Секреты кодирования информации на военной службе

«Секреты кодирования информации на военной службе »

Выполнила Шадрухина

Елена Владимировна,

учитель информатики

МОУ СШ № 42

  город Ярославль 2017 г.

В начале было Слово… первая строка Евангелия от Иоанна, Новый завет

Потом появилось много слов.

И очень скоро человек понял, что слова надо прятать.

Так началось зарождение криптографии.

(В переводе с древнегреческого “криптография”

означает “тайнопись”).

Зарождение криптографии

Энигма – в переводе с немецкого «загадка», что соответствует действительности, поскольку одноименная шифровальная машина долгие годы действительно оставалась загадкой для всех разведок мира.

Цель : рассмотреть историю создания и развития шифровальной машины Энигма и ее роли в секретной войне ведущих держав мира.

1. История возникновения криптографии. 1.1. Различные способы передачи секретной информации. Использование раба в Древнем Египте.

Криптография в Древнем Египте

• Наибольших успехов в криптографии в античный период добилась Спарта, где активно использовались все известные виды шифров и были создано первое дошедшее до нас шифровальные устройство.

Развитие Тайнописи в Греции и Римской Империи

Первый прибор для шифрования «сциталла» (около VI-V вв. до н.э.)

Криптография в эпоху Возрождения

1.2.Терминология криптографии.

• Криптография — это наука о том, как обеспечить секретность сообщения.
• Криптоанализ — это наука о том, как вскрыть зашифрованное сообщение, не зная ключа.
• Дешифровка — это процeсс получения открытого текста средствами криптоанализа.
• Расшифрование — это процесс получения открытого текста с использованием ключа и алгоритма расшифрования, предусмотренного для данного шифра.

         Окончательное становление криптографии на математическую основу произошло в сороковые-пятидесятые годы XIX-го века.

2. Российская криптографическая наука. 2.1. Виды шифров в царской России

Биграммные и

биклавные шифры

Способы шифрования начала 20-го века

• В начале XX века многие страны имели свои действующие весьма эффективно службы дешифровки.

2.2.Создание «Шифровального отделения» в молодой советской республике.

События 1917 года резко остановили развитие России в целом.

• Страна была расколота на два противостоящих лагеря. Как и другие слои населения, специалисты-криптографы оказались “по разные стороны баррикад”.
• По отдельному распоряжению Ленина приказам Реввоенсовета № 217 от 13.11.1918 года было создано “Шифровальное отделение Отчетно-организационного отдела Организационного управления Всероссийского Главного штаба” со штатом в 14 человек. 19 октября 1917 года каждый из чиновников шифровального отделения МИДа подписал текст присяги для каждого работника.

Механизация шифрования

• Нужно было ускорять и автоматизировать процесс и усложнять алгоритм. Наиболее подходящим для модификации оказался шифр замены. Если текст, зашифрованный этим способом вручную, можно было без особого труда восстановить, то машина могла проделать эту операцию несколько раз, и восстановить текст становилось очень трудно.

Основным механизмом работы шифратора был диск с нанесенными с двух сторон контактами, соответствующими алфавитам открытого и шифрованного текста.

3. История развития машины «Enigma». 3.1 Международная ситуация в сфере шифрования.

ЭНИГМА….

• Именно немцы заметно преуспели в шифровании, широко используя для этой цели машину Enigma; это на редкость подходящее по смыслу и звучанию название переводится как «головоломка» или «загадка».

Enigma — одна из возможных реализаций электромеханического дискового шифратора, в отличие от других выпущенная примерно в 100 тыс. экземпляров и в нескольких модификациях.

3.2. Разработка и создание «Энигмы».

• Собственная история Enigma началась с патента, полученного голландцем Хьюго Кочем в 1917 году. Далее 18 февраля 1918 года немецкий инженер Артур Шербиус (Arthur Scherbius) перекупил патент на шифровальную машину, использующую роторы, и совместно с Рихардом Риттером (E. Richard Ritter) основал фирму Шербиус и Риттер (Scherbius & Ritter).

Электрическая схема Enigma

• Первоначально «Энигма» состояла из 4 барабанов. С каждой стороны барабана находилось по 25 контактов, соответствовавших буквам алфавита и случайным образом соединенных проводами. Электрический импульс, обозначавший букву алфавита, таким образом, проходил через все четыре барабана, что приводило к 8-ми кратной замене. Кроме того, после каждого символа, все барабаны поворачивались, что обеспечивало длину ключа гораздо большую длины сообщения. Ключ вводили, устанавливая барабаны в определенном порядке.

