WikiSort.ru - Не сортированное

Характеристика

Шифр ВИК относится к нигилистической семье шифров.^[2] Его можно описать как «подстановочный моноалфавитный шифр, усиленный двойной модифицированной перестановкой».^[1] Шифр основывался на принципах перестановки символов и замены их другими, а также использовал 4 ключа и начинался со сложной процедуры получения псевдослучайной числовой последовательности, что делало его одним из сложнейших среди всех известных «ручных шифров» XX века.^[3]

Алгоритм шифрования

В этом разделе процесс шифрования рассмотрен на примере сообщения, переданного на пятицентовой монете.^[3]

В шифре использовалось сразу 4 ключа: ключевое шестизначное число, 20 букв ключевой фразы, 7 букв ключевого слова и небольшой личный номер агента. В упомянутом сообщении в качестве первого ключа использовалась знаменательная дата — 3 сентября 1945 года — день победы Советского Союза над Японией — записанная в форме: 391945. Текстовый ключ был выбран из песни М. Исаковского «Одинокая гармонь»:

Снова замерло всё до рассвета — Дверь не скрипнет, не вспыхнет огонь. Только слышно — на улице где-то Одинокая бродит гармонь.

Кодовым словом являлось слово «СНЕГОПАД». Личным номером Вика было число 13.

Кроме того, для каждого шифра выбирался случайный пятизначный «индикатор» шифра. В приведённом примере это число 20818.

1. Вначале производилось вычитание по модулю 10 первых пяти цифр числового ключа из цифр индикатора:
   $${\displaystyle {\begin{matrix}-{\begin{matrix}2\ 0\ 8\ 1\ 8\\{\underline {3\ 9\ 1\ 9\ 4}}\\\end{matrix}}\\\ \ \ 9\ 1\ 7\ 2\ 4\end{matrix}}{\pmod {10}}}$$

   
   Шестая цифра числового ключа используется в самом конце алгоритма.
2. Далее брался текстовый ключ, делился на две половины, и буквы внутри каждой половины нумеровались в порядке следования по алфавиту:

   

3. На третьем шаге полученная в п.1 пятизначная группа цифр дополнялась до десятизначной методом цепи дополнений: последние пять цифр получались сложением соседних цифр выписанного числа по модулю 10, а именно: подсчитывалась сумма очередной пары цифр, результат по модулю 10 записывался в конец последовательности, переходили к следующей паре и так далее: ${\displaystyle 9+1=0,\ 1+7=8,\ 7+2=9,\ 2+4=6,\ 4+0=4{\pmod {10}}}$ . Получено число 9172408964.
4. Далее производилось суммирование соответствующих цифр полученного числа и первой половины последовательности, полученной в п.2:
   $${\displaystyle {\begin{matrix}+{\begin{matrix}7\ 4\ 2\ 0\ 1\ 5\ 6\ 3\ 9\ 8\\{\underline {9\ 1\ 7\ 2\ 4\ 0\ 8\ 9\ 6\ 4}}\end{matrix}}\\\ \ \ 6\ 5\ 9\ 2\ 5\ 5\ 4\ 2\ 5\ 2\end{matrix}}{\pmod {10}}}$$

   
5. Создавалось правило перекодировки с использованием второй части последовательности, полученной в п.2, в качестве образов для цифр 1,2,3…,9,0:
   $${\displaystyle {\begin{matrix}1&2&3&4&5&6&7&8&9&0\\\downarrow &\downarrow &\downarrow &\downarrow &\downarrow &\downarrow &\downarrow &\downarrow &\downarrow &\downarrow &\\6&8&7&1&9&5&4&0&3&2\\\end{matrix}}}$$

   
6. Применяя полученное правило, перекодировали результат, полученный на четвёртом шаге:
   $${\displaystyle {\begin{matrix}6&5&9&2&5&5&4&2&5&2\\\downarrow &\downarrow &\downarrow &\downarrow &\downarrow &\downarrow &\downarrow &\downarrow &\downarrow &\downarrow &\\5&9&3&8&9&9&1&8&9&8\end{matrix}}}$$

   
7. Методом цепи дополнений, упомянутым в п.3, для полученной десятизначной последовательности генерировались следующие 50 псевдослучайных цифр:

   

8. Последние 10 полученных цифр нумеровались в порядке возрастания (0 шёл после 9) цифрами 1,2…9,0, а одинаковые цифры — в порядке следования:

   

   Окончательно полученные 10 цифр применялись для построения квадратного шифра:

   

