Эпоха Ренессанса стала рассветом не только науки и искусства, но также криптографии. Некоторые шифры этого периода для криптографа — все равно что Сикстинская капелла или Мона Лиза для ценителя живописи. При этом именно в эпоху Возрождения шифрование превратилось из магической абракадабры и способа пустить пыль в глаза читателю в полноценный рабочий инструмент для защиты ценных сведений.
В блог Бастиона снова заглянула Анастасия Ашаева — кандидат исторических наук, старший научный сотрудник Московского музея криптографии. Эксперт рассказала о шифровании эпохи Ренессанса.
Сразу оговоримся, что в этой статье речь идет в основном об историческом контексте, информация по некоторым шифрам дается дозированно. Ведь криптография не существует в отрыве от исторических реалий — ее развитие неразрывно связано с потребностями людей и временем. Зато следующая публикация цикла будет всецело посвящена шифрам и криптографическим разработкам — с подробными описаниями, иллюстрациями и даже таблицами.
А пока настраиваемся на прекрасное (как-никак, говорим о Возрождении) и поехали!
От магии к практике
Как уже говорилось в предыдущей статье, европейская криптография сделала первые робкие шаги от оккультизма и религии к практическому применению еще в Средневековье. В XIII веке английский мыслитель Роджер Бэкон создал свой труд «Послание монаха о тайнах искусства и природы и о ничтожности магии», где призывал ученых шифровать свои работы и впервые описывал методы защиты информации. Впрочем, то была лишь первая ласточка к становлению криптографии как самостоятельной дисциплины в этот исторический период. Да и единственная польза шифрования, по мнению автора, заключалась в ограждении научного знания от «простонародья». Увы, гуманизмом «Темные века» не отличались.
В эпоху Ренессанса крестьяне и горожане тоже не строчили зашифрованные послания. А вот политики, дипломаты и военные с XV столетия уже не обходились без криптографии в своих «играх престолов».
Еще одна криптографическая примета Ренессанса — обилие узкоспециализированных научных и методических трактатов о шифрах и способах их применения. Таким образом, криптография превратилась в полноценную упорядоченную область знаний. Одновременно на смену простым моноалфавитным шифрам (например, «шифру Цезаря») приходили коды полиалфавитной замены, более стойкие к частотному криптоанализу.
Шифровальщики, которые цеплялись за устаревшие методики, в итоге проиграли и оказались, говоря по-простому, «мамонтами». Талантливые криптоаналитики начали щелкать их шифровки, как орешки. Полиалфавитные же системы совершенствовались на протяжении всего XVI столетия, а кульминацией стал знаменитый «шифр Виженера». Впрочем, обо всем по порядку.
Криптография на службе политики и дипломатии
Бессмертные произведения искусства Ренессанса — это лишь верхушка культурно-исторического айсберга. В то время как Тициан и Леонардо рождали свои шедевры, в Европе шло становление полноценных государств и наций в современном понимании, развивались общеевропейские и мировые рынки, налаживалась международная логистика, наконец, появлялись дипломатические службы нового образца.
Как подметил историк криптографии Дэвид Кан, в эпоху Возрождения «дипломатия вскормила криптографию». Средневековые рыцарские замашки наподобие «Иду на вы!» уходили в прошлое и сменялись хитроумными подковерными играми, в которых защищенная переписка играла ключевую роль.
Дипломатический и криптографический бум затронул не только Западную Европу: достаточно вспомнить учрежденные в Москве еще в середине XVI века Посольский приказ с Цифирной избой, упомянутые Карамзиным шифровки послов царя Федора Иоанновича, патриарха Филарета с его Цифирной азбукой.
Однако наибольших высот в политических и посольских интригах, а также применении шифров достигли Италия, Франция и Англия.
Итальянский криптографический Ренессанс
Италия — душа и само воплощение Ренессанса. Логично, что именно она стала колыбелью и криптографического возрождения. К тому же Италия состояла из независимых городов-государств, которые боролись за место под солнцем: плели интриги, объединялись в альянсы, искали военной помощи у зарубежных стран. В такой обстановке послы неизбежно превращались в «почетных шпионов». А какой шпион обходится без криптографии?
