Стивен Леви — Крипто: история борьбы за конфиденциальность в цифровую эпоху

Предисловие

Телеграф, телефон, радио и особенно компьютер позволили людям общаться друг с другом где угодно и когда угодно, но за это нам пришлось принести в жертву частную жизнь. Когда при разговоре по телефону или с помощью компьютера мы делимся своими мыслями, секретами или бизнес-планами, мы по привычке чувствуем себя в полной безопасности, но хитрые и не очень перехватчики могут все это слышать. Мы думаем, что шепчем собеседнику на ушко, но на самом деле скорее ведем радиотрансляцию.

У проблемы есть решение: это криптография — использование секретных кодов и шифров для запутанного кодирования информации, чтобы она была бесполезна для всех, кроме предполагаемых получателей. Именно благодаря таинствам криптографии многие коммуникационные соглашения и протоколы реального мира — такие как подписи, контракты, квитанции и даже игры в покер — находят свой путь в вездесущие электронные общины.

Однако уже в 1970-х эту удивительную технологию окутала непроницаемая завеса тишины. Государственным агентствам, особенно в США, удалось подавить любые открытые обсуждения этой темы, превосходящие по уровню школьные развлечения. Любой, кто изучал фундаментальные проблемы криптографии либо осмеливался создать новые коды или взломать старые, был обречен на одинокий поиск, в конце которого странника обычно ждали закрытые двери, внезапно обрывавшиеся телефонные звонки или завуалированные советы заняться чем-нибудь другим.

Эмбарго на криптографию имело убедительное обоснование: сама суть криптографии — это тайна и неизвестность, и пролитие  света на механизм работы государственного шифра могло привести к катастрофическому ущербу. Аутсайдер, узнавший, как работает шифр, смог бы создать собственные криптографические протоколы; враг, которому стало известно, какие шифры нам удалось взломать, прекратил бы их использовать.

Но что, если государство — не единственный потенциальный бенефициар криптографических технологий? Что, если криптография нужна самим людям для защиты личных данных от посторонних, в том числе самого государства? Не является ли право на частную жизнь естественным? Разве в компьютерную эпоху передовые инструменты для конфиденциального общения не должны быть доступны каждому, чтобы мы по-прежнему могли доверять свои секреты юристам и любовницам, коллегам и клиентам, врачам и священникам?

В этой книге рассказана история людей, которые задавались такими же вопросами и подготовили революцию, которая изменит жизнь каждого из нас. Но это также история тех, кто изо всех сил старался снять эти вопросы с повестки дня. Первые были никем: эксцентричными хакерами, учеными-теоретиками и политическими активистами. Вторые были самыми влиятельными людьми в мире: шпионами, генералами и президентами. Кто победил? Читайте дальше и узнайте сами.

Одиночка

Поначалу Уитфилд Диффи очень не понравился Мэри Фишер. Она прекрасно знала таких типов — умников из MIT, надменность которых служила ширмой для глубоких личностных расстройств. Они встретились в 1969 году в магазине хозтоваров возле Центральной площади в Кембридже, Массачусетс. На его плече висел длинный шнур — судя по всему, он собирался построить клетку для очередного экзотичного животного. В коллекции Диффи к тому времени уже были трехметровый питон, скунс и редкая генетта — пушистый зверек вроде мангуста, выделения которого могли вызвать у некоторых людей серьезную аллергию. Генетта питалась живыми крысами и проявляла склонность пронзать руки восторженных поклонников острейшими клыками.

Владелец такого создания не мог не заинтересовать Мэри Фишер, которая сама обожала животных и пришла в магазин с белкой в кармане. Кроме того, дома у нее жили скунс, две собаки, лиса, белокрылый трубач и два южноамериканских кинкажу. Диффи увидел, что она покупает какие-то замки и внезапно сосредоточил все внимание на ней.

Впоследствии Уитфилд Диффи — длинноволосый блондин со стильной бородой и любитель заказных костюмов от лондонских портных — прославился как один из создателей криптографии с открытым ключом. Однако в те дни он был поджарым короткостриженым юнцом с «самым сердитым лицом, которое я когда-либо видела», как сказала сама Фишер. Диффи немедленно засыпал ее вопросами «Вы держите экзотичных животных? Тогда вам нужно это, это и это.» Читая лекцию, он забирал из ее рук одни товары и заменял их другими. Его бесцеремонность поразила Мэри, но она еще не взломала его код.

Мэри Фишер не знала, что Диффи проводит львиную долю своего времени, размышляя о проблемах компьютерной безопасности и их математических основах. Она понятия не имела, что он изобретает новый способ сохранения данных в секрете. Она знала лишь, что Диффи неприятен и что он любит животных. Однако животные много значили для нее, и вскоре Диффи с подругой начали посещать дом Мэри и ее мужа — иногда вместе со своими питомцами. Их скунсы подружились, несколько хорьков сменили хозяев, и визиты Диффи в их дом стали обычным делом.

Мэри начала пересматривать свою первоначальную неприязнь к Диффи. Однако, потерпев неудачу в своих попытках декодировать ее, он, казалось, вообще перестал ее замечать. Когда Диффи приходил к ним в гости, он разговаривал только с ее мужем. Переехав в Нью-Джерси, где муж Мэри открыл ветеринарное училище, она вообще была разжалована Диффи в телефонистки: ее роль сводилась к тому, чтобы звать мужа, когда Диффи бесцеремонно спрашивал его официальным голосом. Однажды Мэри не выдержала. «Слушай, — сказала она Диффи, когда он позвонил в очередной раз, — я понимаю, что я не так умна, как ты и некоторые из твоих друзей, и я понимаю, что ты дружишь, главным образом, с моим мужем. Но если бы ты когда-нибудь спросил у меня ‘Как дела?’, не случилось бы ничего страшного».

