CC BY
27УДК 94(35)
DOI: 10.24412/2414-9241-2022-8-128-138
ИСТОРИЧЕСКИЕ СЛЕДЫ РАЗВИТИЯ КРИПТОГРАФИИ В АРАБСКИХ ИСТОЧНИКАХ В СВЕТЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ВОСТОКОВЕДЕНИЮ В РОССИИ
В статье приведены краткие сведения о зарождении и периодах развития древних знаний о криптографии. Также показаны примеры работ по криптографии в средневековых арабских источниках. В статье также представлен обзор правил написания секретных писем арабскими авторами с использованием некоторых особенностей арабского алфавита, повседневного использования криптографии и криптоанализа в средние века. В статье приведены примеры работ, написанных арабскими учеными, такими как Ибн Вахшия ан-Набати, аль-Кинди, Сули и других в области криптографии.
В статье также анализируются зарождение и развитие тайной переписки и криптографии в России, взаимодействие русского Востоковедения и науки криптографии. Отмечается, что первое в мире биграммное шифрование, используемое в дипломатической переписке, было создано в России. Обсуждается также роль криптографии в изучении арабских рукописей в России и ее общая роль в развитии текстологии. В заключении статьи рассмотрены параметры развития современной криптографической науки. В статье также уделяется внимание постепенному переходу математической науки в физику в криптографии и роли квантовой физики в сфере криптографических знаний в будущем.
Ключевые слова: арабский мир, криптография, тайнопись, текстология, рукописи, шифрование, Востоковедение, Россия.
Новруз Агагюль Нуриев
научный сотрудник
Института истории науки Национальной
академии наук Азербайджана,
докторант Института рукописей
им. М. Физули Национальной академии
наук Азербайджана,
Баку, Азербайджан;
e-mail: novruznuriyev90@gmail.com
Введение
Необходимость обеспечения конфиденциальности информации возникла с древних времен. В древности язык жрецов во многом играл роль средства передачи секретной информации. На этом языке записывались сакральные знания, которые были доступны лишь очень немногим. Большинство ученых связывают создание криптографии с созданием письменности. Клинопись, изобразительное и иероглифическое письмо, использовавшееся в древних государствах, было чрезвычайно сложным и требовало длительного изучения, а охват образованных людей был весьма ограничен. Это позволяло использовать записи для передачи секретной информации. Некоторые из сохранившихся глиняных табличек показывают, что древним был известен прием, когда исходное письмо, написанное на глиняной табличке и закрепленное огнем, покрывалось вторым слоем глины с посланием без секретной информации. Например, есть такое словосочетание на английском Sincerely yours, или просто sincerely, что в дословном переводе означает «Без воска ваш». «Без слоя воска, искренне». Аналогичный прием использовал Сострат Книдский, строитель Александрийского маяка, который по велению египетского правителя Птолемея Филадельфа установил на стене табличку со своим именем, но сделал ее из гипса, расписанного мрамором. Через много лет слой штукатурки осыпался и открылось настоящее имя автора — одно из чудес света, выгравированное на камне.
Были известны такие понятия как шифр Цезаря, магические квадраты и т. д. Например, самый ранний магический квадрат был обнаружен в Индии. Квадрат из 16 знаков по всем направлениям получает сумму 34. Есть много других примеров шифрования квадратом, например, Полибианский квадрат и т. д.
Таким образом, уже в древнем мире люди использовали два основных приема, используемых до сих пор:
• скрытия самого факта передачи (наличия) тайного сообщения — стеганография;
• шифрования сообщения — криптография.
Понятие криптографии и средневековые арабские труды в области криптографии
Криптография (от др.-греч. Криптон, скрытый, и урафш, пишу) — наука о методах преобразования информации для ее защиты при передаче по незащищенным каналам связи и о способах практической реализации этих методов (Зубков, 2010: 38).
Арабский мир в начале средних веков активно использовал криптографию. Уровень развития математики и других наук в этот период значительно опережал знания других народов. В арабском мире криптография называлась «Ильм-ат-таамия».
Наиболее древней считается работа арабского ученого Абу Бакр Ахмед бен-Али бен-Вахшия ан-Набати, датируемая 855 г. В ней упоминаются различные системы шифрования основанных на символах древних народов. Данные шифры применялись вплоть до начала XIX в. для шифрования секретной переписки, донесений шпионов, трактатов по черной магии.
