Криптография в литературе

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «МАГНИТОГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

Тема: «Криптография в  литературе»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: студент 41 гр.

Факультета Информатики

Рязанский С.Э.

Проверил: доцент, зав. каф. информатики

Петеляк В.Е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Магнитогорск

2011

 

СОДЕРЖАНИЕ:

 

 Введение…………………………………………………………………….3

 Основные термины криптографии………………………………………...5

 История развития криптографии………………………………………….6

 Виды шифров……………………………………………………………….9

 Шифры, криптограммы в  литературных произведениях……………….11

   «Золотой Жук» Эдгара По………………………………………...12

   «Жангада» Жюль Верна…………………………………………...17

   «Пляшущие человечки» Конан Дойля…………………………....21

   Библия………………………………………………………………22

  Криптографические преобразования   

                        А.С. Пушкина и А.С. Грибоедова……………………………….24

                           Таблица……………………………………………………26

  Заключение…………………………………………………………………27

 Литература…………………………………………………………………..28

 

 ВВЕДЕНИЕ

 

Криптография  способствует развитию воображения, а  значит оказывает влияние не только на точные науки, но и на гуманитарные.

Цель  работы:

Показать широкое использование шифров в художественных произведениях. 

   Задачи:

1. Подобрать  и изучить литературу в которой упоминаются предпосылки на криптографию.

2. Систематизировать  художественные произведения в  которых, используются шифры.

3. Исследовать  употребление шифров в литературе.

Нас интересуют тайны шифра и возможности его применения для пользы человечества, а все что помогает развитию цивилизации актуально всегда.

Математика - одна из древнейших и сложнейших наук. Наверное, поэтому многие считают ее скучным, «сухим» предметом. Но, на наш взгляд, это не так, ведь математика успешно сотрудничает с гуманитарными науками. А гуманитарные науки - это, прежде всего, литература, которая воспитывает эмоции, чувства, переживания. Следовательно, гуманизация общества приводит к актуализации точных дисциплин. Человеку необходимо развиваться всесторонне: математика помогает в этом, улучшая логику мышления, сосредоточенность на определенном предмете, гуманитарный вклад состоит в том, что личность раскрывается духовно, появляется понимание к чувствам и переживаниям окружающих. Но сразу возникает вопрос: что их связывает? Нитей переплетения этих наук множество, но мы бы хотели затронуть одну из них - криптографию.

 

 

 Основные термины криптографии

Слово криптография произошло  от греческого слова «крипто»- часть сложных слов, указывающих на какое-либо скрытое, тайное действие или состояние.

Криптография - это тайная система изменения письма с целью сделать текст непонятным для непосвященных в это дело лиц. Таким образом, одни (шифровальщики) стараются сделать некоторый текст недоступным для посторонних, а другие (дешифровальщики) - разгадать его.

Шифр - способ, метод преобразования информации с целью защиты от незаконных пользователей.

Информация - основное понятие  научных направлений, изучающих процессы передачи переработки и хранения различных данных.

Шифрование - процесс применения шифра к защищаемой информации, то есть преобразование защищаемой информации в шифрованное сообщение с помощью определенных правил, содержащихся в шифре.

Дешифрование - процесс  обратный шифрованию, то есть преобразование шифрованного сообщения в защищаемую информацию с помощью определенных правил, содержащихся в шифре.

Ключ - сменный элемент  шифра, который применен для шифрования конкретного шифрования.

Мы указали на особенности  языка криптографии для понимания содержательной части контекста. А теперь хотелось бы обратиться к ее истории.

 

 

3. История развития криптографии

Криптография известна с древнейших времен. В исторических документах древних цивилизаций  Индии, Египта, Месопотамии имеются  сведения о системах и способах составления  шифровального письма. В древнеиндийских рукописях изложены 64 способа преобразования текста,  в частности написание знаков не по порядку, а по определенным правилам. Более достоверные сведения о применяемых системах шифров относятся к периоду возникновения древнегреческих государств. Потребителями криптографии в этот период являлись структуры административной и религиозной власти. Плутарх сообщает, что жрецы хранили тексты прорицателей в зашифрованном виде. Э.Шюре в книге "Великие посвященные" пишет, что "с великим трудом и большой ценой добыл Платон один из манускриптов Пифагора, который никогда не записывал свое эзотерическое учение иначе, как тайными знаками и под различными символами". Там же отмечается, что Аристотель получил от Платона шифрованный текст Пифагора.