С чего все начиналось
Пионером в шифровании дипломатических документов выступил Ватикан. В папских архивах хранится документ 1326 года, где скрыты имена людей и названия противоборствующих группировок — гвельфов и гибеллинов. Первые — это разновидность эльфов сторонники ограничения власти императора Священной Римской империи в Италии и приверженцы папы римского. Вторые же, напротив, поддерживали императора. Гвельфы обозначаются в документе как «дети израилевы», а гибеллины — как «египтяне»: такая вот незатейливая «пасхалка» из библейской Книги Исход. Авторы пытались скрыть поддержку той или иной группы на случай, если документ попадет не в те руки. Вдобавок некоторые слова в папской документации маскировались отдельными буквами: А — король, D — папа римский и т. д.
Самые древние на Западе криптографические ключи также были созданы для канцелярии понтифика, точнее говоря, антипапы Климентия VII. В 1378 году он бежал в Авиньон и объявил себя законным владельцем папского трона. Показательно, что среди первых распоряжений самопровозглашенного понтифика было создание новых шифров. Секретарь антипапы Габриэли Лавинде разработал индивидуальные ключи для всех 24 корреспондентов Климентия VII.
Ключи Лавинде сочетают фрагменты кода и шифра. Все 24 ключа содержат шифроалфавиты замены с пустышками, а также списки популярных слов или имен, скрытых кодами из двух букв. По сути, это первый известный исследователям шифр-номенклатор.
Криптографическая гонка
Венеция не уступала папскому престолу, а на первых порах и вовсе опережала его в шифровании и криптоанализе. Город каналов стал родиной первой в мире службы госбезопасности, отвечавшей за защиту и расшифровку переписки с XV по XVIII столетие. Таинственный «Совет десяти» (Consiglio di Dieci) готовил специалистов-криптографов и даже принимал у них «выпускной экзамен» по шифрованию. Этот венецианский «Большой брат» жестоко карал за нарушения «информационной безопасности»: раскрытие шифровального ключа считалось государственной изменой и влекло смертную казнь.
Даже на первый взгляд безобидные учебные трактаты по криптографии держались в строжайшем секрете. Так, венецианский писатель Агостино Амади и его Trattato delle Cifre, где описывалось большинство известных во второй половине XV века шифров, стали достоянием общественности лишь в середине XIX столетия. До сих пор неясно, кто выступал заказчиком этого 700-страничного «талмуда» и как он применялся. Вот уж засекретили так засекретили!
Первый выдающийся европейский криптоаналитик по имени Джованни Соро также был венецианцем. В 1506 году его назначили секретарем по шифрам Венецианской Республики. Одно только перечисление государств, шифры которых взломал Соро, по объему потянет на отдельную статью. Дошло до того, что с начала XVI века сам папа римский обращался к венецианцу за расшифровкой перехваченных посланий, оказавшихся не по зубам ватиканским криптографам.
В источниках описывается случай, когда депеша понтифика Климентия VII (нет, это не упомянутый выше антипапа с таким же именем) досталась его противникам. Воскликнув: «Соро может вскрыть любой шифр!», папа направил копию послания венецианскому «маэстро» для проверки стойкости шифра. Криптоаналитик не сумел прочесть шифровку, а папа вздохнул с облегчением. Трудно сказать, было ли так на самом деле, или же перед нами непроверенная сплетня, которыми богаты нарративные источники. В любом случае, такие истории не рождаются на пустом месте.
В 1542 году Соро возглавил небольшой криптографический отдел из трех человек, включая его самого. Возможно, подразделение послужило прообразом тех самых Черных кабинетов.
Команда Соро трудилась в укромном уголке дворца венецианского дожа, в помещении «без окон и дверей» и в атмосфере строжайшей секретности. Когда поступала очередная перехваченная депеша, беднягам запрещалось покидать свой тайный офис до полной расшифровки криптограммы. В перерывах между такими кранчами Соро с подчиненными раскладывали пасьянс описывали методы своей работы в трактатах. Словом, отдых криптоаналитикам только снился, и то, когда удавалось урвать хотя бы несколько часов для сна.
