Зачем нужно шифрование?

Шифрование до конца

К сожалению, многие правительства и другие организации действительно не любят шифрование. Они ненавидят его по тем же причинам, по которым мы считаем его фантастическим: он сохраняет конфиденциальность вашего общения и, в немалой степени, помогает функционированию Интернета.

Без него Интернет стал бы чрезвычайно опасным местом. Вы, конечно же, не будете завершать онлайн-банкинг, покупать новые тапочки на Amazon или рассказывать врачу, что с вами не так.

На первый взгляд терминология шифрования и шифрования кажется сложной. Я не буду лгать; математическая основа шифрования иногда бывает сложной. Но вы все равно можете оценить шифрование без цифр, и само по себе это действительно полезно.

Если вы хотите начать шифрование своего цифрового мира, попробуйте самые простые способы шифрования своей повседневной жизни с минимальными усилиями.

Множественные смещения (шифрование по Виженеру)

До сих пор мы использовали одно значение сдвига (ключ) для сдвига всех символов в строках на одинаковое количество позиций.

Мы также можем попробовать вариант, в котором мы будем использовать не одну клавишу, а последовательность клавиш для выполнения различных сдвигов в разных позициях текста.

Например, допустим, мы используем последовательность из 4 клавиш: 1,5,2,3] При таком методе наш первый символ в тексте сдвинется на одну позицию, второй – на пять позиций,

третий символ на две позиции, четвертый на три позиции, а затем снова пятый символ будет сдвинут на одну позицию, и так далее.

Это улучшенная версия шифра Цезаря, которая называется шифром Виженера.

Давайте применим шифр Виженера на практике.

Функция выполняет как шифрование, так и дешифрование, в зависимости от значения булевого параметра “decrypt”.

Мы отслеживаем общее количество зашифрованных/расшифрованных строчных букв с помощью переменной i, используем ее с оператором modulus, чтобы определить, какой ключ из списка использовать следующим.

Обратите внимание, что мы сделали операцию сдвига очень компактной; это эквивалентно многоэтапному процессу преобразования между Unicode и символьными значениями и вычисления сдвига, который мы видели ранее. Давайте попробуем использовать эту функцию на примере другого простого текста:

Давайте попробуем использовать эту функцию на примере другого простого текста:

Здесь мы выполняем шифрование, используя ключи , и, как и ожидалось, первый символ “w” был сдвинут на одну позицию к “x”,

второй символ “e” сдвинут на две позиции к “g”; третий символ “w” сдвинут на три позиции к “z”.

Этот процесс повторяется со следующими символами.

Выполните процесс расшифровки с теми же ключами и посмотрите, сможете ли вы снова восстановить исходное заявление.

Никто не смог. Попробуйте вы

Зашифрованные публичные послания дразнят нас своей интригой. Некоторые из них до сих пор остаются неразгаданными. Вот они:

Манускрипт Войнича

Это 240-страничная книга, написанная на абсолютно неизвестном языке с цветными рисунками и странными диаграммами, изображениями невероятных событий и растений, которые не похожи ни на один известный вид.

Криптос. Скульптура, созданная художником Джимом Санборном, которая расположена перед штаб-квартирой Центрального разведывательного управления в Лэнгли, Вирджиния. Скульптура содержит в себе четыре шифровки, вскрыть код четвёртой не удаётся до сих пор. В 2010 году было раскрыто, что символы 64-69 NYPVTT в четвёртой части означают слово БЕРЛИН.

Шифр Бэйла — это комплект из трёх шифровок, которые, предположительно, раскрывают местонахождение одного из величайших захороненных сокровищ в американской истории: многих тысяч фунтов золота, серебра и драгоценных камней.

Теперь, когда вы прочитали статью, то наверняка сможете разгадать три простых шифра.

Ответ:

1) Блюдечко

2) Слоненку все надоело

3) Хорошая погода

История, которой уже 4 тыс. лет

Само по себе понятие «шифрование» впервые появилось еще около 4 тыс. лет назад. Простейшим способом шифрования пользовались еще с 3-го тысячелетия до н.э.

