Шифрова́ние — обратимое преобразование информации в целях сокрытия от неавторизованных лиц с предоставлением в это же время авторизованным пользователям доступа к ней. Главным образом, шифрование служит для соблюдения конфиденциальности передаваемой информации. Важной особенностью любого алгоритма шифрования является использование ключа, который утверждает выбор конкретного преобразования из совокупности возможных для данного алгоритма.
«Эни́гма» — переносная шифровальная машина, использовавшаяся для шифрования и расшифрования секретных сообщений. Первую версию роторной шифровальной машины запатентовал в 1918 году Артур Шербиус. На основе конструкции первоначальной модели «Энигмы» было создано целое семейство электромеханических роторных машин под тем же названием, применявшихся с 1920-х годов в сфере коммерческой и военной связи во многих странах мира, но наибольшее распространение получили в гитлеровской Германии во время Второй мировой войны. Именно германская военная модель чаще всего подразумевается при упоминании «Энигмы».
Шифр Цезаря, также известный как шифр сдвига или код Цезаря — разновидность шифра подстановки, в котором каждый символ в открытом тексте заменяется символом, находящимся на некотором постоянном числе позиций левее или правее него в алфавите (так, в шифре со сдвигом вправо на 3, А была бы заменена на Г, Б станет Д, и так далее. Шифр был назван в честь римского полководца Гая Юлия Цезаря, использовавшего его для секретной переписки со своими военачальниками. Шаг шифрования, выполняемый шифром Цезаря, часто включается как часть более сложных схем, таких как шифр Виженера, и всё ещё имеет современное приложение в системе ROT13. Как и все моноалфавитные шифры, шифр Цезаря легко взламывается и не имеет почти никакого применения на практике. Тем не менее, он считается одним из самых простых и наиболее широко известных методов шифрования.
Шифр подстано́вки – это метод шифрования, в котором элементы исходного открытого текста заменяются зашифрованным текстом в соответствии с некоторым правилом. Элементами текста могут быть отдельные символы, пары букв, тройки букв, комбинирование этих случаев и так далее. В классической криптографии различают четыре типа шифра подстановки:
- Одноалфавитный шифр подстановки — шифр, при котором каждый символ открытого текста заменяется на некоторый, фиксированный при данном ключе символ того же алфавита.
- Однозвучный шифр подстановки похож на одноалфавитный за исключением того, что символ открытого текста может быть заменен одним из нескольких возможных символов.
- Полиграммный шифр подстановки заменяет не один символ, а целую группу. Примеры: шифр Плейфера, шифр Хилла.
- Полиалфавитный шифр подстановки состоит из нескольких шифров простой замены. Примеры: шифр Виженера, шифр Бофора, одноразовый блокнот.
Шифр Вернама — система симметричного шифрования, изобретённая в 1917 году Гилбертом Вернамом.
Диграмма — термин, употребляемый в качестве синонима к одному из следующих:
- Диграф — письменный знак, состоящий из двух букв.
- Четыре символа — четыре свойства взаимодействия сил инь и ян.
- Биграммный шифр — криптографический алгоритм, который предназначен для шифрования групп из двух букв (биграмм).
Шифр перестано́вки — это метод симметричного шифрования, в котором элементы исходного открытого текста меняют местами. Элементами текста могут быть отдельные символы, пары букв, тройки букв, комбинирование этих случаев и так далее. Типичными примерами перестановки являются анаграммы. В классической криптографии шифры перестановки можно разделить на два класса:
- Шифры одинарной (простой) перестановки — при шифровании символы открытого текста перемещаются с исходных позиций в новые один раз.
- Шифры множественной (сложной) перестановки — при шифровании символы открытого текста перемещаются с исходных позиций в новые несколько раз.
