Криптологи взломали сложный шифр, остававшийся нерешенным 70 лет

Москва, 09:19, 29 Авг 2019, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

В последние недели криптологам удалось расшифровать сложный шифр, который, несмотря на все усилия опытных взломщиков, оставался нерешенным в течение 70 лет.

Код был создан покойным кембриджским профессором и ученым Робертом Генри Таулессом, который скончался в 1984 году. Он создал его как «тест на выживание», чтобы посмотреть, сможет ли он общаться с живыми после своей смерти. Он подумал, что, если он успешно передаст зашифрованные ключевые слова живым через духовные среды и сообщение будет получено, это докажет, что он пережил свою смерть.

В 2019 году криптологов больше интересовало, достаточно ли высока скорость компьютера, возможности хранения и сетевые возможности, чтобы сломать код, который пережил своего производителя. Примерно через пять дней у них появился ответ.

Зашифрованный текст гласил:

INXPH CJKGM JIRPR FBCVY WYWES NOECN SCVHE GYRJQ TEBJM TGXAT TWPNH CNYBC FNXPF LFXRV QWQL

Решение:

A number of successful experiments of this kind would give strong evidence for survival.

(Ряд успешных экспериментов такого рода даст убедительные доказательства выживания).

Во имя Пси

В 1882 году в Великобритании было основано Общество психических исследований. Его целью было изучение спиритизма, паранормальных, психических сил и возможности жизни после смерти. Во время Второй мировой войны Таулесс стал одним из многих известных президентов общества — в этот список вошли также будущий премьер-министр Великобритании Артур Бальфур и пионер радио сэр Оливер Лодж.

В ходе своей научной работы в Кембридже Таулесс разработал эксперименты, чтобы проверить заявителей на наличие «пси» — термин, который он ввел в своей работе 1942 года «Эксперименты по паранормальному угадыванию». Это слово использовалось для описания всех явлений «телепатии», «ясновидения», «предвидения» или «экстрасенсорного восприятия», которые можно было проверить или описать.

Он рассматривал различные способы создания эксперимента, который мог бы проверить на выживание после смерти. Один тест включал объект или сообщение, которое должно быть запечатано в пакет, чтобы после смерти автора сообщения можно было попытаться описать, что было внутри. Недостатком здесь было то, что пакет можно было открыть только один раз, чтобы проверить ответ. Поэтому в своей основополагающей статье «Тест на выживание» Таулесс обратился к криптографии в качестве источника экспериментов.

Он опубликовал два шифра в этой статье, которую он назвал «Passages». В Passage II использовался книжный шифр — код, в котором ключ взят из некоторого аспекта книги или другого текста.

Взлом Passage II

В августе 2019 года учеными подготовлена таблица частот букв английского алфавита в успешной попытке взломать неразгаданный шифр Ирландской республиканской армии, представленную в книге 2008 года, в соавторстве с которой работает калифорнийский ученый-компьютерщик Джеймс Дж. Гиллогли.

Для этого использовались книги Project Gutenberg — большая коллекция книг, отсканированных или напечатанных добровольцами, в качестве входных текстов. Была написана программа для проверки всех 37 000 книг на английском языке, создавая таблицу частот букв, чтобы затем оценить выходной текст для решения Passage II.

Через несколько дней обнаружилось, что исходная книга Фрэнсиса Томпсона «Собака небес», вошла в Project Gutenberg в июле 1998 года. Это наиболее подходящий текст, отражающий религиозные убеждения Таулесса, поскольку это известная христианская поэма.

Урок из этого открытия состоит в том, что книжные шифры могут все еще быть очень безопасным способом шифрования текста, если ключевой текст может храниться в секрете, поскольку единственный метод решения — это исчерпывающее тестирование всех текстов. Самым известным примером книжного шифра являются шифры Била 1885 года, которые имеют целью описать местонахождение спрятанных сокровищ в Соединенных Штатах.

В нынешний век Project Gutenberg и сетевых компьютерных систем, Passage II не мог долго оставаться нерешенным.

Поэтический подход к коду

Для Passage I Таулесса использовался известный шифр Playfair, который был быстро разгадан после того, как был создан. Ключевое слово было «SURPRISE», с простым текстом, взятым из Макбета Шекспира. Решение этого было впечатляющим достижением криптоанализа в докомпьютерный век, и ни решатель, ни используемый метод не известны.

В 1949 году Таулесс создал Passage III с использованием двойной техники Playfair с двумя английскими ключевыми словами вместо одного. Гиллогли решил эту проблему в 1995 году, опубликовав статью в «Криптологии» вместе с Ларри Харнишем. Ключевыми словами были «Black Beauty» из романа Анны Сьюэлл 1877 года. Естественно, Гиллогли безуспешно попробовал текст «Black Beauty» как исходную книгу для Passage II.

Комментируя решение Гиллогли 1995 года, представитель Общества психических исследований сказал: «Когда Таулесс разработал тест в конце 1940-х годов, он вряд ли мог предвидеть будущую мощь компьютеров».

Из-за увеличения скорости работы компьютера, хранения и сетевых возможностей взлом Passage II стал возможен. В настоящее время квантовые вычисления угрожают сделать многие современные алгоритмы шифрования устаревшими.

Любые будущие аналогичные тесты «выживания» потребуют использования какого-либо алгоритма шифрования, который невосприимчив к технологическим достижениям. Как и в случае с Таулессом, тот, кто разработает такой тест, должен будет принять во внимание, что компьютерная мощь в будущем может сделать научную фантастику сегодняшнего дня обыденной реальностью.