Ибн Вахшия считается автором книги «Китаб Шаук аль-му-стахам» (Тайные иероглифы и алфавиты; дословно переводится по-другому: Китаб Шаук аль-мустахам фи марифат румуз аль-аклам — «Книга о желании обезумевшего любовника к знанию тайных писаний»), где обсуждается ряд древних письменностей и приводится дешифровка египетских иероглифов. Издание арабского текста с английским переводом венского востоковеда Йозефа фон Хаммера-Пургшталя, который приобрел манускрипт в Каире, появилось в 1806 г. в Лондоне и было известно Сильвестру де Саси (ёе Бгацп, 2012: 644-646). Дешифровка Ибн Вахшия была лишь частично правильной, однако он верно предположил о связи древнеегипетского языка с коптским и опирался
в дешифровке на коптские параллели. Еще ранее, в XVII в. с этой рукописью познакомился Атанасиус Кирхер.
В IX в. были широко распространены шифры омофонической замены (Шифр подстановки — это метод шифрования, в котором элементы исходного открытого текста заменяются зашифрованным текстом в соответствии с некоторым правилом. Элементами текста могут быть отдельные символы, пары букв, тройки букв, комбинирование этих слов).
С VIII в н. э. развитие криптографии происходит в основном в арабских странах. Считается, что арабский филолог Халиль аль-Фарахиди первым обратил внимание на возможность использования стандартных фраз открытого текста для дешифрования. Он предположил, что первыми словами в письме на греческом языке византийскому императору будут «Во имя Аллаха», что позволило ему прочитать оставшуюся часть сообщения. Позже он написал книгу с описанием этого метода — «Китаб аль-Муамма» («Книга тайного языка»).
Также к IX в. относится первое известное упоминание о частотном криптоанализе — в книге Аль-Кинди «Трактат о дешифровке криптографических сообщений».
Абу Юсуф аль-Кинди в своем «Трактате о дешифровке криптографических сообщений» (^й^^3^* ^^J ^ араб.) показал, что моноалфавитные шифры, в которых каждому символу кодируемого текста ставится в однозначное соответствие какой-то другой символ алфавита, легко поддаются частотному криптоанализу. В тексте трактата Аль-Кинди привел таблицу частот букв, которую можно использовать для дешифровки шифрованных текстов на арабском языке, использующих моноалфавитный шифр (Владимиров и др., 2016).
Как утверждает Аль-Кинди, подсказкой для криптоанали-тика могут быть общепринятые вступительные слова, которые используются почти в каждом языке. Например, в арабском часто употреблялось «Во имя Бога, милостивого и милосердного» (араб. ^^ ^
Во многих руководствах для чиновников, таких как «Руководство для секретарей» (араб. содержались разделы, посвященные криптографии. Например, в книге X в. «Адаб аль-Куттаб» («Руководство для секретарей») ас-Сули есть инструкции по шифрованию записей о налогах, что подтверждает распространение криптографии в обычной, гражданской жизни (Сули, 2016: 288).
В словарь криптологии арабы внесли такие понятия, как алгоритм (лат. А^оп1;Ьт1 — от имени среднеазиатского математика Аль-Хорезми — конечная совокупность точно заданных правил решения некоторого класса задач или набор инструкций, описывающих порядок действий исполнителя для решения определенной задачи) и шифр (от фр. сЫйге, цифра, что, в свою очередь, от араб. эНг, ноль — система обратимых преобразований, зависящая от некоторого секретного параметра (ключа) и предназначенная для обеспечения секретности передаваемой информации.).
Познания арабов в области криптографии были изложены Шехабом Калкашанди, автором 14-томной энциклопедии, написанной в 1412 г. Он включил целый раздел, посвященный использованию систем шифрования, основанных как на перестановках, так и на замене (в том числе и множественной) символов. Этот раздел под названием «Относительно сокрытия в буквах тайных сообщений» содержал описание шифров замены и перестановки, частотного метода криптоанализа, а также таблицы частотности букв в арабском языке на основе текста Корана. Кроме того, большое внимание было уделено вскрытию зашифрованных посланий. Предложенные методы основывались на статистических и лингвистических свойствах языка. На основании текста Корана в энциклопедии была приведена статистика всех символов арабского языка и пример вскрытия чужого сообщения.
В работе Калкашанди предлагается семь систем шифрования:
• одна буква может заменять другую;
• можно писать слово в обратном порядке, например, имя «Мухаммед» (в арабском алфавите, состоящем из согласных) примет вид ДМХМ;
• можно переставлять в обратном порядке чередующиеся буквы слов;
• можно заменять буквы на цифры в соответствии с принятой заменой арабских букв на числа. Тогда имя «Мухаммед» превращается в 40+8+40+4 (М = 40, Х = 8, Д = 4). При этом криптограмма выглядит как перечень каких-то цифр;
• можно заменять каждую букву открытого текста на две арабские буквы, которые используются и в качестве чисел и сумма которых равна цифровой величине шифруемой буквы открытого текста:
• можно заменять каждую букву именем какого-либо человека;
• при шифровании можно использовать положения Луны, названия стран (в определенном порядке), перечисление названий фруктов, деревьев и т.д. (Шанкин, 2003).
Последующие века привели к последовательному упадку всей арабской науки, в том числе и криптографии. Но большинство открытий в сфере криптографии арабскими и мусульманскими учеными используются в некоторых шифрованиях и алгоритмах до сих пор.
В XX в. арабский ученый Тахир Эль-Гамаль придумал криптосистему «Схема Эль-Гамаля» (Elgamal) — криптосистему с открытым ключом, основанную на трудности вычисления дискретных логарифмов в конечном поле. Криптосистема включает в себя алгоритм шифрования и алгоритм цифровой подписи. Схема Эль-Гамаля лежала в основе бывших стандартов электронной цифровой подписи в США (DSA) и России (ГОСТ Р 34.10-94).
Криптография и исследования по востоковедению в России
В XIX в., когда расширялись стратегические цели Российской империи, — реформы в военной и дипломатической сферах были неизбежны. Это ярко проявилось не только в области военной техники, но и в сферах разведки и контрразведки. В первой половине XIX в. Павел Шиллинг, занимавший особое место в истории русского военного дела и дипломатии, очень интересовался как литографией, так и тайной дипломатической переписки. Выросший в Казани — центре торговых отношений Российской империи с Китаем, Шиллинг проявлял большой интерес к странам Востока. Поэтому, находясь в Париже, считавшемся центром европейского востоковедения, он изучал китайский язык, а в сфере его криптографических интересов всегда были восточные алфавиты и рукописи. В результате его усилий впервые в истории мировой дипломатии было формализовано использование в переписке специальных биграммных шифров.
В 30-х гг. XIX в. под руководством Шиллинга была организована экспедиция на Дальний Восток — к границам Китая. Хотя близкий друг Шиллинга, великий русский поэт Александр Пушкин, тоже хотел участвовать в этой экспедиции, по воле царя его в экспедицию не пустили. По этому поводу поэт написал такие строки:
Поедем, я готов; куда бы вы, друзья, Куда б ни вздумали, готов за вами я Повсюду следовать, надменной убегая: К подножию ль стены далекого Китая...
Вернувшись из почти двухлетней экспедиции, Павел Шиллинг привез с собой богатую коллекцию рукописей, принадлежащих народам Востока (Санкт-Петербургские ведомости. 1830. № 91-96, 100, 102).
Интересно использование шифров в письмах известного дипломата А.С. Грибоедова к жене из Персии. При исследовании,
выполненном криптоаналитиками, оказалось, что эти письма содержали дипломатические послания Александра Сергеевича. Они были сделаны через накладываемый на лист бумаги трафарет, в котором были вырезаны отдельные окошки под буквы. Написав донесение через трафарет, А.С. Грибоедов дописывал разбросанные по листу буквы в связный текст так, чтобы он содержал письмо жене, и отправлял его с обычной почтой. Российские секретные службы перехватывали это письмо, или, как принято говорить, перлюстрировали, расшифровывали, а затем доставляли адресату. Имея отдельное письмо, вскрыть шифр практически невозможно, а переписывание текста от руки разрушало шифровку, поскольку буквы неизбежно сдвигались по месту расположения (100 лет, 2021).
Начиная со второй половины XIX в. многие российские востоковеды, от Мирзы Казим-бея до Игнатия Юлиановича Крачковского, занимались палеографическими исследованиями восточных языков, а также текстологией и тайнописью. За счет схемы Халиль аль-Фарахиди (которое было упомянуто выше) Крачковский перевел на русский язык священный Коран. Он также обращался к рукописям Ибн Тайфура и ас-Сули, которые писали свои произведения на чистом древнеарабском языке (арабун ариба).
В период формирования Советского Союза при Военной академии имени М.В. Фрунзе был создан Восточный факультет с целью подготовки офицеров для работы в восточных странах. Это наглядно доказывает, насколько было велико стремление СССР к продолжению традиций востоковедения. Он был создан в 1920 г. по приказу наркома по военным и морским делам и председателя Реввоенсовета республики Л.Д. Троцкого. Здесь осуществлялся процесс обучения военных дипломатов и разведчиков ряду восточных языков. Три первых руководителя Военно-дипломатической академии (Военной академии Министерства обороны Российской Федерации) были выпускниками Восточного факультета (Абуков, 1923: 206-224).
Говоря об арабской криптографии и востоковедении в России, нельзя не упомянуть труды советского и российского историка математики, востоковеда, доктора физико-математических наук Галины Матвиевской. Ее работа под названием «Учение о числе на средневековом Ближнем и Среднем Востоке» содержит много сведений о знаниях греческой геометрии и астрономических исследованиях, которые арабские и мусульманские ученые почерпнули и использовали в своих трудах (Матвиевская, 1967: 344).