Первые машины были весьма громоздкими.

Они были различных размеров и формы.

Год от году конструкторы добавляли дополнительные элементы, обеспечивающие большую защищенность сообщений.

• Даже в начальном варианте с тремя роторами Enigma имела 26x26x26 = 17 576 состояний. Если выбирать в производном порядке три рабочих ротора из пяти, входящих в комплект, то число состояний составит 17 576x60 = 1 054 560 . А если прибор снабдить дополнительными возможностями, то число состояний будет измеряться миллиардами, сотнями миллиардов и т.д.

3.3.Работа «Энигмы» у немцев.

• 15 июля 1928 года немецкой армией была внедрена собственная модель Энигмы — «Энигма G», известная как Энигма абвера.
• «Энигма I» широко использовалась немецкими военными службами и другими государственными организациями (например, железными дорогами) во время Второй мировой войны.

3.4.Популярность машины в других странах.

• Итальянские военно-морские силы использовали коммерческий вариант Энигмы под названием «Navy Cipher D»,
• испанцы также использовали коммерческую Энигму во время гражданской войны.
• Британские специалисты по взламыванию шифров преуспели в дешифровке этих машин, лишённых коммутационной панели.
• Швейцарцы использовали для военных и дипломатических целей «Энигму K», которая была похожа на коммерческую «Энигму D».
• «Энигма T» (кодовое название «Тирпиц») была выпущена для Японии.
• По приблизительным оценкам, всего было выпущено около 100 000 экземпляров шифровальных машин Энигма. По окончании Второй мировой войны союзнические силы продали трофейные машины, по прежнему считавшиеся на тот момент надёжными, в различные развивающиеся страны .

4. Борьба по расшифровке кодов Энигмы. 4.1.Работа польских разведчиков.

• Специально для борьбы с Enigma в 1929 году было образовано Польское шифровальное бюро, входившее в состав военной разведки. Польшу никогда не рассматривали в качестве серьезной военной силы. Первый образец этой машины, вместе с чертежами был похищен польской разведкой еще в 1939 году прямо с завода.

Первыми были отобраны три студента-математика; это были выпускники Познаньского университета, не имевшие какого-либо опыта в криптографии.

• Мариан Режевский, Ежи Рошильский и Хенрик Зыгальский начали систематическую работу, направленную против Enigma. Математики выступили против огромной силы.

Среди важнейших результатов шестилетней работы Режевского и коллег была машина, предназначенная для механизации процесса раскодирования. Она называлась Bomba

4.2.Охота британских спецслужб.

• История контрразведывательного центра Station X в Блетчли-парке , созданного по непосредственному указанию Уинстона Черчилля, развивалась со скоростью, которая возможна только в военное время.
• В разгар деятельности число работающих достигало 12 тыс. человек.

В 1942 году в Англии начала функционировать первая ЭВМ «Колосс», специально созданная для взлома немецких шифров и справившаяся с «Энигмой» за полтора часа

Однако решающее преимущество, и позволившее, в конечном счете, победить Enigma, обеспечили, конечно же, теоретики. Самой известной личностью из числа работавших здесь ученых, был Алан Тьюринг, но его окружало созвездие специалистов.

5. След Энигмы в современном мире. 5.1. Музейный комплекс Блетчли-парк.

5.2.Имя Энигмы в разных сферах человеческой деятельности. (кадр из фильма «Игра в имитацию»)

• Головоломка Игры разума «Энигма» — это уникальный товар, способствующий развитию эрудиции, воображения, логического мышления, смекалки и умения концентрировать внимание.

Энигма – имя популярной музыкальной группы. Оно знакомо каждому, увлекающемуся музыкой в загадочном, мистическом стиле

Заключение.

• Машина Энигма сыграла существенную роль в истории человечества, помогая скрыть информацию от нежелательного прочтения, тем самым сохраняя ее аутентичность и конфиденциальность. Имя Энигма теперь прочно связано со всем таинственным и непонятным, что может окружать человека. Благодаря этому, в отличие от других многочисленных шифровальных устройств именно ее название знакомо каждому математику, физику, программисту нашей эпохи и люди запомнили его навсегда.