При написании письма, буквы менялись местами. Скажем, «А» соответствовала букве «Т», «Б» менялась на «У», «В» на «Ф» и так далее.

В результате, сообщение превращалось в, казалось бы, несвязный набор букв, расшифровать который могла лишь получающее сообщение сторона. Именно там знали, какая буква менялась на какую.

Забавно, но именно такой примитивный метод по сути являлся первым ключом шифрования.

В 479 году до н.э. спартанцы получили несколько деревянных табличек, покрытых восков

На них было важное зашифрованное послание о предстоящем нападении персов. Об этом случае упоминает древнегреческие историк Геродот

Передача информации с возможностью сокрытия от посторонних глаз впервые остро понадобилась именно в военной отрасли.

Криптографический цилиндр Томаса Джеферсона

Спустя много веков для криптографии наступит новый период с использованием полиалфавитных шрифтов. Их принцип был подобным, но более запутанным из-за использования нескольких алфавитов.

Печатная машинка с механическим алгоритмом шифрования.

В первой половине XX века стали использовать электромеханический метод шифрования при помощи хитроумных устройств — шифровальщиков. И, наконец, с 70-х годов XX века за шифровку взялись компьютеры.

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:

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:

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

Азбука Морзе

В азбуке Морзе каждая буква алфавита, цифры и наиболее важные знаки препинания имеют свой код, состоящий из череды коротких и длинных сигналов:Чаще всего это шифрование передаётся световыми или звуковыми сигналами.

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:

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.

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

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:

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.

Хеш

Когда веб-сайт шифрует ваш пароль, он использует алгоритм шифрования для преобразования вашего открытого текста в хэш. Хэш отличается от шифрования тем, что после хеширования данных их нельзя расшифровать. Вернее, крайне сложно.

Хеширование действительно полезно, когда вам нужно проверить что-то на подлинность, но не перечитывать. В этом случае хеширование паролей предлагает некоторую защиту от атак грубой силы (когда злоумышленник пробует все возможные комбинации паролей).

Возможно, вы даже слышали о некоторых распространенных алгоритмах хеширования, таких как MD5, SHA, SHA-1 и SHA-2. Некоторые из них сильнее других, а некоторые, например MD5, совершенно уязвимы. Например, если вы перейдете на сайт MD5 онлайн, вы заметите, что у них есть 123 255 542 234 слова в их базе хэшей MD5. Продолжай, попытайся.

• Выберите MD5 Encrypt в верхнем меню.
• Введите свой пароль, нажмите «Зашифровать» и просмотрите хэш MD5.
• Выберите хэш, нажмите Ctrl + C, чтобы скопировать хеш, и выберите «Расшифровка MD5» в верхнем меню.
• Выделите поле и нажмите Ctrl + V, чтобы вставить хеш.
• Заполните CAPTCHA и нажмите Decrypt.

Как видите, хешированный пароль автоматически не означает, что он безопасен (конечно, в зависимости от выбранного вами пароля). Но есть дополнительные функции шифрования, повышающие безопасность.

oTranscribe

Бесплатное веб‑приложение, которое позволяет слушать запись интервью и одновременно набирать текст в том же окне. Вы можете загрузить аудио- или видеозапись или указать ссылку на YouTube, а затем управлять скоростью воспроизведения речи, ставить диалог на паузу или быстро перематывать его вперёд и назад, не отрывая рук от клавиатуры.

Особенно удобным навигацию по тексту делают интерактивные временные метки: нажимаете на кнопку и оставляете закладку на нужном фрагменте аудио или видео. Готовый текст можно экспортировать в Markdown или «Google Документы».

Открыть oTranscribe →

Эпоха шифровальных машин

Промышленная революция не обошла вниманием и криптографию. Около 1790 года один из отцов – основателей США Томас Джефферсон создал дисковый шифр, прозванный позже цилиндром Джефферсона

Этот прибор, основанный на роторной системе, позволил автоматизировать процесс шифрования и стал первым криптоустройством Нового времени. 

Шифровальный цилиндр Томаса Джефферсона

Большое влияние на шифровальное дело оказало изобретение телеграфа. Прежние шифры вмиг перестали работать, при этом потребность в качественном шифровании только возрастала в связи с чередой крупных военных конфликтов. В XIX-XX веках основные импульсы для развития криптографии давала именно военная сфера. С 1854 года британские военные применяют шифр Плейфера, в основе которого – шифрование биграмм, или пар символов. Этот шифр использовался до начала Второй мировой войны. 

Во Второй мировой войне противники уже использовали мобильные электромеханические шифраторы, шифры которых считались нераскрываемыми. Устройства были роторными или на цевочных дисках. К первым относилась знаменитая машина «Энигма», которой пользовались нацисты, ко вторым – американская машина M-209. 

Принцип работы «Энигмы» заключался в следующем: при каждом нажатии на клавишу с буквой алфавита в движение приходили один или несколько роторов. Буква изменялась несколько раз по принципу шифра Цезаря, и в окошке выдавался результат. Шифры «Энигмы» считались самыми стойкими для взлома, так как количество ее комбинаций достигало 15 квадриллионов. Однако код «Энигмы» все же был расшифрован, сперва польскими криптографами в 1932 году, а затем английским ученым Аланом Тьюрингом, создавшим машину для расшифровки сообщений «Энигмы» под названием «Бомба». Комплекс из 210 таких машин позволял англичанам расшифровывать до 3 тыс. военных сообщений нацистов в сутки и внес большой вклад в победу союзников. 

Роторы «Энигмы» в собранном состоянии. Фото: wikimedia.org

О советских шифровальных машинах известно мало, так как до последнего времени информация о них была засекречена. Например, до 1990-х годов в СССР и союзных странах использовалась роторная шифровальная машина «Фиалка». В отличие от «Энигмы» и других устройств, в ней использовались 10 роторов, а информация выводилась на бумажную ленту.
 

История и использование

Шифр Цезаря назван в честь Юлия Цезаря , который использовал алфавит, в котором расшифровка сдвигала три буквы влево.

Шифр Цезаря назван в честь Юлия Цезаря , который, согласно Светонию , использовал его со сдвигом на три (A становится D при шифровании, а D становится A при дешифровании) для защиты сообщений, имеющих военное значение. Хотя Цезарь был первым зарегистрированным применением этой схемы, известно, что другие шифры подстановки использовались и раньше.

Его племянник, Август , также использовал шифр, но со сдвигом вправо на единицу, и он не переходил в начало алфавита:

Существуют свидетельства того, что Юлий Цезарь также использовал более сложные системы, и один писатель, Авл Геллий , ссылается на (ныне утерянный) трактат о своих шифрах:

Неизвестно, насколько эффективным был шифр Цезаря в то время, но он, вероятно, был достаточно надежным, не в последнюю очередь потому, что большинство врагов Цезаря были неграмотными, а другие предположили, что сообщения были написаны на неизвестном иностранном языке. В то время нет никаких записей о каких-либо методах решения простых подстановочных шифров. Самые ранние сохранившиеся записи относятся к работам Аль-Кинди 9-го века в арабском мире с открытием частотного анализа .

Шифр Цезаря со сдвигом на единицу используется на обратной стороне мезузы для шифрования имен Бога . Это может быть пережитком более ранних времен, когда евреям не разрешалось есть мезузот. Сами буквы криптограммы содержат религиозно значимое «божественное имя», которое, согласно православной вере, сдерживает силы зла.

В 19 веке раздел личной рекламы в газетах иногда использовался для обмена сообщениями, зашифрованными с использованием простых схем шифрования. Кан (1967) описывает случаи, когда любовники участвовали в секретных сообщениях, зашифрованных с помощью шифра Цезаря в The Times . Даже в 1915 году шифр Цезаря использовался: русская армия использовала его как замену более сложным шифрам, которые оказались слишком трудными для освоения их войсками; Немецким и австрийским криптоаналитикам не составило труда расшифровать свои сообщения.

