Криптография и свобода

И вот начались спецдисциплины, т.е. предметы, непосредственно связанные с криптографией: основы криптографии, теория дисковых шифраторов, теория электронных шифраторов, теория шифрующих автоматов. Многое из того, о чем шла речь на этих лекциях, сейчас открыто опубликовано и обсуждается в INTERNET, что-то уже безнадежно устарело, как, например, теория дисковых шифраторов. Однако в большинстве случаев, о которых нам тогда рассказывали, речь шла об аппаратной реализации шифраторов, об изучении реализуемых преобразований над полем GF(2), состоящем только из двух элементов – 0 и 1. Электронный шифратор – это аппаратная схема на типовых логических элементах, описываемых простейшими операциями математической логики: сложением и умножением по модулю 2, а также отрицанием. Такие логические элементы сплетаются друг с другом множеством проводов, образуя в результате преобразование некоторого двоичного вектора-ключа, из которого вырабатывается двоичная гамма наложения на опять же двоичный открытый текст. Но уже тогда, в середине 70–х годов, было ясно, что типовые логические элементы и провода устаревают, что на смену им приходят интегральные микросхемы, содержащие встроенный процессор с возможностью выполнения гораздо более сложных преобразований, чем это можно сделать с помощью множества плат с проводами и транзисторами. В интегральных микросхемах уже не возятся с отдельными битами, а вся информация одновременно обрабатывается в них векторами, содержащими по несколько (обычно по 8) бит, байтами. А все предыдущие криптографические результаты в теории электронных шифраторов получены в предположении, что основной единицей информации является бит. Если «битовую» криптосхему напрямую использовать для реализации с помощью интегрального микропроцессора, то это будет очень примитивно, тривиально, приведет к неполному использованию всех преимуществ процессора, в конечном счете – к потере эффективности, скорости работы криптосхемы. А скорость работы при шифровании, например, высокоскоростного канала, передающего телевизионное изображение, играет первостепенную роль.

И вот в далеком 1975 году кафедра математики 4 факультета ВКШ КГБ начинает серию научно-исследовательских работ, призванных заложить основы шифров на новой элементной базе, в которых основным элементом будет не бит, а сразу двоичный вектор, байт. Кафедра математики, ее преподаватели пользуются огромным уважением у студентов-слушателей, к этой НИР привлекаются лучшие из них, готовятся и защищаются многие дипломы и диссертации. Неторопливо, шаг за шагом, нанизываются цепочки теорем, призванных обосновать выбор криптосхемы, гарантировать криптографические свойства, доказываются предельные теоремы и групповые свойства.

Вообще-то, середину 70–х годов я бы обозначил как водораздел в криптографии. В Америке появляется криптография с открытым распределением ключей, все существовавшие до нее криптографические системы блекнут перед теми преимуществами, которые таят в себе открытые ключи. Простота обмена ключевой информацией при системе с открытым распределением ключей дает возможность использовать надежную криптографическую защиту не только для военных или правительственных линий связи, но и в повседневной жизни практически любому человеку. Через 20-25 лет, в 90–х годах, так и будет, появится общедоступная гражданская криптография. Такие события, как открытие систем с открытым распределением ключей, случаются в истории крайне редко, честь первооткрывателей здесь принадлежит американцам. Однако система с открытым распределением ключей (или, как ее называют иначе, асимметричная система шифрования) не позволяет шифровать данные с высокой скоростью. Для гражданской криптографии появляется потребность в общедоступной высокоскоростной системе традиционного, симметричного шифрования, а асимметричная система используется только для шифрования ключей к симметричному шифру.

В 1979 году американцы впервые открыто публикуют алгоритм симметричного шифрования DES, предназначенный не для военных целей, а для коммерческих шифров, к которым в мире начинает проявляться большой интерес. Возможность военного противостояния — вещь эфемерная, выигрывает не тот, у кого больше ракет и танков, а тот, у кого народ лучше одет и накормлен, живет в хороших домах, ездит на дорогих автомобилях и не мается в очередях за туалетной бумагой. И обеспечивают благосостояние не добрые дяди из Госплана, а коммерческие фирмы, коммерческие банки, дорожащие каждым своим клиентом.