Почему занимательные криптограммы из газет и журналов труднее поддаются дешифрованию, чем обычные шифртелеграммы? Раньше криптоаналитики могли лишь сказать, что это происходит потому, что для «газетно-журнальных» криптограмм подбираются более редкие и необычные слова. Теперь они могут опереться на принцип избыточности Шеннона и указать, что такие криптограммы обладают более низкой избыточностью.
Почему криптоаналитиков так часто выручают стандартные выражения вроде: «В ответ на вашу телеграмму от…»? Да потому, что они повышают избыточность до весьма значительных величин. Чтобы ее понизить, можно разделить текст пополам и переместить его первую половину в конец, а вторую – в начало. При этом стандартное начало телеграммы оказывается упрятанным в середину, что значительно затрудняет криптоанализ.
Шеннон также рассмотрел криптоанализ с двух других точек зрения, которые существенно расширили горизонты возможного в этой области. Первая из них является следствием преломления криптоанализа через призму теории связи.
Шеннон писал:
«С криптографической точки зрения секретная система почти тождественна системе связи при наличии шума».
В теории связи термин «шум» имеет особое значение. Под шумом подразумевается любая помеха, создающая ошибки при передаче по каналу связи. В качестве примеров шума можно указать плохое соединение по телефону и иностранный акцент собеседника. Шеннон исходит из того, что шум схож с шифрованием. Он утверждает:
«Основное различие между ними заключается, во-первых, в том, что преобразование при помощи шифра имеет обычно более сложный характер, чем возникающее за счет шума в канале; во-вторых, в том, что ключ в секретной системе выбирается из конечного множества, тогда как шум обычно вносится в канал постоянно и выбирается из бесконечного множества».
Когда автора статистической теории детектирования сигнала Карла Хелстрома спросили, имеет ли техника отделения полезных сигналов от помех какое-либо сходство с криптоанализом, он ответил:
«Я полагаю, что аналогия между правилом шифрования по ключу и беспорядочной помехой вряд ли полезна. Со значительно большим основанием можно рассматривать зашифрование как „фильтрацию“ открытого текста для получения его в преобразованном виде. Здесь „фильтр“ представляет собой определенное правило преобразования, но оно неизвестно криптоаналитику. Поэтому его задача состоит в отыскании характера „фильтра“, когда известны статистические данные текста, вводимого в „фильтр“, и текста уже „профильтрованного“. Это вроде нахождения структуры электрического фильтра путем пропускания через него произвольной помехи и замера статистических распределений на входе и напряжений на выходе».
Другая точка зрения, с которой Шеннон рассмотрел криптоанализ, касается соревнования между криптографом и криптоаналитиком. Он первым предложил отождествить это соревнование с конфликтом – понятием из математической теории игр. Шеннон отмечает:
«Действия составителя шифра и криптоаналитика можно представить как игру с очень простой структурой ходов… Ход криптографа состоит в выборе им шифра. Криптоаналитик, осведомленный об этом выборе, разрабатывает метод вскрытия. „Ценой“ в игре является средний объем работы, требуемый для прочтения криптограммы, засекреченной выбранным шифром, при помощи разработанного метода».
Как и в любой игре, взаимодействие криптографа и криптоаналитика всегда связано со временем, ибо любые практические дела человека в конце концов неотделимы от этого неотвратимого, необратимого и невозместимого фактора.
У криптографа отношение к фактору времени сложное. Один из самых общих принципов его работы основан на соблюдении баланса между скоростью и секретностью. Когда необходимость в ускоренной связи возрастает, соответственно уменьшается потребность в секретности. На ранних стадиях разработки крупной военной операции нужна повышенная секретность связи, так как, если противник сможет прочитать шифрпереписку, он успеет выработать эффективные контрмеры. В разгар же самого сражения командиры могут обмениваться и открытыми сообщениями, поскольку, даже если противник их перехватит, времени для осуществления полноценных ответных действий у него все равно не будет.