Конструкция из двух вращающихся дисков с шифром Цезаря может использоваться для шифрования или дешифрования кода.

Шифры Цезаря сегодня можно найти в детских игрушках, таких как секретные кольца-декодеры . Сдвиг Цезаря на тринадцать также выполняется в алгоритме ROT13 , простом методе обфускации текста, широко распространенном в Usenet и используемом для затемнения текста (например, анекдотов и спойлеров рассказов ), но серьезно не используемого в качестве метода шифрования.

Шифр Виженера использует шифр Цезаря с другим сдвигом в каждой позиции в тексте; значение сдвига определяется с помощью повторяющегося ключевого слова. Если длина ключевого слова равна длине сообщения, оно выбрано случайным образом , никогда не становится известно никому и никогда не используется повторно, это одноразовый блокнотный шифр, который доказал свою нерушимость. Условия настолько трудны, что на практике они никогда не достигаются. Ключевые слова короче сообщения (например, « », использовавшаяся Конфедерацией во время Гражданской войны в США ), вводят циклический паттерн, который может быть обнаружен с помощью статистически продвинутой версии частотного анализа.

В апреле 2006 года беглый босс мафии Бернардо Провенцано был схвачен на Сицилии отчасти из-за того, что некоторые из его сообщений, неуклюже написанных с использованием шифра Цезаря, были взломаны. В шифре Провенцано использовались числа, так что «A» записывалось как «4», «B» как «5» и так далее.

В 2011 году Раджиб Карим был осужден в Соединенном Королевстве за «террористические преступления» после того, как использовал шифр Цезаря для общения с бангладешскими исламскими активистами, обсуждая заговоры с целью взорвать самолеты British Airways или нарушить работу их ИТ-сетей. Хотя стороны имели доступ к гораздо более совершенным методам шифрования (сам Карим использовал PGP для хранения данных на дисках компьютеров), они предпочли использовать свою собственную схему (реализованную в Microsoft Excel ), отказавшись от более сложной программы кода под названием «Секреты моджахедов», «потому что кафры «или неверующие знают об этом, поэтому он должен быть менее безопасным». Это представляло собой применение безопасности через безвестность .

Решение

Теперь, когда мы определили наши две функции, давайте сначала воспользуемся функцией шифрования, чтобы зашифровать секретное сообщение, которое друг передает через текстовое сообщение своему другу.

Обратите внимание, что все, кроме знаков препинания и пробелов, зашифровано. Теперь давайте посмотрим на шифрованный текст, который полковник Ник Фьюри посылал на свой пейджер: “Mr xli gsyrx sj 7, 6, 5 – Ezirkivw Ewwiqfpi!”

Теперь давайте посмотрим на шифрованный текст, который полковник Ник Фьюри посылал на свой пейджер: “Mr xli gsyrx sj 7, 6, 5 – Ezirkivw Ewwiqfpi!”.

Это оказывается шифротекст Цезаря, и, к счастью, ключ к этому шифру у нас в руках.

Давайте посмотрим, сможем ли мы обнаружить скрытое послание.

Отличная работа, Мстители!

Коды

Настоящие коды состоят из соответствий для каждого слова отдельного кода. Для работы с ними необходимы так называемые кодовые книги. Фактически это тот же словарь, только содержащий переводы слов в коды. Типичным и упрощенным примером кодов является таблица ASCII — международный шифр простых знаков.

Главным преимуществом кодов является то, что расшифровать их очень сложно. Частотный анализ почти не работает при их взломе. Слабость же кодов — это, собственно, сами книги. Во-первых, их подготовка — сложный и дорогостоящий процесс. Во-вторых, для врагов они превращаются в желанный объект и перехват даже части книги вынуждает менять все коды полностью.

В 20-м веке многие государства для передачи секретных данных использовали коды, меняя кодовую книгу по прошествии определенного периода. И они же активно охотились за книгами соседей и противников.

История и применение

Шифр Цезаря назван в честь Гая Юлия Цезаря, который использовал его с левым сдвигом на 3

Шифр Цезаря называют в честь Юлия Цезаря, который, согласно «Жизни двенадцати цезарей» Светония, использовал его со сдвигом 3, чтобы защищать военные сообщения. Хотя Цезарь был первым зафиксированным человеком, использовавшим эту схему, другие шифры подстановки, как известно, использовались и ранее.

Его племянник, Август, также использовал этот шифр, но со сдвигом вправо на один, и он не повторялся к началу алфавита:

Есть доказательства, что Юлий Цезарь использовал также и более сложные схемы.

Неизвестно, насколько эффективным шифр Цезаря был в то время, но, вероятно, он был разумно безопасен, не в последнюю очередь благодаря тому, что большинство врагов Цезаря было неграмотным, и многие предполагали, что сообщения были написаны на неизвестном иностранном языке. Нет никаких свидетельств того времени касательно методов взлома простых шифров подстановки. Самые ранние сохранившиеся записи о частотном анализе — это работы Ал-Кинди 9-го века об открытии частотного анализа.

Шифр Цезаря со сдвигом на один используется на обратной стороне мезузы, чтобы зашифровать имена Бога. Это может быть пережитком с раннего времени, когда еврейскому народу не разрешили иметь мезузы.

В XIX веке личная секция рекламных объявлений в газетах иногда использовалась, чтобы обмениваться сообщениями, зашифрованными с использованием простых шифров. Кан (1967) описывает случаи, когда любители участвовали в секретных коммуникациях, зашифрованных с использованием шифра Цезаря в «Таймс». Даже позднее, в 1915, шифр Цезаря находил применение: российская армия использовала его как замену для более сложных шифров, которые оказались слишком сложными для войск; у немецких и австрийских криптоаналитиков были лишь небольшие трудности в расшифровке этих сообщений.

Шифр Цезаря со сдвигом тринадцать также используется в алгоритме ROT13, простом методе запутывания текста, широко используемом в Usenet’е, и используется скорее как способ сокрытия спойлеров, чем как метод шифрования.
Шифр Виженера использует шифр Цезаря с различными сдвигами в каждой позиции в тексте; значение сдвига определяется с помощью повторяющегося ключевого слова. Если ключевое слово такое же длинное, как и сообщение, сгенерировано случайным образом, содержится в тайне и используется лишь однократно — такая схема называется схема одноразовых блокнотов — и это единственная система шифрования, для которой доказана абсолютная криптографическая стойкость.

Ключевые слова короче, чем сообщение (например, «Complete Victory», использовавшееся Конфедерацией во время гражданской войны в США), вводят циклический образец, который мог бы быть обнаружен с помощью улучшенной версии частотного анализа.

В апреле 2006 беглый босс Мафии Бернардо Провенцано был пойман в Сицилии частично из-за криптоанализа его сообщений, написанных с использованием вариации шифра Цезаря. В шифре Провенцано буквы сначала заменялись на числа — порядковые номера букв в алфавите, а уже к полученной последовательности чисел применялся шифр Цезаря — так, чтобы при сдвиге на 3 «A» была написана как «4», «B» — как «5», и так далее.

Часто для удобства использования шифра Цезаря используют два насаженных на общую ось диска разного диаметра с нарисованными по краям дисков алфавитами. Изначально диски поворачиваются так, чтобы напротив каждой буквы алфавита внешнего диска находилась та же буква алфавита малого диска. Если теперь повернуть внутренний диск на несколько символов, то мы получим соответствие между символами внешнего диска и внутреннего — шифр Цезаря. Получившийся диск можно использовать как для шифрования, так и для расшифровки.

Например, если внутреннее колесо повернуть так, чтобы символу A внешнего диска соответствовал символ D внутреннего диска, то мы получим шифр со сдвигом 3 влево.

Transcribe

Вы заливаете свою аудиозапись или копируете ссылку на видео YouTube в Transcribe — сервис выдаёт вам расшифровку. Нет ничего проще. Правда, как и во всех подобных инструментах, результат будет совсем не идеален, так что от редактуры и вычитки всё равно не избавиться.

