štvrtok, 7. júna 2012

Jacopo Silvestri a jeho dielo o kryptografii

Florenťan Jacopo Silvestri uverejnil v poradí druhú tlačenú knihu o kryptológii a to v Ríme v roku 1526. Jej úvodná strana len málokedy býva citovaná v jej úplnosti, preto si ju uvedieme zrejme poprvýkrát v slovenskom preklade:


Nové dielo, mimoriadne užitočné pre hradných pánov, veliteľov armád, špiónov, obrancov otčiny, zahraničných cestovateľov, kupcov, vojakov, vynálezcov a všetkým kniežatám oddaným svedomitej práci a učeniu, určené pre správne písanie a čítanie šifier v latinčine, gréčtine, taliančine a mnohých iných jazykov podľa ľubovôle. 
Nové dielo, najužitočnejšie pre ctihodných kupcov a pre akékoľvek iné osoby, ktoré sa vďaka nemu naučia ako vytvoriť mnoho druhov šifier podľa spôsobov starovekých a súčasných pánov a kniežat vo svete. A naviac sa z neho naučia ďalší druh šifry, novo objavenej, ktorá sa nedá prečítať pomocou žiadneho ľudského zariadenia bez znalosti jej riešenia, vysvetľujúc tým, že znalosť jednej šifry nie je na škodu inej. A v ďalšom táto práca učí, ako dešifrovať mnoho druhov šifier podľa pravidiel a iných tajných metód dešifrovania spomínaných šifier, podľa toho, či boli vytvorené v latinskom jazyku, bežnej gréčtine alebo v akomkoľvek ďalšom jazyku, pričom  na krajine jeho pôvodu vôbec nezáleží, keďže dielo je spísané v latinskom jazyku a opakované v jazyku pospolitého ľudu.

Titulná strana
Toto neveľké dielko, majúce názov Opus novum...principibus maxime vtilissimum pro cipharis, napísané na 88 stranách a majúce rozmery menšieho octavo, sa začína scénou akoby vystrihnutou z Danteho Božskej komédie, o autorovi utekajúcom z Ríma pred morovou epidémiou a napokon uchyľujúcom sa na malom dedinskom panstve blízko rieky Tiber. Tu ho navštívi jeho etruský priateľ, s ktorým pri rozhovore o antických spôsoboch písania príde na pretras aj kryptológia. Silvestriho priateľ ho uprosí, aby spísal všetko čo vie o nej k všeobecnému úžitku. Ale značná ak nie všetkých 88 stránok Opus novum... sa venuje zväčša slovníku, ktorý môže slúžiť ako základ pre malú kódovú knižku. Na jej konci je uvedené autorské právo, udelené mu vtedajším pápežom Klementom VII. (Giulio de Medici), v ktorom ho pápež nazýva "milovaným synom", to môže naznačovať, že pracoval vo vatikánskej Kúrii ako Segretario della Cifra - Tajomník pre šifry. Nezdá sa, že by bol učencom, pretože ako poznamenáva archivár a historik, svojho času gymnaziálny profesor v Berlíne, Dr. F. Wagner, písal "v chybnej a nie vždy správnej latinčine". Tento autor sa o ňom a aj o ním popísaných šifrovacích systémoch zmieňuje čo najpodrobnejšie. Záver znie nasledovne:
"....autor navrhuje výrazne omnoho praktickejšie a jednoduchšie metódy než jeho predchodca Tritheim. Len veľmi zriedkavo je badať vplyv teórií toho druhého na kryptografickú prax, a to do tej miery ktorá môže byť patrná z jeho dôverných vzťahov s mnohými kniežatami, zatiaľčo šifrovacie metódy navrhnuté Silvestrim sa v len málo pozmenenej forme mali zachovať v spôsoboch a prostriedkoch, ktoré využívajú moderné diplomatické zbory. Len z tohto uvedeného je zrejmé, že jeho kniha si zaslúži jedinečné ocenenie."
Podľa neho je tiež pomenovaná zdokonalená transpozičná šifra, ktorá tvorila základ známej otočnej mriežky (nem. patrone geheimschrift, angl. turning grille). Silvestri taktiež uvádza, že tento systém vznikol už v staroveku. 
Transpozičná šifra, vo forme mriežky, uvádzaná Silvestrim

Používa sa v nej obdĺžnik alebo štvorec, ktorého polia sa v ľubovoľnom poradí očíslujú. Toto poradie v obrazci tvorí číselný kľúč. Písmená otvoreného textu sa postupne prepisovali do šifrového textu podľa poradia a miesta, tj. dvojrozmerne, plošne podľa vopred dohodnutého číselného kľúča. Na miesto jedničky prvé písmeno otvoreného textu, na miesto dvojky druhé písmeno a tak ďalej.
Takýto kľúč mohol mať napríklad nasledujúcu podobu:
            
             3   8   2   7   14   13
            18  12  16  17   11    4
            10   9  15   1    6    5

Po vyčerpaní všetkých čísel kľúča sa začínalo opäť u jednotky. V prípade, že počet písmen otvoreného textu nebol bezo zvyšku deliteľný počtom čísel v kľúči, zvyšné voľné miesta sa museli doplniť klamačmi. Kľúč mohol mať rôzny počet číslic, menej i viac než má náš príklad, v ktorom je použitý kľúč s 18 číslami idúcimi po sebe v poradí bez jednotky.
Veta PRIDEM V NEDELU RANO X, zašifrovaná plošným číselným kľúčom uvedeným vyššie, má nasledujúcu podobu:

                    I N R V R U
                    X L N O E D
                    D E A P M E

Čo prepísané do vodorovných riadkov po päticiach vypadá nasledovne:

                INRVR UXLNO EDDEA PME

Adresát prepíše túto správu do podobného obdĺžnika o 6x3 poliach a vyberá postupne písmená podľa horného kľúča: najprv prvé P, potom druhé R, tretie I, štvrté D, piate E atď.
Značnou nevýhodou tejto metódy je veľmi zdĺhavé (a určitej opatrnosti vyžadujúce) zašifrovanie a dešifrovanie, pretože je potrebné jednotlivé číslice hľadať v celom obĺžniku.
Lúštenie správ zašifrovaných pomocou tejto metódy pomocou ceruzky a papiera je relatívne zložité, hlavne pri obrazcoch s veľkými rozmermi. Pre lúštiteľa je to vlastne určitý druh prešmyčky o značnom počte písmen. S výhodou tu prichádzajú na pomoc počítačové programy.


Jedna dvojstránka z knihy 
Opus novum..., Jacopa Silvestriho
Vyobrazenie šifrovacieho disku, všimnite si, že Silvestriho abecedný kľúč neobsahuje písmená j, v, w, a y. "Tri znaky, ktoré na disku nasledujú po písmene Z predstavujú: ampersand (& = et); symbol často používaný v stredovekej latinčine znamenajúci us resp. um na konci slov (napr. plurib9 = pluribus), resp. com, con, cum, alebo cun na začiatku slov (napr. 9cedo = concedo); a symbol používaný ako skratka pre koncovku rum, latinský genitív plurálu (illo# = illorum). znak v tvare kľukatej cesty v strede obrázka by zrejme mal byť malou kľukou na otáčanie pohyblivého disku"
Ako v poradí piaty spôsob šifrovania Silvestri vo svojom diele vysvetľuje použitie jednoduchej kódovej knihy, ktorý ako píše vynašiel sám a o ktorom na titulnej strane tvrdí, že je nerozlúštiteľný. Je to systém kódu, prispôsobený na vysoko ohybnú povahu latinského jazyka. Každá z komunikujúcich strán by mala vlastniť kódovú knižku, v ktorej je zoznam koreňov alebo elementárnych slovných foriem zostavený do viacerých stĺpcov. Symbol na vrchole každého stĺpca v kombinácii so symbolom pre riadok určuje koreň. K tomu sa môžu pridať ďalšie symboly udávajúce gramatické tvary pre rod, číslo a pád pre podstatné a pridavné mená a osobu, číslo, čas, znelosť a spôsob pri slovesách. Je však zrejmé, že Silvestri značne precenil bezpečnosť tohto šifrovacieho systému.
Ukážka tabuľky latinských gramatických tvarov v systéme
 jednoduchej kódovej knihy podľa Silvestriho
V ďalšom popise rozoberá Egyptské hieroglyfy. Pretože čerpá od autorov ako je Horapollo Niliacus, opakuje obvyklé omyly jeho doby. Navrhuje, že správy sa dajú prenášať pomocou symbolických obrázkov, čo je v podstate pravda, ale množstvo informácií a presnosť pri prenose je ďaleko od želateľného. Následne navrhuje, žeby sa ako určitý druh kódu dali využiť knihy prísloví a porekadiel, ale znovu, ich prínos a význam by bol len nejasný. Svoje dielko uzatvára krátkym rozprávaním o zložení a použití sympatetických atramentov a  dobre známych príbehov ako je ten o otrokovi, ktorý prenášal posolstvo potetované na oholenej hlave.  
I keď Silvestri nebol veľkým inovátorom, jeho kniha bola prvou praktickou príručkou o kryptografii a kryptoanalýze, ktorá vyšla tlačou. Čo je však zaujímavé, absentoval v nej okultizmus a mystifikácia známa z Trittheimových diel a ak uvážime, že obsahovala aj verziu v talianskom jazyku, jej vydanie sa jasne uskutočnilo so zámerom zasiahnuť široký okruh čitateľov. Silvestriho renomé medzi historikmi kryptológie by jednoznačne malo byť na vyššej úrovni ako je v súčasnosti.

Literatúra:

  1. Wagner, F.: Studien zu einer Lehre von der Geheimschrift (Chiffernkunde), Archivalische Zeitschrift Bd. 11-13, 1886-1888, 12: pp. 1-9,
  2. Arnold, Philip M.(1980) 'AN APOLOGY FOR JACOPO SILVESTRI', Cryptologia, 4: 2, 96 — 103

(pokračovanie...)

Žiadne komentáre:

Zverejnenie komentára