В отличие от криптографа, криптоаналитик постоянно испытывает гнет времени и стремится как можно быстрее довести до конца свои разработки. Вероятно, справедлива истина, что содержание любой шифртелеграммы будет представлять какую-то ценность всегда (хотя бы для историков). Но это слабое утешение для командующего, который мог бы заранее узнать из нее о сроках наступления противника, но так и не узнал, поскольку криптоаналитики не прочли ее вовремя. В числе факторов, определяющих время, необходимое для дешифрования, помимо таких внешних факторов, как скорость доставки криптографу перехваченных шифрсообщений, следует назвать стойкость шифра, разумность правил его использования, точность их соблюдения шифровальщиками, объем перехвата, а также количество и качество вспомогательной информации.
Если говорить о профессиональном уровне криптоаналитика, то встает вопрос: является криптоанализ наукой или искусством? С одной стороны, как было продемонстрировано выше, криптоанализ – это стройная наука. А с другой – успехи во вскрытии шифров явно зависят от личных способностей. Одни криптоаналитики работают лучше других. В этом смысле криптоанализ – искусство. Как сказал Ярдли, выдающиеся криптоаналитики наделены «шифрмозгом», то есть особыми способностями, однако при рассмотрении вопроса о том, кто и почему обладает «шифрмозгом», приходится сталкиваться с загадками.
Никому не ведомы побудительные мотивы к занятию криптоанализом. Фрейд138 считает, что ребенок стремится к учебе, к приобретению знаний, поскольку прежде всего желает увидеть скрытые от него половые органы взрослых и детей. Тогда криптоанализ можно рассматривать как одно из проявлений вуайеризма139.
Эта гипотеза получила поддержку у некоторых известных специалистов. Например, Теодор Райк, авторитетный психоаналитик, так ответил на вопрос о взаимосвязи криптоанализа и вуайеризма
«Я склонен считать, что в основе стремления вскрыть шифр аналитическим путем заложено продолжение детского желания узнать, в чем заключается секрет сексуальности, который родители или взрослые скрывают от мальчика».
Высказывание Райка созвучно с точкой зрения Фрейда, который считает, что ученые и вообще все специалисты, труд которых связан с математическим или умозрительным видением мира, руководствуются в своей работе именно такими побудительными мотивами. Знаменитый психолог Эрих Фромм особо подчеркивал, что вуайеристическое толкование склонности к криптоанализу «иногда оказывается правильным, но ни в коем случае не настолько универсальным, как думают фрейдисты».
Попытался внести ясность в гипотезу о вуайеристическом происхождении криптоанализа и английский писатель Олдос Хаксли. В его книге «Опавшие листья» есть такие строки:
«Любила ли она меня? Во всяком случае, она часто говорила и даже писала, что любит. У меня сохранились все ее письма – два десятка наспех набросанных записок, передававшихся с рассыльным из одного крыла отеля „Сесиль“ в другое, и несколько писем, присланных ею, когда она уезжала от меня на праздники или одна проводила где-нибудь уик-энд. Эти листки передо мной. Почерк грамотного, интеллигентного человека. Перо, едва отрываясь от бумаги, торопится от буквы к букве, от слова к слову. Письмо быстрое, но аккуратное, четкое и понятное. Лишь кое-где, обычно в концовках ее записок, четкость почерка нарушается и появляются слова-каракули, составленные из бесформенных букв. Я склоняюсь над ними, пытаясь разобрать. „Я обожаю тебя, любимый мой… тысячу раз целую тебя… тоскую в ожидании вечера… люблю тебя безумно“. В ее каракулях мне удается прочитать лишь эти слова. Мы пишем о таких вещах неразборчиво по той же причине, по какой мы прикрываем наготу наших тел. Стыд не позволяет нам ходить обнаженными, и, даже если мы сделаем над собой усилие, доверив мысли бумаге, мы не можем допустить, чтобы наши самые сокровенные думы, страстные желания и тайные воспоминания слишком легко читались и понимались. Записывая наиболее скабрезные детали своих любовных похождений, Пипс не довольствовался их зашифрованием; он прятался еще и за плохой французский. И, вспоминая о Пипсе, я думаю о том, что и сам я проделывал такие фокусы в моих письмах к Барбаре, которые я заканчивал фразами вроде: „Bellissima, ti voglio un bene enorme“ или „Je t'embrasse en peu partout“140.
