Математика и криптография : тайны шифров и логическое мышление - [3]

Вот, например, тебе пришло письмо, в котором есть такой текст:

Первый взгляд на этот текст заставляет отбросить «это» и заявить, что разгадать его смысл невозможно. Но так ли это? Давай попробуем разобраться.

Выше я уже говорил, что замена символов, которыми обозначаются буквы, не влияет на частоты букв. Именно этим мы сейчас и воспользуемся. Для начала я приведу таблицу, про которую в первую очередь вспоминает всякий уважающий себя криптоаналитик. Вот она:

О чём эта таблица? В ней указаны частоты встречаемости букв в русском языке в обычных текстах. Как видишь, буква «О» встречается чаще всего. Можно сказать, что каждая десятая буква в тексте на русском языке, — это буква «О». Второе место занимает буква «Е» (вместе с «Ё»). Далее, соответственно, идут буквы «А», «И» и т. д. Самая редкая буква в русском языке — «Ъ».

Теперь я приведу примерный алгоритм , то есть последовательность шагов для расшифровки сообщения. Вот он:

1. Сначала надо точно подсчитать количество букв в сообщении. Для этого можно взять чистый лист бумаги в клетку и для каждого символа шифрограммы откладывать одну незаполненную клеточку. Клеточки, соответствующие пробелам, надо подчёркивать. После того как всё сообщение будет переведено в клеточки, надо просто посчитать пустые клетки без подчёркиваний.

2. Дальше следует построить таблицу. В ней должно быть два столбца и столько строк, сколько разных символов используется в шифрограмме. В первый столбец надо вписать все использованные символы.

3. Затем необходимо подсчитать количество каждого из отдельных символов и записать результаты во второй столбец. Это самая занудная часть алгоритма, но сделать это необходимо. Может быть, это займёт у тебя очень много времени, поэтому приступай к подсчетам, только когда у тебя есть возможность и желание заниматься. Как только ты устанешь, надо отложить это занятие и заняться чем-нибудь другим. Так за несколько подходов ты сможешь довести дело до конца.

4. После того как частоты всех символов посчитаны, надо нарисовать ещё одну такую же таблицу. Однако теперь записывай в нее символы по убыванию частоты. В первой строке должен находиться самый часто встречаемый символ и его количество в тексте. Во второй строке — следующий по частоте и т. д. Ты уже понимаешь, к чему мы ведём?

5. Теперь организуй рабочий цикл. В шифрограмме ты видишь символ, который встречается чаще всего. А в русском языке чаще всего встречается буква «О». Можно выдвинуть гипотезу , то есть сделать предположение, что этот символ и есть буква «О». После этого впиши букву «О» в тот самый размеченный лист, с помощью которого мы считали буквы в сообщении — в те клетки, которые соответствуют самому часто встречающемуся символу.

6. Теперь посмотри на частично разгаданный текст. В нём могут встретиться слова, о значении которых можно догадаться. Например, если есть слово из двух букв, стоящее после запятой, и вторая буква в этом слове — «О», то наверняка это слово «НО». А уж если оно встречается несколько раз, и всегда после запятой, то это точно слово «НО». Значит, теперь у нас есть вторая буква — «Н». Но если таких предположений сделать нельзя, то надо вернуться к шагу 5 и предположить значение следующего неразгаданного и наиболее часто встречающегося символа.

7. К таблице, которую мы заполняли на шаге 4, необходимо пририсовать ещё один столбец. В него мы будем записывать расшифровки символов.

Так, повторяя шаги 5 и 6, ты сможешь расшифровать весь текст. Однако иногда предположения относительно соответствия символов могут оказаться неверными. Это часто происходит, когда разгаданных символов ещё не так много, чтобы уже можно было видеть целые слова, а частоты разгадываемых символов примерно одинаковы. Тогда надо делать шаг назад в рассуждениях и выносить иное предположение. Также возможно, что в шифрограмме намеренно снижены или повышены частоты некоторых букв, и это может ввести в заблуждение. Но грамотный криптоаналитик в конце концов расшифрует и такой текст.

Давай попробуем разгадать по этому алгоритму ту шифрограмму, которая приведена несколькими страницами раньше. А после этого ты сможешь самостоятельно сделать то же самое с любой другой шифрограммой, текст в которой зашифрован этим способом, но, возможно, при помощи других значков.

Итак, в шифрограмме 419 букв (если твой результат отличается на пару букв, это не страшно, поскольку такая неточность не повлияет на результаты. А вот если ты ошибёшься на десяток букв, то тут уже придётся пересчитывать).

Теперь начнём считать частоты символов. В результате должна получиться примерно такая таблица:

Надеюсь, что ты заполнишь все остальные строки самостоятельно.

После того как таблица будет построена, строчки необходимо отсортировать по убыванию количества символов. Если это сделать, то в результате получится что-то вроде этого:

Как видно, здесь частота первых двух символов отличается только на единицу. Это очень неприятная ситуация, поскольку придётся делать гипотезы и проверять их. Впрочем, криптоаналитик при дешифровке всегда строит гипотезы и пытается их проверить. Так что давай сейчас построим одну гипотезу. Поскольку самой частой буквой в русском языке является «О», то предположим, что значок из первой строки отсортированной таблицы — это и есть буква «О». Что получится, если в соответствии с догадкой подставить эту букву в наш текст? Вот: