Диск Енея

Диск Енея - криптографічний інструмент для захисту інформації, придуманий Енеєм Тактиком в IV столітті до н.е.. Пристрій являло собою диск діаметром 13-15 см і товщиною 1-2 см із проробленими в ньому отворами, кількість яких дорівнювало числу букв в алфавіті. Кожному отвору ставилася у відповідність конкретна буква. У центрі диска знаходилася котушка з намотаною на неї ниткою.

Оригінальний диск Енея

1. Шифрування

Механізм шифрування був дуже простий. Для того, щоб зашифрувати послання, необхідно було по черзі протягувати вільний кінець нитки через отвори позначають букви вихідного не зашифровані повідомлення. У підсумку, сам диск, з просмикнути в його отвори ниткою, і був зашифрованим посланням.

2. Дешифрування

Отримувач повідомлення послідовно витягав нитку з кожного отвори, тим самим отримував послідовність літер. Але ця послідовність була зворотною по відношенню до вихідного повідомлення, тобто він читав повідомлення навпаки. Припустимо вихідне повідомлення було "Αινειας" (Еней), тоді після дешифрування одержувач бачив перед собою "ςαιενια". Щоб прочитати отримане повідомлення, потрібно просто читати з кінця. У даного виду захисту інформації був один суттєвий недолік. Зашифроване повідомлення було доступно до прочитання кожному, хто зміг заволодіти диском. Так як повідомлення зраджували звичайні гінці, а не воїни, Еней передбачив можливість швидкого знищення переданої інформації. Для цього було достатньо витягнути всю нитку за один з її кінців, або зламати диск, просто наступивши на нього. Зазвичай він ламався в місцях шифруючих отворів, як наслідок протягнути в них нитку сплутується і прочитати повідомлення було неможливо [1].


3. Особливості

Насправді "диск Енея" не можна назвати справжнім криптографічним інструментом, оскільки прочитати повідомлення міг кожен охочий. Але це пристрій став прабатьком першого по істині криптографічного інструменту, винахід якого також належить Енею. Прилад отримав назву Лінійка Енея. Відмінність була в тому, що передавалася тільки нитка, а відправник і одержувач мали ідентичні пристрої для шифрування дешифрування.


4. Аналоги

Створений Енеєм диск можна назвати родоначальником інструментів криптографії. Але поряд з диском, Еней придумав і інші способи передачі секретної інформації, що використовують той же механізм шифрування. Сам же Еней про такі методи шифрування говорив так: "Але найбільш ретельно замаскований і в той же час для мене самий копіткий з усіх тут згадуються способів посилки повідомлень буде пояснений за допомогою букв" [2].

Найпершим інструментом, в основі якого лежить посимвольно шифрування, є гральна кістка. У ній пророблялося 24 отвори, по шість на кожній грані. Використовувалося 4 грані кістки з 6. Кожному отвору ставилася у відповідність певна буква алфавіту. Букви йшли по порядку. Щоб знати який отвір визначає яку букву, запам'ятовувалося початок, тобто буква "альфа". Принцип шифрування повністю аналогічний диску, нитка просмикувалася в отвори, відповідні буквах вихідного повідомлення, в порядку проходження букв в цьому повідомленні. У підсумку, навколо кістки утворюється клубок ниток. Одержувачу було необхідно по черзі витягати нитка з отворів і виписувати при цьому виходить символи на дощечку. Механізм отримання символів аналогічний диску, тобто витяг нитки відбувається в зворотній послідовності щодо її затягання. Щоб зрозуміти написане, необхідно просто прочитати отримане повідомлення з кінця, що не становило великої праці. Але істотним недоліком такого методу шифрування була відсутність можливості швидкого знищення інформації, тому довелося незабаром від нього відмовитися.

Ще одним винаходом Енея була лінійка, що не використовує вузликове шифрування, тому не отримала широкого розповсюдження. Це був другий крок на шляху створення диска. На думку Енея, лінійка була влаштована легше, ніж кістка. За основу бралася паличка завдовжки близько 15 см. У ній також висвердлюють число отворів рівне числу букв використовуваного алфавіту. Механізм шифрування і дешифрування повністю аналогічний кістки і диску. Але з'явилася проблема шифрування двох поспіль йдуть однакових букв, оскільки доведеться втягали нитку в один і той же отвір двічі, а це призведе до видалення нитки з цього отвору. Щоб такого не відбувалося, необхідно спочатку обернути нитку навколо палички і тільки потім вдягають її в повторюване отвір. Такий метод шифрування був переважніше, ніж кістка, оскільки була можливість швидкого знищення повідомлення. Для цього було достатньо просто розламати паличку, і передана інформація ставала нечитабельна.

Наступною сходинкою розвитку посимвольного шифрування став власне диск Енея.


5. Оригінальний диск Енея

Еней в своїх роботах описував метод шифрування, в основі якого лежав диск, названий згодом диском Енея. За основу брався дерев'яний круг, по краю якого висвердлюють 24 отвори, відповідні буквах алфавіту. Вони не підписувалися. Букви йшли в алфавітному порядку. Необхідно було знати лише першу літеру для можливості відновлення решти. Також просвердлюють отвори в середині кола, щоб збити з пантелику недоброзичливця. Механізм шифрування і дешифрування відповідає описаним вище. Щоб зашифрувати повторювані букви використовувалися отвори в середині диска. Спочатку нитку просмикувалася в нього, а потім в повторюваний символ. Зазвичай використовувалося два отвори, один з яких знаходилося в центрі. Якщо з'єднати ці отвори лінією, то вона вкаже на першу букву алфавіту [3]. Це і стало вищою ступінню шифрування такого типу. Наступним етапом розвитку технології посимвольного шифрування стало використання вузликового письма, прикладом якого є Лінійка Енея.


6. Історія

Еней Тактик (IV століття до н. е..) був полководцем і політичним діячем тих часів. Також був професійним військовим і знавцем військового ремесла [4]. Написав безліч праць про мистецтво ведення війни. Єдиною збереглася донині роботою Енея явялется трактат "Про перенесення облоги" [2]. Також в ньому був описаний ще один метод шифрування, придуманий Енеєм - Книжковий шифр.