Шифр Плейфера или квадрат Плейфера — ручная симметричная техника шифрования, в которой впервые использована замена биграмм. Изобретена в 1854 году английским физиком Чарльзом Уитстоном, но названа именем лорда Лайона Плейфера, который внёс большой вклад в продвижение использования данной системы шифрования в государственной службе. Шифр предусматривает шифрование пар символов (биграмм) вместо одиночных символов, как в шифре подстановки и в более сложных системах шифрования Виженера. Таким образом, шифр Плейфера более устойчив к взлому по сравнению с шифром простой замены, так как усложняется его частотный анализ. Он может быть проведён, но не для символов, а для биграмм. Так как возможных биграмм больше, чем символов, анализ значительно более трудоёмок и требует большего объёма зашифрованного текста.
Шифр Виженера — метод полиалфавитного шифрования буквенного текста с использованием ключевого слова.
История криптографии насчитывает около 4 тысяч лет. В качестве основного критерия периодизации криптографии используют технологические характеристики методов шифрования.
Книжный шифр — вид шифра, в котором каждый элемент открытого текста заменяется на указатель аналогичного элемента в дополнительном тексте-ключе.
В криптографии квадрат Полибия, также известный как шахматная доска Полибия — оригинальный код простой замены, одна из древнейших систем кодирования, предложенная Полибием. Данный вид кодирования изначально применялся для греческого алфавита, но затем был распространен на другие языки.
В криптографии М-209, так же известная как CSP-1500 и C-38 — портативная механическая шифровальная машина, первоначально использовавшаяся армией США во Второй мировой войне. Она так же активно использовалась и в течение Корейской войны. M-209 — это улучшенная версия шифровальной машины C-36.
Центр правительственной связи — спецслужба Великобритании, ответственная за ведение радиоэлектронной разведки и обеспечение защиты информации органов правительства и армии.
Colossus («Колосс») — секретный британский компьютер, спроектированный и построенный в 1943 году для расшифровки перехваченных немецких радиосообщений, зашифрованных с помощью системы Lorenz SZ. Компьютер состоял из 1500 электронных ламп, что делало Colossus самым большим компьютером того времени. Создание и введение в строй в 1944 году позволило сократить время расшифровки перехваченных сообщений с нескольких недель до нескольких часов. Модернизация Colossus Mark II считается первым программируемым компьютером в истории ЭВМ.
В истории криптографии «Печатная машина Тип-91» или 91-shiki ohbun-injiki (九一式欧文印字機), имеющая кодовое название Red в США, использовалась министерством иностранных дел Японии до и во времена Второй мировой войны как дипломатическая шифровальная машина. Её сравнительно простой шифр был быстро раскрыт западными криптоаналитиками. Машина RED послужила прототипом для шифровальной машины PURPLE, алгоритм которой во многом основывался на алгоритме RED. Одновременное использование этих двух систем помогло так же раскрыть шифр PURPLE.
Rasterschlüssel 44 (RS44) — ручная техника шифрования, заменившая применявшийся прежде шифр «двойной квадрат». RS 44 использовался вооружёнными силами нацистской Германии, начиная с марта 1944 года.
Шифр Уитсона или Шифр двойного квадрата — ручная симметрическая техника шифрования, изобретенная английским физиком Чарльзом Уитстоном в 1854 году. Свое название шифр получил из-за схожести с квадратом Полибия. Данная система шифрования является улучшенной версией шифра Плейфера, в котором аналогичным образом используется замена биграмм, но только с помощью одного квадрата. И в то же время шифр Уитстона является упрощенной альтернативой шифра четырёх квадратов. Впоследствии щифр Уитстона был заменен шифром Rasterschlüssel 44, ввиду более высокой надежности последнего.
Шифр четырёх квадратов — метод ручного симметрического шифрования, который представляет собой модифицированный вариант шифра Плейфера. Этот метод обеспечивает более высокий уровень безопасности защищённых данных. Шифр был изобретён известным французским криптографом Феликсом Деластелем в 1902 году.
Криптография в царской России на систематической профессиональной основе появилась при Иване IV Грозном, обширная политическая деятельность которого сопровождалась приказами, нуждавшимися в защите от перехвата.