Здесь следует отметить, что исламские ученые, жившие в IX-XIII вв., широко использовали моноалфавитные шифры при записи многих астрономических и математических знаний. Арифметика Абджада, которая является числовым выражением арабского алфавита, используется во многих работах, связанных с такими науками, как астрономия, геометрия, география и алгебра. Здесь буквы арабского алфавита используются вместо длинных цифр при определении геометрических размеров земли и небесных тел, географических координат и т. д. Абджад — это мнемотехнический способ классификации букв арабского алфавита и каждое слово, помимо своего буквального смысла, имеет также числовое значение.
Заключение
В наше время, при существовании цифровых валют — так называемых криптовалют, невозможно не признать, насколько стремительно развивалась криптография за последние сто лет. Фундамент современной криптографии был построен на симметричной криптографии, возраст которой измеряется тысячелетиями, а затем появились и модели асимметричной криптографии. Благодаря самым современным исследованиям в области криптографии был создан новый криптографический метод, названный квантовой криптографией, в котором физика заменила математику. В ближайшем будущем для дальнейшего
расширения исследований в области кибербезопасности и защиты передачи данных необходимо более глубокое изучение истории криптографической науки и дальнейшее расширение исследований в направлении создания нового поколения простых и стойких шифр. Это может быть одним из величайших вкладов истории науки в развитие науки и науковедения.
Список литературы
Das Asiatische Museum der Kaiserlichen Akademie der Wissenschaften zu St. Petersbourg, von dem Director desselben D-r Bernh. Dorn. St. Petersbourg, 1846 // Санкт-Петербургские ведомости. 1830. № 91-96, 100, 102.
100 лет шифровальной службе МИД России. Архив 4 номера 2021 года, [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://interaffairs.ru/jauthor/ material/2489 (дата обращения: 18.11.2022).
J. T. P. de Bruijn. HAMMER-PURGSTALL, JOSEPH FREIHERR von. Encyclopaedia Iranica, XI/6. Р. 644-646 (accessed on 30 December 2012). Аvailable at: http://www.iranicaonline.org/articles/hammer-purgstall (date accessed: 18.11.2022).
Абуков Б. Восточный отдел военной академии // Военная академия за пять лет, 1918-1923: сборник. М.: [б.и.], 1923. С. 206-224.
Владимиров С.М., Габидулин Э.М., Колыбельников А.И., Кшевецкий А.С. Криптографические методы защиты информации. Учебное пособие. 2-е изд., перераб. и доп. М.: МФТИ, 2016. 265 с.
Зубков А.М. Криптография // Большая российская энциклопедия. Т. 16. М.: Большая российская энциклопедия, 2010. С. 38.
Матвиевская Г.П. Учение о числе на средневековом Ближнем и Среднем Востоке. Ташкент: ФАН, 1967. 344 с.
Сули Мухаммад бин Яхйа Ц^, /J у^ L / PDF, 2016,
288 с. [Электронный ресурс]. URL: https://www.noor-book.com/4L^I-4Jl-4L:&-pdf
Шанкин Г. Тысяча и одна ночь криптографии, 2003. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://cccp.narod.ru/work/book/kgb/shankin_01.html (дата обращения: 18.11.2022).
HISTORICAL TRACES OF THE DEVELOPMENT OF CRYPTOGRAPHY IN ARAB SOURCES IN THE LIGHT OF RESEARCH ON ORIENTAL STUDIES IN RUSSIA
Novruz A. Nuriyev
Researcher,
Institute for the History of Science
of the National Academy of Sciences of Azerbaijan,
Doctoral student,
Institute of Manuscripts named after M. Fizuli of Azerbaijan National Academy of Sciences, Baku, Azerbaijan;
e-mail: novruznuriyev90@gmail.com
The article provides brief information about the origin and periods of development of ancient knowledge about cryptography. The examples of works on cryptography in medieval Arabic sources are shown. The article also provides an overview of the rules for writing secret letters by Arabic authors using some features of the Arabic alphabet, everyday use of cryptography and cryptanalysis in the Middle Ages. The article provides examples of works written by Arab scientists such as Ibn Wahshiyya al-Nabati, al-Kindi, Suli and others in the field of cryptography.
The article also analyzes the origin and development of secret correspondence and cryptography in Russia, the interaction of Russian Oriental studies and the science of cryptography. It is noted that the world's first bigram encryption used in diplomatic correspondence was created in Russia. The role of cryptography in the study of Arabic manuscripts in Russia and its general role in the development of textual criticism are also discussed. At the end of the article, the parameters of the development of modern cryptographic science are considered. The article also focuses on the gradual transition of mathematical science to physics in cryptography and the role of quantum physics in the field of cryptographic knowledge in the future.
Keywords: Arab world, cryptography, steganography, textology, manuscripts, encryption, Oriental studies, Russia