   Рисовалась таблица с 4 строками и 10 столбцами, в первой строке записывались первые 7 букв кодового слова, в остальных строках записывались в вертикальном порядке остальные буквы русского алфавита, точка, запятая, а также некоторые условные обозначения: «п/л» — переход на латинскую азбуку, «н/ц» — начало цифрового текста, «н/т» — начало шифруемого текста, «пвт» — повторение предыдущего текста. Номерами столбцов служили полученные 10 цифр, первый столбец оставался без номера, остальные 3 получали номера, соответствующие последним 3 цифрам числа. Соответствие устанавливалось следующим образом: каждая буква заменялась на число, состоящее из номера строки и номера столбца. Символы первой строки, не имеющей номера, заменялись номером столбца.
9. Пункты 1-8 описывают лишь подготовку к шифрованию. Само же шифрование текста происходит в следующих четырёх пунктах. Все предыдущие вычисления нужны были лишь для получения таблицы перекодировки в цифровой текст, изображённой в п.8, а точнее, числовой последовательности, записанной сверху и слева от этой таблицы. Использование столь сложной системы было обоснованным, так как все четыре используемых ключа в шифре при общении с одним агентом оставались неизменными. И лишь использование случайного пятизначного «индикатора» позволяло до неузнаваемости изменять таблицу перекодировки. При помощи полученной по ключу «СНЕГОПАД» таблицы текст переводился в числовой вид:
   Приведение текста к числовому виду

   

   Перекодировка имела интересные особенности: цифры, помимо того что обособлялись кодом «н/ц», представлялись в закодированном виде своим трёхкратным повторением; кавычки записывались в виде двух запятых. Кроме того, процесс перекодировки случайным образом начался со слова «прикрытия», начало же сообщения обозначено кодом «н/т». В конец добавлены 3 незначащих цифры до кратности пяти общего количества цифр.
10. В шифре ВИК применялись две последовательные перестановки, для осуществления каждой из которых составлялась таблица. Именно для определения размеров таблиц использовался личный номер агента. Кроме того, из 50-значной псевдослучайной последовательности, полученной в п.7, брались две последние неравные цифры (4 и 1). Суммируя эти цифры с номером агента, получали, соответственно, количество столбцов в первой и второй таблицах: ${\displaystyle 13+4=17,\ 13+1=14}$ . Также необходимо было выбрать ключевой набор цифр, которые ставили в соответствие каждому столбцу двух таблиц, то есть в данном случае всего нужно было выбрать 31 цифру. Извлекались цифры из той же таблицы в п.7. Воспроизведём её снова, добавив вторую строку, размещающую порядковые номера ключевых цифр, данных в первой строке (операция, подобная проведённой в п.8):

    

    Цифры выбирались сверху вниз по вертикалям; выбираемые столбцы следовали согласно нумерации, данной во второй строке. В результате получали последовательность из 31 псевдослучайной цифры:
    $${\displaystyle 9\ 6\ 0\ 3\ 3\ 1\ 8\ 3\ 6\ 6\ 4\ 6\ 9\ 0\ 4\ 7\ 5\ 3\ 0\ 2\ 7\ 4\ 3\ 0\ 4\ 2\ 8\ 7\ 7\ 1\ 2}$$

    
11. Записывалась первая таблица с 17 колонками, в верхних двух строках располагались первые 17 из полученных ключевых цифр и их порядковые номера, далее по горизонталям выписывался полученный в п.9 числовой код:
    Первая таблица перестановки

    

    Аналогично пункту 10, выписывались столбцы основной части таблицы в порядке согласно нумерации во второй строке таблицы:
    Результат первой перестановки

    $${\displaystyle {\begin{matrix}65730\ 94337\ 57918\ 93912\ 33454\ 79336\ 09626\ 19501\ 25307\ 11389\\39831\ 27711\ 22124\ 67057\ 18113\ 69528\ 25846\ 62487\ 14525\ 19541\\59657\ 49882\ 53977\ 55521\ 12020\ 22616\ 19691\ 39210\ 50224\ 19061\\15015\ 85111\ 16771\ 66813\ 26469\ 24410\ 13061\ 79325\ 69169\ 36190\\37853\ 81829\ 12416\ 70771\ 26347\ 31641\ 18190\ 58767\ 26821\ 07219\\87801\ 55852\ 16927\ 93461\ 17925\ 60061\ 39822\ 18702\ 55133\ 51295\\91830\ 31616\ 00124\ 04173\ 12730\ 22194\ 70117\ 97051\ 79172\ 09917\\64726\ 29717\ 64102\ 11544\ 95219\ 37741\ 30511\ 66516\ 99557\ 15416\\95676\ 56980\ 15856\ 70225\ 18606\ 34127\ 31225\ 69809\ 83128\ 21126\\06292\ 37794\ 12197\ 07819\ 88905\ 23574\ 27822\ 93667\ 51381\ 22871\\22721\ 14616\ 02102\ 79589\ 15076\ 12839\ 68815\ 85113\ 92076\ 16299\\51385\ 50029\ 69000\ 99173\ 75061\ 38422\ 73611\ 33394\ 29221\ 11693\\87051\ 94122\ 09761\ 14517\ 17023\ 75574\ 13191\ 70751\ 19127\ 59011\\21067\ 11215\ 92161\ 24149\ 11316\ 90666\ 62820\ 21503\ 18146\ 55162\\64262\ 80016\ 59256\ 93006\ 01166\ 81349\ 12714\ 85268\ 85671\ 93721\\60921\ 43689\ 53044\ 81554\ 79513\ 14822\ 96519\ 82092\ 01166\ 18974\\21279\ 68401\ 71492\ 87172\ 16657\ 77796\ 50716\ 16161\ 22032\ 91749\\95102\ 03521\ 91561\ 22679\ 62982\ 79566\ 89671\ 08561\ 73352\ 96829\\17607\ 92209\ 60569\ 21508\ 32391\ 18551\ 38533\ 65545\ 74181\ 55386\\86641\ 11121\ 36411\ 10154\ 26496\ 32273\ 42349\ 03091\ 29316\ 31287\\51622\ 09150\ 32227\ 68367\ 69665\ 18322\end{matrix}}}$$

