Модификации шифрмашины sz42

В разное время были созданы три модификации шифрмашины SZ42, с целью усложнить ее конструкцию и еще более затруднить задачу криптоаналитиков. Основной идеей при внесении изменений было стремление сделать поступательное движение колес группы B более непредсказуемым. Если в базовой модели движение колес группы B управлялось исключительно значением текущего штифта на колесе размера 37, то в модификациях это происходило так:

1. значение текущего штифта 31-штифтового колеса суммировалось по модулю 2 со значением текущего штифта 37‑штифтового колеса; или же

2. значение текущего штифта 43-штифтового колеса суммировалось по модулю 2 со значением текущего штифта 37‑штифтового колеса; или же

3. значение двоичного разряда P₅ буквы открытого текста, стоящей на два шага раньше, суммировалось по модулю 2 со значением текущего штифта 37-штифтового колеса.

От третьего варианта вскоре пришлось отказаться, так как для него требовалось, чтобы сообщение было принято точно, что не всегда можно было обеспечить. При появлении "искажений" оператор на приеме получал при расшифровании бессмысленный текст и запрашивал сообщение повторно, а это могло помочь криптоаналитикам. Это подтверждает мысль, высказанную в начале этой главы, о том, что усложнение конструкции не всегда является гарантией повышения стойкости.

Глава 12. Криптография с открытым ключом Историческая справка

Первые компьютеры широкого предназначения были созданы в 40-е годы XX века. Они были громоздки, полностью занимали большие помещения. Они состояли из сотен ламп и потребляли много киловатт электроэнергии. Они выполняли около тысячи операций в секунду, в то время это считалось удивительным, и в кулуарах их называли "гигантский мозг". Некоторые люди, и в их числе Алан Тьюринг, дискутировали о том, "могут ли машины думать" и заключали пари о том, сможет ли машина победить чемпиона мира по шахматам в течение следующих 25 лет. Первый вопрос пока остается открытым, а ответ на второй был получен спустя 45 лет, когда чемпион мира по шахматам действительно проиграл матч компьютеру.

У этих первых машин память прямого доступа была очень мала, всего около тысячи "слов", и состояла из катодно-лучевых трубок и ртутных линий задержки. Время работы между поломками у них редко превышало несколько минут. Ввод и вывод был очень примитивный: перфолента, перфокарты и печатающее устройство. И стоили эти машины огромных денег: 100000 фунтов стерлингов в ценах 1948 года, что спустя 30 лет равнялось бы нескольким миллионам. Очень мало кто умел писать для них программы. Программного обеспечения (в сегодняшнем понимании) не было абсолютно никакого, и все программы приходилось писать в "абсолютных машинных кодах".

Набор команд этих машин был крайне ограничен. Например, первая ЭВМ Манчестерского Университета, появившаяся в 1948 году, не имела команды деления (см. [12.2]), и его приходилось программировать через многократное вычитание. Программисты, которые обычно являлись выпускниками математических, естественнонаучных или технических факультетов, были весьма искусны и соревновались друг с другом в поиске изящных и эффективных способов выполнения различных задач - например, выяснить, содержит ли двоичное представление заданного числа единственный ненулевой бит. И для всех участников разработок эта эпоха была, без сомнения, весьма увлекательным временем. Казалось, что в большом количестве компьютеров нет никакой необходимости; по одной из оценок, на весь мир должно было хватить шести компьютеров, равных по вычислительной мощности компьютеру, установленному в Манчестере. И еще казалось, что компьютерное программирование останется эзотерическим искусством, доступным лишь узкому избранному кругу. И вряд ли кто-нибудь мог даже вообразить те потрясающие достижения, которые всего за несколько лет кардинально изменили положение дел в этой области.

Перемены наступили довольно быстро. Всего за несколько лет программисты, устав писать раз за разом одни и те же куски абсолютного машинного кода, разработали компиляторы для языков высокого уровня. Некоторые из них предназначались только для конкретных типов ЭВМ, но очень скоро появились другие, широко доступные средства, такие как FORTRAN (сокращение слов "формульный транслятор"). Благодаря им написание программ стало доступно гораздо большему числу людей и теперь отнимало значительно меньше времени, чем раньше, так как большие участки машинного кода теперь можно было получить, написав всего несколько строк на языке высокого уровня. Одновременно резкие перемены произошли и в технологии: на смену катодно-лучевым трубкам и линиям задержки пришли запоминающие устройства на магнитных сердечниках, более быстрые и надежные, и к тому же обладавшие гораздо большим объемом памяти, занимавшие при этом значительно меньше места. Вместо электронных ламп появились транзисторы, и очень скоро вслед за этим на смену громоздким электрическим схемам пришли интегральные схемы, объединявшие сотни, затем тысячи, затем миллионы транзисторов всего на нескольких квадратных сантиметрах кремниевого кристалла. За 20 лет скорость вычисления выросла в тысячу раз, а объем памяти - в сотню. По всему миру появились мириады программистов, а несметное число других людей стало использовать "пакеты программ" для компьютерной подготовки текстов, обработки электронных таблиц или просто "компьютерных игр", даже не задумываясь при этом о тысячах строк машинного кода, которые они при этом задействуют.

Другой большой прорыв начался в 60-е годы, когда появились вычислительные системы "коллективного доступа", в которых множество людей работало с телетайпами, соединенными с центральной ЭВМ. Спустя несколько лет были созданы вычислительные сети, благодаря которым люди могли получать доступ сразу к нескольким ЭВМ и связываться друг с другом на большом расстоянии. Преимущества этого были очевидны, и люди на разных континентах стали не только обмениваться "электронной почтой", но и участвовали в совместных научных разработках, хотя сами при этом никогда не встречались. Да и стоимость компьютеров упала в 100 раз и более, и не только в реальном, но и в абсолютном выражении. Всё это быстро стало историей и вполне могло бы кануть в Лету, если бы не опубликование нескольких очерков об истории ЭВМ вплоть до 1980 года. Благодаря этому история одного из самых удивительных из случавшихся когда-либо технологических прорывов сохранилась хотя бы частично. Об этом можно прочитать, например, в [12.2],[12.3],[12.4] и [12.5].