В период расцвета арабских государств (VIII век н.э.) криптография получила новое развитие. Да и само слово "шифр" арабского происхождения, как и "цифра". В 855 году появилась "Книга о большом стремлении человека разгадать загадки древней письменности", в которой приводится описание систем шифров, в том числе и с применением нескольких шифроалфавитов. В 1412 году была издана 14-томная энциклопедия, составителем которой являлся Шехаб аль-Кашканди. В данной энциклопедии содержится раздел о криптографии, где дано описание всех известных автору способов шифрования, а также упоминается о криптоанализе системы шифра, который основан на частотных характеристиках открытого и шифрованного текста. Приводится также частота встречаемости букв арабского языка на основе маркировки текста Корана.  Шифр простой замены, когда буквам алфавита ставятся в соответствии другие буквы того же  алфавита, был известен до Рождества Христова, так, в Спарте в V-VI веке до н.э. существовала хорошо развитая криптография. К этому же времени относятся возникновение специального жезла для шифрования – "сцитала", применяемого для шифра перестановки. Аристотель (384-322 до н.э.), древнегреческий ученый, ученик Платона и учитель Александра Македонского, обладал почти всеми доступными в то время знаниями. В криптографии он известен как автор способа вскрытия шифра сцитала.

В XV-XVIII веках в математике были заложены основы аппарата, применяемого в криптографии для анализа шифров и дешифрования. Основным средством для шифрования становятся коды.

Между мировыми войнами XX века во всех ведущих странах появились электромеханические шифросистемы, обладавшие как высокой скоростью обработки информации, так и высокой стойкостью. Считалось, что данные системы невозможно дешифровать и что наступил конец  успехам криптоаналитиков, однако впоследствии это мнение было опровергнуто. Все воюющие стороны достигли значительных успехов во взломе шифросистем противника, а шифровальные службы стали непосредственными участниками военных действий.

Теоретическое открытие, оказавшее серьезное влияние на развитие криптографии, было сделано в работе американского инженера К. Шеннона "Теория связи в секретных системах", выполненной в 1945 году и опубликованной в 1949 году, и работе советского ученого-радиотехника В.А. Котельникова "Основные положения автоматической шифровки" от 19 июня 1941 года. В данных работах были сформулированы и доказаны необходимые и достаточные условия недешифруемости системы шифра. Они заключаются в том, что получение противником шифротекста не изменяет вероятностей используемых ключей. При этом было установлено, что единственным недешифруемым шифром является так называемая лента одноразового использования, когда открытый текст шифруется с помощью случайного ключа такой же длины. Однако это делает абсолютно стойкий шифр очень дорогим в эксплуатации.

В 70-х годах была опубликована революционная работа «Новые направления  в криптографии» молодых американских ученых У.Деффи и М.Хеллмана. В  это время количество публикаций по криптографии стремительно увеличилось. Тому были разные причины: с одной стороны, постоянное расширение областей применения криптографии; с другой – новизна и привлекательность для ученых математических моделей и задач, которые возникают из потребностей криптографии. И наконец, именно в это время сформировались все атрибуты криптографии как науки: возникли направления и научные школы со своей внутренней логикой развития, появились специализированные международные журналы, сложилась практика ежегодного проведения международных конференций.

С 70-х годов сфера  применения криптографии начала расширятся, криптография стала гражданской  отраслью, то есть криптографические  средства начали применяться для  защиты коммерческой информации.

С распространением компьютерных технологий проблематика криптографии преобразилась и пополнилась многочисленными задачами, не связанными непосредственно с засекречиванием информации, как-то: разработка систем электронной цифровой подписи, протоколов выборов; подписание контракта и идентификация удаленных пользователей: методы защиты от навязывания ложных сообщений и систем электронных платежей и т.д..

Издавна люди изыскивали способы уберечь некоторые важные сообщения от посторонних глаз. Тайнопись практиковалась еще на заре цивилизации. Когда греки, жившие в Персии, услышали, что царь Дарий хочет вторгнуться на Пелопонесский полуостров, они выцарапали на доске тревожную весть и сверху наложили гладкий слой воска. Получилась восковая пластина, на ней написали безобидный текст и отправили в Спарту. Георгия, жена спартанского царя Леонида, догадалась, что блестящая восковая исписанная поверхность скрывает нечто важное. Она соскоблила воск и обнаружила послание, которое предупреждало греков о готовящемся нападении Дария и помогло отразить его.

Один древний царь, например, обрил голову гонца и написал на ней послание. Гонца отослал к своему союзнику лишь тогда, когда волосы на его голове отросли.

Развитие химии дало более удобное средство – симпатические  чернила, записи  которыми на видны  до тех пор, пока бумагу не нагреют или не обработают каким-либо химикатом.

Но чаще всего для тайнописи  применялись шрифты. Сначала шрифты были не сложными. Например, русские  дипломаты XV - XVI в., стремившиеся сохранить тайну переписки, применяли «тарабарскую грамоту», в которой все гласные буквы оставались неизменными, а согласные друг на друга по следующей схеме:

(в первой строке  согласные идут в обычном порядке,  а во второй — в обратном). Например, вместо «Великий государь»  получилось «Шеситий чолуцам». Это  шифр очень несложный. «Тарабарская грамота» относится к шифрам, в которых каждая буква заменяется определенным знаком - другой буквой, цифрой или изображением.

Сначала щифрами пользовались пираты, отмечая расположение кладов, алхимики, купцы, заговорщики. Впоследствии дипломаты, стремящиеся сохранить тайны переговоров, военачальники, скрывающие от противника отданные распоряжения, разведчики и другие. Особенно часто политики пользовались тайнописью при ведении военных действий, чтобы передать по назначению важную, секретную информацию; скрыть истинные содержания от противника. Примером тому служат многие исторические события.

 

 

 Виды шифров.

В криптографии существует множество видов шифров.

Практически любой, даже самый сложный шифр представляет собой комбинацию простейших. Всего существует два вида простейших шифров, это:

1. шифры замены
2. шифр перестановки.

Шифр замены.

Такой шифр характеризуется  тем, что отдельные части сообщения (буквы, слова, ...) заменяются на какие-либо другие буквы, числа, символы и т.д. При этом замена осуществляется так, чтобы потом по шифрованному сообщению можно было однозначно восстановить передаваемое сообщение.

В классической криптографии различают 4 разновидности шифров замены:  

Простая замена, или одноалфавитный шифр. Каждая буква открытого текста заменяется на один и тот же символ шифртекста.

Омофонная замена. Аналогична простой замене с единственным отличием: каждой букве открытого текста ставятся в соответствие несколько символов шифртекста. Например, буква "А" заменяется на цифру 5, 13, 25 или 57,а буква "Б" — на 7, 19, 31 или 43 и так далее.

Блочная замена. Шифрование открытого текста производится блоками. Например, блоку "АБА" может соответствовать "РТК", а блоку "АББ" — "СЛЛ".

Многоалфавитная замена. Состоит из нескольких шифров простои замены. Например, могут использоваться пять шифров простой замены, а какой из них конкретно применяется для шифрования данной буквы открытого текста, — зависит от ее положения в тексте.

 

 

 

 

 

 

Шифр перестановки.

В шифре перестановки буквы открытого текста не замещаются на другие, а меняется сам порядок их следования, то есть символы сообщения переставляют по определенному алгоритму. Например, в шифре простой колонной перестановки исходный открытый текст записывается построчно (число букв в строке фиксировано), а шифртекст получается считыванием букв по колонкам. Расшифрование производится аналогично: шифртекст записывается поколонно, а открытый текст можно затем прочесть по горизонтали.

 

 

 Шифры и криптограммы в литературе

Тайны, зашифрованные документы. Разгадка шифра, открывающая дорогу к богатству или спасающая человеческую жизнь. Это ли не благодатный сюжет приключенческой повести или романа! Классические образцы этого жанра – рассказы «Золотой жук» Эдгара По и «Пляшущие человечки» Артура Конан Дойла.

Таинственные документы, содержание которых выясняется лишь в конце произведения, -  излюбленный прием и Жюля Верна. Достаточно вспомнить его романы «Дети капитана Гранта», «Путешествие к центру земли». Пожалуй, менее известен роман Жюля Верна «Жангада (Восемьсот лье по Амозонке)».

 

 «Золотой Жук» Эдгара По.

«Золотой жук» Эдгара По – это первое классическое произведение детективного жанра. Главные герои: Уильям Легран; слуга – Юпитер; автор. В повести пираты шифровали свои послания. Обратимся к тексту:

«Я снова стал нагревать пергамент, постепенно усиливая огонь, но это не дало мне ничего нового. Тогда я решил, сто, быть может, мешает грязь, наросшая на пергамент. Я обмыл его теплой водой. Затем положил его на железную сковороду, повернул вниз той стороной, где был нарисован череп, и поставил сковороду на уголья. Через несколько минут, когда сковорода накалилась, а я вынул пергамент и с невыразимым восторгом увидел, что кое-где на нем появились знаки, напоминавшие цифры и расположенные в строку. Я снова положил пергамент на сковороду и подержал еще над огнем. Тут надпись выступила вся целиком – сейчас я вам покажу. Легрант разогрел пергамент и дал его мне. Между черепом и козленком, грубо начертанные чем-то красным, стояли такие знаки: