номенклаторами многоалфавитная замена отнимала тогда у людей слишком много времени, а малейшая ошибка при письме была сопряжена с такими искажениями, что получатель сообщения не мог правильно расшифровать его даже при наличии верного ключа.
Альберти родился в 1404 г. Незаконнорожденный, но любимый сын в семье богатых флорентийских купцов, Альберти обладал выдающимися способностями. Его семья со щедрой заботой культивировала их, дав ему юридическое образование в университете в Болонье. После тяжелой болезни Альберти переключил свое внимание с юриспруденции на искусство и науку. Его талант был универсален. Он рисовал, сочинял музыку и считался одним из лучших органистов своего времени. Из-под его пера регулярно выходили поэмы, басни, комедии и научные трактаты.
Среди друзей Альберти был и секретарь Папы Леонардо Дато, который во время той памятной прогулки по ватиканским садам перевел разговор на криптоанализ.
«Вы всегда интересовались секретами бытия, – сказал Дато. – Что вы думаете о дешифровальщиках? Вы не пробовали свои силы в этом занятии?»
Альберти улыбнулся в ответ. Он знал, что в обязанности Дато входила работа с шифрами.
«Вы начальник папского секретариата, – поддразнил он Дато. – Не приходится ли и вам иногда пользоваться услугами дешифровальщиков в делах очень важных для его святейшества?»
«Поэтому я и заговорил об этом, – откровенно ответил Дато. – Занимая свою должность, я хочу научиться делать это самостоятельно, не прибегая к помощи посторонних лиц. Так что, пожалуйста, если у вас есть какие-нибудь новые идеи на этот счет, расскажите мне о них».
Альберти пообещал Дато подумать над его просьбой, и в результате в 1466 г. на свет появился трактат по криптоанализу. Он начинается с описания характерных особенностей латинского языка:
«Сначала я рассмотрю вопрос о количестве букв и те явления, которые зависят от количественных закономерностей. Здесь гласные претендуют на первое место… Без гласной нет и слога. Поэтому, если вы возьмете страницу какого-либо стихотворного или прозаического латинского текста и отдельно подсчитаете в строках гласные и согласные, то вы наверняка убедитесь, что гласных очень много… Если все гласные на одной странице будут насчитывать, скажем, 300 букв, то количество всех согласных, вместе взятых, составит около 400 букв. Я заметил, что среди гласных буква „О“ хотя и встречается не менее часто, чем согласные, но реже других гласных… Когда в конце слова согласные следуют за гласной, этой конечной согласной всегда будет „Т“, „S“ и „X“, к которой может быть добавлена „С“.
Затем Альберти коротко останавливается на особенностях итальянского языка и переходит к решению задачи вскрытия шифра на основе анализа повторяемости букв в тексте. Оставшаяся часть трактата посвящена вопросу повышения стойкости шифров.
В дальнейшем преклонный возраст не позволил Альберти развить идеи из области криптоанализа, изложенные им в своем трактате. Это за него сделал молодой одаренный человек по имени Джованни Порта.
Порта родился в Неаполе в 1535 г. Его воспитанием занимался образованный дядя. Уже в возрасте десяти лет Джованни сочинял очерки на латинском и итальянском языках. После путешествия по Европе он возвратился в Неаполь для завершения образования. Порте было всего лишь 28 лет, когда он опубликовал книгу под названием «О тайной переписке». Ее первые два раздела посвящены криптографии, а в оставшихся двух излагаются основы криптоанализа и рассматриваются лингвистические особенности, которые помогают при вскрытии шифров. Книга Порты содержит первое в Европе описание того, как следует вскрывать шифр простой замены, когда шифртекст не разделен на слова или разделен неправильно. Порта также предвосхитил всех других авторов, описав то, что считается вторым по значимости приемом в современном криптоанализе:
«…Когда тема переписки известна, исследователь может сделать проницательные предположения относительно слов, которые обычно употребляются в таком контексте. Эти слова можно без большого труда обнаружить, подмечая в текстах количество знаков, а также сходство и различие букв… Каждой теме характерны некоторые общие слова, которые сопутствуют ей, будучи необходимы. Например, в любви – это страсть, сердце, огонь, пламя, сгорать, жизнь, смерть, жалость, жестокость; на войне – это солдат, командир, генерал, лагерь, оружие, бороться и т. д. Таким образом, этот прием вскрытия, который не основан на анализе самих документов или на попытке разбить текст на гласные или согласные, может облегчить задачу».
В своей книге Порта также дал один мудрый совет, который и сегодня полезен криптоаналитику в той же степени, в какой он был уместен в Италии эпохи Возрождения:
«Необходимы самая полная сосредоточенность и усердие, чтобы свободная от посторонних мыслей голова, когда все остальное отложено в сторону, была всецело занята единственной задачей доведения начатого дела до успешного завершения. И все-таки, когда такая задача требует чрезмерного напряжения и необычных затрат времени, напряжение не должно быть непрерывным, не следует изнурять мозг сверх меры, ибо слишком большие усилия и продолжительная умственная нагрузка приводят к нервному истощению, после которого голова уже менее пригодна для подобных вещей и из нее уже не выжмешь ничего…»
А далее Порта делится с читателем своим собственным практическим опытом работы:
«Кроме того, далеко немаловажно, чтобы сообщение было написано рукой автора или искусного писца, ибо если перехваченное сообщение будет скопировано неправильно или если оно выйдет из-под руки человека незнакомого с искусством шифра, то в результате, поскольку правописание нарушено, любая интерпретация сообщения будет блокирована».
Подобный опыт приходит только к криптоаналитику, имеющему дело с сообщениями, в которых буквы часто бывают пропущены, переставлены или заменены на другие. Это случается лишь при обработке настоящих криптограмм. Задачи, встречающиеся в книгах по криптоанализу того времени, всегда безукоризненно составлены с точки зрения правописания и поэтому легко решаются. Скорее всего, Порта регулярно занимался криптоанализом, выполняя поручения папской курии.
В полной мере замечательные способности Порты проявились при решении наиболее трудной проблемы криптоанализа эпохи Возрождения – вскрытии многоалфавитных шифров. Несмотря на высокую оценку, которой эти шифры тогда были повсеместно удостоены, Порта отказался признать их неуязвимость и разработал для них методы вскрытия. Хотя эти методы и не универсальны, их основная ценность состоит в примененном Портой смелом подходе, который и привел его к успеху.
Для начала Порта попытался прочесть шифртекст, который его современники получали на специальном приспособлении для шифрования. Это приспособление состояло из внутреннего неподвижного диска, на который по часовой стрелке был нанесен алфавит открытого текста, и из внешнего подвижного с рядом причудливых шифрзнаков. Внешний диск после зашифрования очередной буквы поворачивался по часовой стрелке на один шаг. Порта заметил, что если в каком-либо слове открытого текста три буквы подряд стояли в алфавитной последовательности, один и тот же шифрзнак троекратно повторялся в получаемом шифртексте. Это помогло ему прочитать одну замысловатую криптограмму.
Затем Порта модифицировал разработанный им метод, чтобы дешифровать другую сложную многоалфавитную криптограмму. Она была составлена в соответствии с принципом, изложенным в 1553 г. итальянцем Джованни Белазо. Тот опубликовал брошюру под названием «Шифр синьора Джованни Белазо», в которой предложил использовать легко запоминаемый ключ. Буквы такого ключа последовательно выписывались над буквами открытого текста. Ключевая буква, которая стояла в паре с данной буквой открытого текста, указывала на шифралфавит, который следовало использовать для ее зашифрования.
По мнению Порты, в исследуемой им криптограмме троекратное повторение буквы шифртекста сигнализировало о том, что ключом с тремя буквами, расположенными в обычном алфавитном порядке, зашифрован открытый текст, в котором было три буквы в порядке, противоположном алфавитному. Рассуждая по этому поводу, Порта вплотную подошел к универсальному методу вскрытия многоалфавитных шифров, найти который он так стремился:
«Поскольку… между первыми тремя „М“ и этими же тремя буквами, повторенными в 13-м слове, находится 51 буква, я прихожу к выводу, что ключ повторен три раза, и правильно считаю, что он содержит 17 букв».