В редакторе готового текста в Transcribe можно расставить временные метки, а также прослушать интервью на замедленной скорости и исправить неправильно распознанные сервисом места.

Опробовать Transcribe можно бесплатно, но для регулярного использования сервиса придётся купить подписку за 20 долларов в год. За дополнительные возможности вроде машинной транскрипции и автоматической простановки временных кодов придётся платить ещё 6 долларов в час. Сервис на английском, но русский язык поддерживает тоже.

Открыть Transcribe →

Почему шифрование слабое?

Как бы ни был прост в понимании и применении шифр Цезаря, он облегчает любому взлом дешифровки без особых усилий.

Шифр Цезаря – это метод подстановочного шифрования, при котором мы заменяем каждый символ в тексте некоторым фиксированным символом.

Если кто-то обнаружит регулярность и закономерность появления определенных символов в шифротексте, он быстро определит, что для шифрования текста был использован шифр Цезаря.

Если убедиться, что для шифрования текста использовалась техника шифра Цезаря, то восстановить оригинальный текст без ключа будет проще простого.

Простой алгоритм Brute Force вычисляет оригинальный текст за ограниченное время.

Атака методом перебора

Взлом шифротекста с помощью шифра Цезаря – это просто перебор всех возможных ключей.

Это осуществимо, потому что может существовать только ограниченное количество ключей, способных генерировать уникальный шифротекст.

Например, если в шифротексте зашифрованы все строчные буквы, то все, что нам нужно сделать, это запустить шаг расшифровки со значениями ключа от 0 до 25.

Даже если бы пользователь предоставил ключ выше 25, он выдал бы шифротекст, равный одному из шифротекстов, сгенерированных с ключами от 0 до 25.

Давайте рассмотрим шифротекст, в котором зашифрованы все строчные символы, и посмотрим, сможем ли мы извлечь из него разумный шифротекст с помощью атаки “методом перебора”.

У нас есть текст:

Сначала определим функцию расшифровки, которая принимает шифротекст и ключ и расшифровывает все его строчные буквы.

Теперь у нас есть наш текст, но мы не знаем ключа, т.е. значения смещения. Давайте напишем атаку методом перебора, которая пробует все ключи от 0 до 25 и выводит каждую из расшифрованных строк:

В выводе перечислены все строки, которые могут быть получены в результате расшифровки.

Если вы внимательно посмотрите, строка с ключом 14 является правильным английским высказыванием и поэтому является правильным выбором.

Теперь вы знаете, как взломать шифр с помощью шифра Цезаря.

Мы могли бы использовать другие более сильные варианты шифра Цезаря, например, с использованием нескольких сдвигов (шифр Виженера), но даже в этих случаях определенные злоумышленники могут легко расшифровать правильную расшифровку.

Поэтому алгоритм шифрования Цезаря относительно слабее современных алгоритмов шифрования.

Расшифруйте

3.1. Объяснение

Теперь давайте посмотрим, как расшифровать такое сообщение, когда мы знаем смещение, используемое для его шифрования.

На самом деле, расшифровку сообщения, зашифрованного шифром Цезаря, можно рассматривать как шифрование его с отрицательным смещением или также шифрование его с дополнительным смещением .

Итак, допустим, у нас есть сообщение, зашифрованное со смещением 3. Затем мы можем либо зашифровать его со смещением -3, либо зашифровать со смещением 23. В любом случае, мы получим исходное сообщение.

К сожалению, наш алгоритм не обрабатывает отрицательное смещение из коробки. У нас возникнут проблемы с преобразованием букв, возвращающихся в конец алфавита (например, преобразование буквы a в букву z со смещением -1). Но мы можем вычислить дополнительное смещение, которое является положительным, а затем использовать наш алгоритм.

Итак, как получить это дополнительное смещение? Наивный способ сделать это-вычесть исходное смещение из 26. Конечно, это будет работать для смещений от 0 до 26, но в противном случае даст отрицательные результаты.

