От военных сообщений Цезаря до диалогов в WhatsApp: что такое шифрование и как оно работает?
Шифрование данных сегодня необходимо не только в работе спецслужб или делишках мафии, но и везде, где важна конфиденциальность информации. Онлайн-торговля, система электронного документооборота, приватный диалог в мессенджере — перечислять можно долго.
В Международный день защиты информации, который отмечается 30 ноября, рассказываем о методах шифрования (и показываем их работу на примерах с мемами), а также вносим ясность, чем шифр отличается от кода.
Что такое шифрование и чем шифр отличается от кода?
Это преобразование информации таким образом, чтобы посторонние не могли ее прочитать или понять. Этот процесс обеспечивает конфиденциальность, целостность и безопасность данных. Для шифрования необходимы три составляющих:
- объект (сами данные, которые мы хотим защитить);
- алгоритм (способ преобразования данных);
- ключ (секретная уникальная последовательность символов, с помощью которой можно зашифровать или дешифровать данные).
Часто слова «шифрование» и «кодирование» используют как синонимы, но между этими понятиями есть разница. Шифрование применяется, когда открытую всем информацию надо изменить так, чтобы ее никто не понял, кроме имеющих ключ. Кодирование же — когда информацию, напротив, нужно сделать понятной для всех.
«Бытовые» примеры кодирования мы наблюдаем вокруг каждый день: так, дорожные знаки, цвета светофора и жесты регулировщика кодируют правила дорожного движения, иконки на смартфоне — информацию о том, какое за ними скрывается приложение, а ноты — инструкцию по исполнению музыки.
Интересно, что если попытаться вспомнить пример использования кодов в литературе, на ум придет «Код да Винчи» Дэна Брауна, но в этом произведении речь идет не о кодах, а о шифрах. В частности, там упоминается созданный на основе инверсии древнееврейского алфавита шифр Атбаш (но о нем чуть позже).
Какие есть методы шифрования и как их использовать?
Вы, наверное, ждете, когда уже будут мемы? Итак, мы собрали несколько способов шифрования, в которых легко разберется даже далекий от премудростей криптографии человек. Конечно, при современной защите важных данных используются более сложные подходы, но ведь вы и не собираетесь прямо сейчас создавать свой мессенджер с шифрованием переписки? Зато, наверное, не откажетесь посмотреть, как работают шифры, на примерах с мемами.
Шифр A1Z26 (или шифр простой подстановки)
Как работает: каждая буква меняется на число, соответствующее ее порядковому номеру в алфавите.
Попробуем применить: возьмем английский алфавит и мемное обозначение умиротворенного песика Chill Guy. «C» у нас третья, «h» — восьмая и так далее. Получится 3 8 9 12 12 7 21 25. Как видите, достаточно чилловый процесс.
Шифр Цезаря (наверное, вы уже поняли, что его назвали в честь римского императора Юлия Цезаря, — утверждается, что он с помощью этого шифра защищал военные сообщения)
Как работает: каждая буква сдвигается на фиксированное число позиций. Например, с шагом 5 буква «А» будет зашифрована как «Е», а с шагом 3 — как «Г».
Попробуем применить: возьмем часть фразы из недавно вирусившейся песни Игоря Вихорькова «…творог собрался, ребята». Возьмем шаг 2 — будем сдвигать каждую букву вправо на две позиции. Получится «фдртре ургтвнуб, тжгбфв» — теперь даже можно сойти за приличного, если добавить и зашифровать околообсценные словечки из песни.
Шифр Атбаш (выше мы уже упоминали его, он основан на инверсии алфавита, который будто бы сгибается пополам)
Как работает: первая буква алфавита меняется на последнюю — «А» превращается в «Я», вторая на предпоследнюю — «Б» становится «Ю».
Попробуем применить: возьмем также разлетевшуюся на мемы фразу из фильма «Субстанция» — «Вы когда-нибудь мечтали стать лучшей версией себя?». После замены букв получится «Эд фрьыя-сцюлыг тъзмяуц нмямг улзжъх эъонцъх нъюа?». Теперь, вероятно, вы на самом деле приблизитесь к тому, чтобы стать моложе, красивее, идеальнее.
Шифр транспонирования (например, столбчатый)
Как работает: символы исходного текста заключены в таблицу: каждый символ написан горизонтально с заданной шириной алфавита. Если читать вертикально, получается совсем иной текст — это и есть его зашифрованная версия.
Попробуем применить: возьмем короткое выражение «кринж или база» и заключим его в мини-табличку. При чтении по вертикали получится «кнларжизииба». Скорее, конечно, это кринж, но вышло наглядно.
Квадрат Полибия (назван по имени предложившего такую систему полководца, сначала предназначался для греческого алфавита, но распространился и на другие языки)
Как работает: это квадрат 5х5 или 6х6, строки и столбцы которого нумеруются от 1 до 5 (или от 1 до 6). Каждая буква шифруется парой цифр: первая — номер строки, вторая — номер столбца.
Попробуем применить: зашифруем «люблю “Постньюс”» (кавычками придется пренебречь). «Л» по номеру строки дает 3, по номеру столбца — 1, шифруется как 31, «Ю» по номеру строки — 6, по номеру столбца — 2 и так далее. Итого слово «люблю» выглядит как 31 62 12 31 62. То же самое проворачиваем с каждой буквой второго слова и получаем 35 34 41 42 33 56 62 41. В целом же фраза будет выглядеть как 31 62 12 31 62 35 34 41 42 33 56 62 41. Теперь никто не сможет узнать, к какому СМИ вы питаете нежные чувства.
