Взломщики кодов - [127]

Шрифт
Интервал

Из этих примеров видно, что частоты букв действительно довольно постоянны. Неоднократно проведенные опыты по их подсчету подтверждают этот факт. Например, восемь немецких криптоаналитиков независимо друг от друга подсчитали частоту буквы «е» в различных текстах на родном языке объемом примерно в тысячу букв. Полученные ими результаты колеблются от 16 до 19,2%. Эти цифры можно сравнить с подсчетом частот встречаемости букв, проведенным в лингвистических целях немецким филологом Ф. Кёдингом в 1898 г. Его подсчет можно принять за эталон: Кёдинг обработал 59298274 буквы, извлеченные из 20 миллионов слогов немецкого языка. Среди них он насчитал 10598015 букв «е», или 17,9%. Интересно, что средняя цифра от восьми результатов аналогичных подсчетов на текстах меньшего объема составляет 18%, то есть отклонение от нормы, полученной Кёдингом, составляет лишь одно «е» на тысячу букв. Получается, что любой человеческий язык укладывается в строгие статистические нормы!

В чем причина этого поразительного явления? Ответ можно найти с помощью разработанной после Второй мировой войны теории, которая называется «теория информации». Предметом ее изучения являются математические законы, которым подчиняются системы передачи данных. Созданная для решения проблем телефонии и телеграфии, она оказалась применима практически ко всем устройствам, передающим информацию, включая компьютеры и нервную систему животных. Ее идеи оказались настолько плодотворными, что были взяты на вооружение другими науками – психологией, лингвистикой, молекулярной генетикой, историей, статистикой и нейрофизиологией. Создатель этой теории стал также родоначальником ее применения в криптографии.

Клод Шеннон родился в городе Петоски в штате Мичиган 30 апреля 1916 г. Поступив в Мичиганский университет, Шеннон занялся серьезным изучением электротехники и математики. Именно там у него впервые проявился интерес к теории связи и криптографии.

В Массачусетском технологическом институте Шеннон написал диссертацию, в которой содержалось множество новаторских идей, связанных с разработкой телефонных систем. Получив степень доктора математических наук, Шеннон поступил на службу в лабораторию компании «Белл», которая была заинтересована в реализаций этих идей на практике.

«Во время Второй мировой войны,

– рассказывал Шеннон, -

компания «Белл» работала над засекречиванием информации. Я тогда занимался системами связи и был назначен в несколько комиссий, изучавших криптоаналитические методы. Начиная примерно с 1941 г., исследования в области математической теории связи и теории шифров велись мной одновременно. Я трудился в обеих областях сразу, и кое-какие идеи в одной из них возникали у меня, когда я работал в другой. Я не хочу сказать, что одна из этих областей доминирует над другой. Просто они настолько тесно связаны, что их невозможно разделить».

Хотя разработка обеих теорий была в основном завершена примерно к 1944 г., Шеннон продолжал уточнять полученные результаты до 1948-1949 гг., когда они были опубликованы в виде двух отдельных статей в солидном теоретическом журнале «Белл систем текникал джорнэл».

В обеих статьях Шеннона – «Математическая теория связи» и «Теория связи в секретных системах» – идеи излагаются в краткой, математической форме. Обе они изобилуют выражениями вроде «должно существовать единственное обратное преобразование» и формулами вида «TjRj(TkRl)-1TmRn». Тем не менее точный и выразительный стиль изложения Шеннона вдохнул в них жизнь. В результате его первая статья породила теорию информации, а вторая – теорию шифров.

Главной в работах Шеннона является концепция избыточной информации. В его интерпретации слово «избыточность» сохраняет свое основное значение ненужного избытка, но оно уточняется и расширяется. Избыточность, по Шеннону, означает, что в сообщении содержится больше символов, чем в действительности требуется для передачи информации. В простом примере, который привел сам Шеннон, входящая в сочетание «qu» буква «u» – лишняя, поскольку в английских словах «u» всегда стоит после «q». По его мнению, также не обязателен и определенный артикль, употребляемый перед существительными во множественном числе. Ведь, посылая телеграммы, англичане прекрасно обходятся без него.

Насколько велика избыточность английского языка, наглядно демонстрируют некоторые из военных сообщений, которые спрессовываются в «черную магию» сокращенных слов и выражений вроде: «off pres on AD for an indef per». Человек посвященный без особых затруднений прочтет: «officer present on active duty for an indefinite period»124. Эта избыточность связана с излишком правил, обременяющих все языки.