Теперь вернемся в Ватикан, который не собирался уступать Венеции в этой «гонке криптоанализа» и тем более зависеть от услуг зарубежных шифровальщиков. В 1555 году должность секретаря по шифрам была учреждена и в папской курии. Уже через два года криптоаналитики понтифика не оставили камня на камне от шифра испанского короля Филиппа II. Отдельным папским шифровальщикам даже не требовалось владеть языком, на котором написано послание. Так, в 1567 году викарий собора Святого Петра в Риме разгадал перехваченную османскую криптограмму. А ведь он «не знал и четырех слов» на турецком.
Криптоанализ процветал и во Флоренции, где особенно отличился на этой ниве граф Сассетский Пирро Музефилли. В середине XVI столетия он разгадал номенклаторы короля Франции Гениха II и прочел множество зашифрованных депеш. Как и Соро, Музефилли стал звездой мирового масштаба и получал заказы от европейских правителей. Однажды король Англии обратился к нему за расшифровкой перехваченного французского послания, спрятанного в подметках золотых туфель. Что уж говорить, даже стеганоконтейнеры времен Ренессанса — настоящие произведения искусства.
Французский криптографический Ренессанс
В отличие от раздробленной Италии, страна королевских лилий была мощным централизованным государством. Но дипломатических и политических «скандалов, интриг, расследований» хватало и там. Во-первых, Франция постоянно боролась с сильными противниками — Испанией и Англией. Во-вторых, внутренняя ситуация в стране часто накалялась до предела, а трон шатался под монархами из-за угрозы переворотов. Политикам и послам приходилось постоянно шифровать самим и перехватывать чужие закодированные депеши.
Французская «машина» для криптоанализа
Среди французских мэтров криптоанализа эпохи Возрождения — первый госсекретарь и придворный дешифровщик при Франциске I Филибер Бабу. Современник описывал его как неутомимую машину для убийства расшифровки посланий. Причем Бабу разгадывал криптораммы даже на испанском, итальянском и немецком языках, которых не знал, и без алфавита под рукой.
«Он упорно работал над сообщением дни и ночи напролет в течение трех недель, прежде чем разгадать одно слово, — пишет очевидец. — После того как брешь была проделана, остальное происходило очень быстро и напоминало разрушение стен».
Как часто бывает с трудоголиками, работа от зари до зари вредила личной жизни криптоаналитика, награжденного за свои труды не только замком Бурдезьер близ Тура, но и… рогами. Прекрасная жена Бабу была любовницей самого Франциска I и регулярно посещала королевские покои, пока ее благоверный корпел над очередной расшифровкой на благо короны.
Как автор теоремы спас короля
Другой заслуженный французский криптограф эпохи Возрождение — Франсуа Виет. Да-да, тот самый, чью теорему проходят в школе на уроках алгебры.
В первую очередь Виет был адвокатом и членом тайного совета при короле Генрихе IV, математика же и криптоанализ являлись его хобби. Впрочем, именно благодаря своему увлечению советник помог королю выстоять в борьбе с так называемой Священной лигой. Это католическая фракция во главе с герцогом Майеннским, которой не давал покоя протестант на троне.
Добившись военной и финансовой поддержки от еще одного истового католика, испанского короля Филиппа II, Священная лига взяла под контроль Париж и ряд других ключевых городов Франции. Генрих оказался в положении «гипс снимают, клиент уезжает!». Но, к счастью для короля, его агенты перехватили часть переписки Филиппа II cо своими военачальниками. Разумеется, послания были зашифрованы.
Тут-то автор бессмертной теоремы и показал себя во всей красе. С 1588 года он расшифровал ряд испанских депеш, где говорилось о передвижении и планах войск Священной лиги. Ценные оперативные данные позволили Генриху действовать на опережение и разбить превосходящие силы герцога Майеннского в битве на реке Иври 14 марта 1590 года. Правда, последующая осада Парижа окончилась для короля неудачей. Хотя Генрих и не смог поставить противникам шах и мат, громкая победа в генеральном сражении помогла ему сохранить трон.