    
12. Вторая перестановка являлась неравномерной. Для её осуществления составлялась вторая таблица, в данном случае состоящая из 14 строк. В первых двух строках располагались последние 14 кодовых цифр и их номера. Число оставшихся строк подбиралось достаточным для вмещения всех цифр текста. Для размещения 1030 цифр необходимо 74 строки. Затем в основной части таблицы окрашивались треугольные области: k-ая область опиралась верхним левым углом на строку с номером (согласно нумерации во второй строке) k, нижний правый угол упирался в край таблицы:
    Вторая таблица перестановки

    

    В таблицу по строкам записывался полученный в п.11 текст, причём вначале целиком заполнялась серая область таблицы, затем жёлтая — до использования всех цифр. По подобию пункта 11, текст основной таблицы выписывался по столбцам, согласно нумерации во второй строке, в таблицу:
    Результат второй перестановки

    $${\displaystyle {\begin{matrix}{\color {Red}207}\\\\14546\ 36056\ 64211\ 08919\ 18710\ 71187\ 71215\ 02906\ 66036\ 10922\\11375\ 61238\ 65634\ 39175\ 37378\ 31013\ 22596\ 19291\ 17463\ 23551\\88527\ 10130\ 01767\ 12336\ 16669\ 97846\ 76559\ 50062\ 91171\ 72332\\19262\ 69849\ 90251\ 11576\ 46121\ 24666\ 05902\ 19229\ 56150\ 23521\\51911\ 78912\ 32939\ 31966\ 12096\ 12060\ 89748\ 25362\ 43167\ 99841\\78271\ 31194\ 26838\ 77221\ 58343\ 61164\ 14349\ 01241\ 26269\ 71578\\31734\ 27562\ 51236\ 12982\ 18089\ 66218\ 22577\ 09454\ 81216\ 71953\\26986\ 89779\ 54197\ 11990\ 23881\ 48884\ 22165\ 62992\ 36449\ 41742\\30267\ 77614\ 31565\ 30902\ 85812\ 16112\ 93312\ 71220\ 60369\ 12872\\12458\ 19081\ 97117\ 70107\ 06391\ 71114\ 19459\ 59586\ 80317\ 07522\\76509\ 11111\ 36990\ 32666\ 04411\ 51532\ 91184\ 23162\ 82011\ 19185\\56110\ 28876\ 76718\ 03563\ 28222\ 31674\ 39023\ 07623\ 93513\ 97175\\29816\ 95761\ 69483\ 32951\ 97686\ 34992\ 61109\ 95090\ 24092\ 71008\\90061\ 14790\ 15154\ 14655\ 29011\ 57206\ 77195\ 01256\ 69250\ 62901\\39179\ 71229\ 23299\ 84164\ 45900\ 42227\ 65853\ 17591\ 60182\ 06315\\65812\ 01378\ 14566\ 87719\ 92507\ 79517\ 99651\ 82155\ 58118\ 67197\\30015\ 70687\ 36201\ 56531\ 56721\ 26306\ 87185\ 91796\ 51341\ 07796\\76655\ 62716\ 33588\ 21932\ 16224\ 87721\ 85519\ 23191\ 20665\ 45140\\66098\ 60959\ 71521\ 02334\ 21212\ 51110\ 85227\ 98768\ 11125\ 05321\\53152\ 14191\ 12166\ 12715\ 03116\ 43041\ 74822\ 72759\ 29130\ 21947\\15764\ 96851\ {\color {Red}20818}\ 22370\ 11391\ 83520\ 62297\end{matrix}}}$$

    
    Текст разбивался на пятизначные группы, а вверху указывалось их количество. Групп, соответствующих шифротексту, было 206, но на пятое с конца место вставлено число 20818 — случайный индикатор, используемый в п.1. Число 5, определяющее размещение вставленной группы, есть не использованная ранее последняя цифра числового ключа. Именно текст, изображённый в последней таблице, был обнаружен внутри пятицентовой монеты летом 1953 года.