Одни правила, приводящие к избыточности, можно найти в грамматике («I am», а не «I is»), другие – в фонетике (ни одно из английских слов не может начинаться на «ng»), третьи – в идиомах (после глагола «believe» не может стоять глагол в инфинитиве). Четвертые основаны на различного рода ограничениях, налагаемых на словарь. Пользуясь языком, гораздо более избыточным и ограниченным, чем речь взрослых, подросток говорит «swell»


Рекомендуем почитать
Очерк истории Великого княжества Литовского до смерти великого князя Ольгерда

Отношения двух начал, этнографических и бытовых, входивших в состав Великого княжества Литовского, попытки к их взаимному сближению и взаимное их воздействие друг на друга составляют главный интерес истории Великого княжества Литовского в указанный период времени. Воспроизведение условий, при которых слагалась в это время общественная жизнь Великого княжества Литовского, насколько это возможно при неполноте и разрозненности дошедших до нас источников, и составит предмет настоящего исследования.


Древнейшие страницы истории человечества

Книга известного советского археолога В. А. Ранова продолжает тему, начатую Г. Н. Матюшиным в книге «Три миллиона лет до нашей эры» (М., Просвещение, 1986). Автор рассказывает о становлении первобытного человека и развитии его орудий труда, освещает новейшие открытия археологов. Выдвигаются гипотезы о путях расселения человека по нашей планете, описываются раскопки самых древних стоянок на территории СССР. Книга предназначена для учащихся, интересующихся археологией и историей.


Восстание «красных войск» в Китае

Книга рассказывает о крупнейших крестьянских восстаниях второй половины XIV в. в Китае, которые привели к изгнанию чужеземных завоевателей и утверждению на престоле китайской династии Мин. Автор характеризует политическую обстановку в Китае в 50–60-х годах XIV в., выясняет причины восстаний, анализирует их движущие силы и описывает их ход, убедительно показывает феодальное перерождение руководящей группировки Чжу Юань-чжана.


Расплетин

Александр Андреевич Расплетин (1908–1967) — выдающийся ученый в области радиотехники и электротехники, генеральный конструктор радиоэлектронных систем зенитного управляемого ракетного оружия, академик, Герой Социалистического Труда. Главное дело его жизни — создание непроницаемой системы защиты Москвы от средств воздушного нападения — носителей атомного оружия. Его последующие разработки позволили создать эффективную систему противовоздушной обороны страны и обеспечить ее национальную безопасность. О его таланте и глубоких знаниях, крупномасштабном мышлении и внимании к мельчайшим деталям, исключительной целеустремленности и полной самоотдаче, умении руководить и принимать решения, сплачивать большие коллективы для реализации важнейших научных задач рассказывают авторы, основываясь на редких архивных материалах.


Древний Египет. Женщины-фараоны

Что же означает понятие женщина-фараон? Каким образом стал возможен подобный феномен? В результате каких событий женщина могла занять египетский престол в качестве владыки верхнего и Нижнего Египта, а значит, обладать безграничной властью? Нужно ли рассматривать подобное явление как нечто совершенно эксклюзивное и воспринимать его как каприз, случайность хода истории или это проявление законного права женщин, реализованное лишь немногими из них? В книге затронут не только кульминационный момент прихода женщины к власти, но и то, благодаря чему стало возможным подобное изменение в ее судьбе, как долго этим женщинам удавалось удержаться на престоле, что думали об этом сами египтяне, и не являлось ли наличие женщины-фараона противоречием давним законам и традициям.


Первая мировая и Великая Отечественная. Суровая Правда войны

От издателя Очевидным достоинством этой книги является высокая степень достоверности анализа ряда важнейших событий двух войн - Первой мировой и Великой Отечественной, основанного на данных историко-архивных документов. На примере 227-го пехотного Епифанского полка (1914-1917 гг.) приводятся подлинные документы о порядке прохождения службы в царской армии, дисциплинарной практике, оформлении очередных званий, наград, ранений и пр. Учитывая, что история Великой Отечественной войны, к сожаления, до сих пор в значительной степени малодостоверна, автор, отбросив идеологические подгонки, искажения и мифы партаппарата советского периода, сумел объективно, на основе архивных документов, проанализировать такие заметные события Великой Отечественной войны, как: Нарофоминский прорыв немцев, гибель командарма-33 М.Г.Ефремова, Ржевско-Вяземские операции (в том числе "Марс"), Курская битва и Прохоровское сражение, ошибки при штурме Зееловских высот и проведении всей Берлинской операции, причины неоправданно огромных безвозвратных потерь армии.