Колдовской криптоанализ
Виет же был настолько уверен в своих талантах, что порой сам забывал об осторожности. На следующий день после битвы на Иври криптоаналитик отправил Генриху открытую расшифровку перехваченного послания испанского военачальника Морео в Мадрид. Депеша содержала подробности переговоров Морео с герцогом Майеннским и была защищена недавно разработанным испанцами шифром-номенклатором. Виет не только не удосужился сам защитить расшифровку, но и бравировал своим нарушением «информационной безопасности».
«Не волнуйтесь из-за того, что для Ваших врагов это будет повод сменить свои шифры и еще больше замаскироваться, — хвастался Виет. — Они неоднократно меняли их, и тем не менее их уловки были и всегда будут раскрыты».
Когда испанцы перехватили это письмо, Филипп II пришел в ярость: его очередной «неприступный» шифр оказался плевым делом для Виета. Не в силах противостоять проклятому французу в криптографической дуэли, испанский король решил буквально задать ему жару — отправить на костер. Филипп сообщил папе римскому, что Виет якобы вскрыл папские шифры с помощью колдовства и должен предстать перед судом кардиналов. В теории уловка могла сработать, ведь криптоаналитик оставался католиком, несмотря на свою службу протестантскому монарху. Но понтифик на это не купился, так как отлично знал о ненадежности испанских шифров и сразу догадался, в чем дело. Филипп перехитрил сам себя и оказался, мягко говоря, в неловком положении. Испанские криптографы также были посрамлены на весь мир.
Этот достойный исторического ситкома эпизод ярко демонстрирует противоборство между криптографами старого образца и прогрессивными криптоаналитиками вроде Бабу и Виета. В конечном итоге «противоборство» превратилось в «избиение младенцев», хотя старые добрые номенклаторы оставались в ходу вплоть до XX столетия.
В последствии Франция завоюет и надолго сохранит за собой пальму первенства в шифровании: недаром именно там в XVII веке появятся первые «Черные кабинеты» — государственные подразделения по перлюстрации и расшифровке посланий. Но об этом речь шла в отдельной статье.
Английский криптографический Ренессанс
Родина Шекспира тоже пережила криптографический бум в эпоху Ренессанса. Более того, именно в Англии в это время произошел наиболее резонансный и драматичный случай, связанный с шифрованием. Но не будем забегать вперед.
Как неосторожность посла подстегнула развитие шифрования
До XVI века англичане смотрели на защиту информации сквозь пальцы. Например, английский посол в Мадриде Томас Спинелли за тринадцать лет ни разу не менял шифр при отправке в туманный альбион писем с ценными разведданными из Испании. Неудивительно, что в итоге этот код стал известен испанцам и разве что не был напечатан в газетах или, как их тогда называли, летучих листках. Большинство защищенных посланий сочетало зашифрованный текст и обычные слова, так что их взлом не представлял особого труда даже без ключа под рукой.
Например, вот отрывок из письма испанского посла Родриго Гундисальви де Пуэбла тестю английского короля Генриха VIII Фердинанду Испанскому, где соседствуют шифр и открытый текст:
Выплата приданого откладывается до праздника Архангела Святого Михаила [29 сентября]. Относительно CCCCXXIII (брака) DCCCLXXVIII (королевы Кастилии) CCCCLXXXVIII (с) DCCCLXXXVII (королем Англии), король Генрих желает быть проинформирован, когда король Фердинанд вернется в Кастилию, чтобы DCCCCLXXXIII (отправить) DCCCCLXXVIIII (посольство).
— Лондон, 15 апреля 1507 г. MMCCCXXXI (де Пуэбла).
В период правления Генриха VIII в Англии решили: пора что-то менять. Криптографию поставили на широкие государственные рельсы, а каждое посольское письмо из-за рубежа стали защищать новым уникальным шифром, чтобы исключить компрометацию.
Шифр разведенной королевы
Перефразируя строки Шекспира, «нет повести печальнее на свете, чем повесть об отвергнутой женщине». Речь о первой супруге Генриха VIII Екатерине Арагонской, которая превратилась из любимой жены и сильной монархини в изгнанницу. За 24 года брака она так и не смогла родить наследника мужского пола, и король решил развестись с ней. Католическая церковь не благословила развод, что в итоге вылилось в конфликт Генриха с папой римским и создание в Англии протестантской англиканской конфессии. Как говорится, все могут короли.
Екатерина Арагонская не смирилась с решением супруга и пыталась опротестовать развод в папском суде в Лондоне в 1529 году, но потерпела поражение. Так или иначе, она до конца своих дней считала себя единственной легитимной женой Генриха и настоящей королевой Англии, о чем аккуратно сигнализировала своим католическим сторонникам в надежде на помощь. Известно, что с 1532 года, уже находясь в изгнании, Екатерина носила драгоценный кулон с «безобидными» надписями. Как оказалось, это был шифр. Недавно его удалось взломать ребусным методом Wordle. Расшифровка гласит: «Генрих Король (Henricvs Rex) и Екатерина».
Политическая воля для криптоанализа
Дальнейшее развитие английской криптографической школы во многом связано с политической волей министра и начальника разведки Елизаветы I, Сэра Френсиса Уолсингема. Впервые он заинтересовался шифрованием, когда прочел работу итальянского математика и криптографа Джироламо Кардано — изобретателя знаменитой шифровальной решетки, о которой расскажем в следующей статье.
Теория теорией, но министр решился на создание полноценной криптографической службы, только увидев плоды шифрования на практике. В 1577 году на стол Уолсингему легли перехваченные в Нидерландах и расшифрованные фламандским криптоаналитиком Ван Марниксом письма короля Филиппа Испанского. Последний уговаривал своего сводного брата и такого же убежденного католика Хуана Австрийского, который правил значительной частью нидерландских земель, вместе напасть на протестантскую Англию. Сюрприза не получилось: англичане начали спешно готовиться к обороне, а испанцам пришлось отказаться от своей авантюры.
Оценив практическую пользу криптографии, Уолсингем учредил в Лондоне шифровальную школу и пригласил на службу некоего Томаса Феллипеса. Этот невзрачный и «незначительный во всех отношениях» функционер свободно владел латынью, немецким, французским и испанским языками, а заодно искусно взламывал любые шифры. Именно его криптографическая работа поставила точку в нашумевшем судебном процессе над несчастной шотландской и, недолгое время, французской королевой Марией Стюарт.
Случай Марии Стюарт, или «Как криптоанализ решил судьбу королевы»
Чтобы рассказать всю подоплеку этого интересного и запутанного дела, как минимум, понадобится отдельная статья. Если кратко, в 1585 году изгнанная из Шотландии Мария Стюарт волею судеб оказалась в английском плену из-за вражды с королевой-протестанткой Елизаветой и своей приверженности католичеству.
Пленницу постоянно перевозили из поместья в поместье. Конечно, она не сидела «за решеткой в темнице сырой»: поначалу ей даже разрешались конные прогулки в парках и поездки на лечебные воды в Бакстон. Но со временем этот «санаторий» прикрыли, а условия содержания почетной узницы ужесточились. Елизавета потрудилась обрубить все контакты Марии с внешним миром, и, как оказалось, небезосновательно.
В Англии тут же отыскались сторонники Марии Стюарт из числа знатных католиков, недовольных королевой-протестанткой. Тем более бабушкой пленницы была Маргарет Тюдор, старшая сестра самого Генриха VIII. Этого хватало для обоснования претензий Марии на английский трон, случись что с действующей королевой (происшествие на охоте или «случайное» десятикратное падение на нож).
Лидером заговора стал дворянин Энтони Бабингтон. Он вступил в переписку с узницей, чудом обойдя «семь печатей», за которыми она находилась. Все послания с обеих сторон были зашифрованы. Письма Марии шифровал ее личный секретарь Гилберт Керли.
