о которых мы знаем). Затем нужно настроить способ получения информации. И в этом немалую роль играет Menwith Hill, секретная база, построенная в середине 20 века для слежки за СССР. Сейчас же основная задача станции заключается в перехвате телефонных разговоров и других коммуникаций жителей Европы, России и Ближнего Востока. Согласно документам, обнародованным бывшим сотрудником АНБ Эдвардом Сноуденом, ежедневно на базе обрабатывается более 300 млн телефонных звонков, звонков из мессенджеров и электронных сообщений.

Массивные белые «мячи для гольфа», которые вы видите на горизонте, это 30 мощных антенн проекта FORNSAT (Foreign Satellite interception), предназначенные для перехвата сигналов иностранных спутников связи. На территории имеются и другие объекты и антенны, использующие правительственные спутники США для контроля беспроводной связи на земле — включая мобильные звонки и Wi-Fi трафик. Menwith Hill также позволяет контролировать практически все малые спутниковые земные станции, то есть терминалы с маленькой антенной (VSAT, Very Small Aperture Terminal), используемые в спутниковой связи с начала 90-х годов. 

Интересные тайны

Шифр, нанесенный на китайский золотой слиток. Семь золотых слитков были в 1933 году примерно выданные генералу Ваню в Шанхае. На них нанесены рисунки, китайские письмена и какие зашифрованные сообщения, в том числе латинскими буквами.

Санборн был явно впечатлен вниманием, полученным за годы существования Криптоса, и сделал еще несколько проектов на стыке криптографии и искусства. Монумент «Антиподы» объединяет в себе фрагменты текстов на латинице из Криптоса и кириллицы из проекта «Кириллический проектор». Проектор, наделенный источником света, представлял собой трехметровый полый цилиндр, вся поверхность которого покрыта прорезанными буквами русского алфавита, в которых зашифрованы секретные послания КГБ. Кириллическую часть, в отличие от Криптоса, решить удалось. 

Криптограммы Бейла — три зашифрованных сообщения, которые, как предполагается, содержат сведения о местонахождении клада из двух фургонов золота, серебра и драгоценных камней, зарытого в 1820-х годах под Линчбергом, что в округе Бедфорд, штат Виргиния, партией золотоискателей под руководством Томаса Джефферсона Бейла. Цена не найденного еще кладу в пересчете на современные деньги должен составлять около 30 млн долларов. Загадка криптограмм не раскрыта до сих пор, в частности, спорным остается вопрос о реальном существовании клада.