Вот где мы снова будем использовать оператор по модулю, непосредственно на исходном смещении, прежде чем выполнять вычитание . Таким образом, мы гарантируем, что всегда возвращаем положительное смещение.

3.2. Алгоритм в Java

Давайте теперь реализуем его на Java. Во-первых, мы добавим метод decipher() в наш класс:

String decipher(String message, int offset) {}

Затем давайте вызовем метод cipher() с нашим вычисленным дополнительным смещением:

return cipher(message, 26 - (offset % 26));

Вот и все, наш алгоритм расшифровки настроен. Давайте попробуем это на примере со смещением 36:

String decipheredSentence = cipher.decipher("ro dyvn wo s myevn xofob dokmr k vvkwk dy nbsfo", 36);
assertThat(decipheredSentence)
  .isEqualTo("he told me i could never teach a llama to drive");

Как мы видим, мы получаем наше исходное сообщение.

Шифр Цезаря в Python на примере английского алфавита

Прежде чем мы погрузимся в определение функций для процесса шифрования и расшифровки шифра Цезаря в Python, мы сначала рассмотрим две важные функции, которые мы будем использовать в процессе – chr() и ord().

Важно понимать, что алфавит в том виде, в котором мы его знаем, хранится в памяти компьютера по-разному. Сам компьютер не понимает алфавит английского языка или другие символы

Сам компьютер не понимает алфавит английского языка или другие символы.

Каждый из этих символов представлен в памяти компьютера с помощью числа, называемого кодом символов ASCII (или его расширением – Unicode), который представляет собой 8-битное число и кодирует почти все символы, цифры и пунктуацию.

Например, заглавная буква “А” представлена числом 65, “В” – 66 и так далее. Аналогично, представление строчных символов начинается с числа 97.

Когда возникла необходимость включить больше символов и знаков из других языков, 8 бит оказалось недостаточно, поэтому был принят новый стандарт – Unicode, который представляет все используемые в мире символы с помощью 16 бит.

ASCII является подмножеством Unicode, поэтому кодировка символов ASCII остается такой же в Unicode. Это означает, что ‘A’ все равно будет представлено с помощью числа 65 в Юникоде.

Обратите внимание, что специальные символы, такие как пробел ” “, табуляция “\t”, новая строка “\N” и т.д., также представлены в памяти своим Юникодом. Мы рассмотрим две встроенные функции Python, которые используются для поиска представления символа в Unicode и наоборот

Мы рассмотрим две встроенные функции Python, которые используются для поиска представления символа в Unicode и наоборот.

Типы шифров

Основной принцип действия любого типа кодировки заключается в шифраторе и дешифраторе. С одного устройства информация в конвертированном виде отправляется, на другое она поступает и преобразуется в нужный текст. Для кодирования и раскодирования информации потребуется обменяться ключом. Он помогает провести раскодировку письма.

По типам информации все доступные способы шифрования разделяются на:

• симметричные;
• ассиметричные.

В зависимости от выбранного способа используется свой порядок разработки кода и его конвертации по выбранной системе сокрытия данных.

Симметричные

К симметричным методам шифрования текста относятся системы шифрования с применением заранее разработанного ключа. Его должны знать только лица, ведущие между собой закрытую переписку. Для оперативного преобразования полученной информации ключ должен быть уже на руках или указан в самом сообщении.

В результате пользователям сначала требуется получить сам исходный код ключа, а после приступить с его помощью к расшифровке полученного сообщения. Действие по созданию кодированного сообщения для отправителя производятся в обратном порядке. Сначала формируется по алгоритму ключ. Далее оформляется письмо по выбранному способу шифровки.

Ассиметричные

Различие с симметричным методом шифрования заключается в ключах. Метод кодирования производится при помощи открытого кода. Он предоставляется в свободном доступе.

Для раскодирования сообщения потребуется второй ключ. Он закрытый и знают его только участники переписки. Метод часто применяется в мессенджерах и почтовых службах. Раскодировать информацию без закрытого кода не выйдет. Его формируют переговорщики.