Мария Стюарт и заговорщики использовали шифр простой моноалфавитной замены или, другими словами, все тот же номенклатор. Это была система из 23 знаков для обозначения английских букв, за исключением литер j, v и w. Чтобы повысить стойкость шифровок и усложнить криптоанализ, еще 35 символов маскировали отдельные слова и фразы. Также шифр включал четыре знака-пустышки. Наконец, символ σ указывал на последующий «дуплет» (удвоенную букву).
Другой доброхот Марии — английский католик Гилберт Джифорт — организовал передачу сообщений. Хитроумный Джифорт сумел обойти стражу замка Чартли Холл, где находилась арестантка, при помощи… пива. Нет, он не напоил охранников до беспамятства — такое возможно только в дешевых приключенческих фильмах.
Гилберт применил «пивную стеганографию»: подкупленный местный пивовар прятал послания в выдолбленных затычках в бочках с пенным напитком. Когда груз поступал в замок, слуги Марии украдкой доставали письма и приносили своей госпоже.
Ответы передавались аналогичным способом, когда пивовар забирал пустые бочонки. Итак, перед нами еще один пример стеганоконтейнера эпохи Ренессанса — не столь изящный, как французские золоченые туфли, но практичный и действенный.
В июле 1586 в Чартли Холл доставили очередное зашифрованное письмо от Бабингтона, который просил благословить убийство королевы и делился деталями своего плана. Шесть молодых дворян должны были заколоть Елизавету I в ее же дворце. 17 июля пленница направила ответ и дала добро на переворот.
Но свет в конце тоннеля погас, не успев толком разгореться. Мастер «пивной стеганографии» Джифорт оказался двойным агентом и передавал все послания Уолсингему — так и напрашивается «Вот это поворот!». Роковой ответ Марии первым делом попал в руки вышеупомянутому придворному криптоаналитику Томасу Фелиппесу. Тот одной левой расшифровал послание, потом скопировал оригинал и приписал почерком пленницы короткий зашифрованный постскриптум с просьбой к Бабингтону назвать всех заговорщиков. Дескать, так Мария сможет лучше сориентироваться в происходящем и будет знать, кому доверять.
Бабингтон наверняка сдал бы всех своих товарищей с потрохами в ответном письме, слепо надеясь на стойкость шифра и не чувствуя подвоха. Но судьба распорядилась иначе, хотя исход был один. На следующий день после получения фейкового ответа от Марии Стюарт глава заговорщиков сам отправился в ведомство Уолсингема, чтобы оформить паспорт для поездки за рубеж к своим католическим союзникам. Каково же было удивление и смущение чиновников, когда главный подследственный страны лично явился к ним в гости. Секретарь ведомства Скадемор все же взял себя в руки и вызвал солдат, которые арестовали Бабингтона. Дворянин так и не успел ответить пленнице и раскрыть своих подельников, но это и не понадобилось — пытки сделали свое дело. Вскоре всех остальных заговорщиков поймали и заключили в Тауэр.
Семерых смутьянов жестоко казнили 20 сентября 1586 года. Секретаря Марии Стюарт как следует допросили, и тот сдал свою хозяйку. В октябре Марию перевезли в замок Фотерингей и предали суду. Все-таки пленница была королевских кровей, поэтому требовалось соблюсти внешние приличия и обосновать ее казнь в глазах общественности.
Подсудимая до последнего отрицала свою причастность к заговору, но перехваченные и расшифрованные письма стали железобетонными уликами против нее. 1 февраля 1587 Елизавета подписала указ о казни Марии, а спустя 7 дней ее обезглавили. Эта трагическая история стала еще одним подтверждением значимости криптоанализа, который определил судьбу венценосной особы.
На закате эпохи Ренессанса шифрование и криптоанализ стали настолько незаменимыми, что при дворах большинства европейских монархов появились свои секретари по шифрам. Они разрабатывали новые коды, шифровали сообщения и разгадывали перехваченные депеши в режиме фулл-тайм. Такие функционеры послужили переходной ступенькой в эпоху «Черных кабинетов».
В следующей публикации мы поговорим подробнее непосредственно о криптографии: ключевых деятелях, работах и методиках шифрования эпохи Возрождения.