Послание было принято. Отношения Диффи и Мэри существенно улучшились, поэтому она не только удивилась, но и немного огорчилась, когда однажды в 1971 году он сказал ей, что отбывает на некоторое время. Мэри еще не знала, что Диффи готовится к одиночному романтичному квесту в поисках ответов на вопросы, которые правительство США предпочло бы замолчать. Шансы на успех были мизерными, потому что он собирался выступить против блокады информации по теме, которая в своих основах была настолько загадочной и темной, что разбирались в ней считанные люди в мире. Кто мог подумать, что невесть откуда взявшийся аутсайдер переопределит фундаментальные принципы конфиденциального обмена информацией в компьютерную эпоху?

И все же развитие отношений Диффи и Фишер подровняло эти шансы, а подготовленный им научный прорыв затронул жизнь каждого человека в цифровом мире.

«Обнаружение открытого ключа, — говорит Фишер, — было по-настоящему романтической историей».

***

Бейли Уитфилд Диффи родился накануне дня высадки союзников в Нормандии, 5 июня 1944 года. Его отец, профессор, как раз завершил правительственный научный проект. Хотя отец Уитфилда не любил коммунистов — скорее за ограниченность взглядов и отсутствие чувства юмора, чем за идеологию, — он был страстным антифашистом и часто выступал против фашистской репрессивной идеологии. И отец, и мать Уитфилда получили хорошее образование. Бейли Уоллес Диффи преподавал иберийскую историю и культуру в Городском колледже Нью-Йорка. Мать Диффи, в девичестве Джастин Луиза Уитфилд, дочь биржевого брокера из Теннесси, встретила мужа, работая в посольстве в Испании. Она писала книги и занималась исследованиями жизни и творчества мадам де Севинье, дамы при дворе Луи XIII и Луи XIV.

Уит Диффи всегда держался независимо. Как сказал один из его друзей детства, «он уже в 5 лет вел альтернативный образ жизни». Диффи начал читать только в 10 лет, но не из-за отсутствия способностей — просто он предпочитал, чтобы ему читали родители, что они и делали, проявляя чудеса терпения.

Похоже, родители Уита понимали, что их сын был очень одаренным, но при этом не менее своевольным и упрямым, поэтому они не давили на него. Наконец, в пятом классе Диффи ни с того ни с сего сам прочитал какой-то комикс, а затем немедленно приступил к «Волшебнику из страны Оз».

В том же году его учительница Мэри Коллинз как-то на вечерних занятиях познакомила класс с основами криптографии, которая стала центральной темой всей жизни Диффи. Точнее говоря, учительница рассказала, как подойти к разгадыванию так называемого подстановочного шифра.

Диффи нашел криптографию превосходным способом общения для заговорщиков. Люди, использующие криптографию, совместными усилиями могут сохранить свои секреты в тайне в мире посторонних наблюдателей. Для этого отправитель сообщения сначала шифрует его — преобразует в неразборчивую абракадабру по определенным правилам. Как только сообщение преобразовано по надежному алгоритму, любители подслушивать обречены на неудачу. Только те, кому известны правила преобразования, могут восстановить исходное сообщение, расшифровав отправленную неразбериху. Попытки расшифровать сообщение без знания этих правил и без обладания секретными «ключами» называются «криптоанализом».

Подстановочный шифр — это шифр, при котором шифротекст создается путем замены букв оригинального сообщения («открытого текста») другими буквами по предварительному плану. Наиболее простой из таких шифров известен как шифр Цезаря — предположительно, его использовал сам Юлий Цезарь. Такой шифр просто заменяет каждую букву открытого текста буквой, находящейся в алфавите на определенное количество позиций правее (например, шифр Цезаря с «ключом», равным 3, изменил бы A на D, B на E и т. д.). Этот шифр совсем прост, но и криптосистема, которая сопоставляет каждую букву первого алфавита с буквой второго, случайно переупорядоченного алфавита, лишь ненамного сложнее. Например, «криптограммы» в газетах, кодирующие таким способом афоризм или многозначительную цитату, можно легко взломать из-за разной частоты употребления букв в языке и их предсказуемого распределения в некоторых словах.

Подобно многим другим любопытным подросткам до него, Уит Диффи был заворожен этим процессом. В своей книге The Codebreakers по истории криптографии Дэвид Кан обосновывает эмоциональную привлекательность секретного письма теорией Фрейда: якобы детский импульс к учебе связан с желанием увидеть запрещенное. «Любой мальчик пытается заглянуть девочкам под юбки, — пишет Кан, — но в своей основе это стремление к знаниям». Для многих очарование криптографии тесно связано с волнительным трепетом, который испытываешь при взломе закодированных сообщений.

По сути, каждый перехваченный шифротекст — это приглашение принять на время роль шпиона, скрытого наблюдателя, но Уита Диффи больше вдохновляла не перспектива взлома кодов, а более тонкая задача, а именно создание кодов для защиты информации. «Я так и не научился хорошо разгадывать головоломки и никогда усердно не работал над взломом кодов», — говорит он теперь. Надежное хранение секретов Диффи всегда предпочитал их раскрытию.

Реакция Диффи на криптографический урок мисс Коллинз была показательной. Он полностью проигнорировал домашнее задание, но стал независимо изучать предмет в своем собственном методичном непреклонном стиле. Больше всего его заинтересовало мимолетное замечание, что существуют и более сложные шифры, в том числе совершенно надежный «код США». Он попросил своего отца взять в библиотеке Городского колледжа все книги, посвященные криптографии. Бейли Диффи вскоре вернулся с целой стопкой книг. Две из них были ориентированы на детей, и Диффи проглотил их в один присест. Но вскоре он застопорился на «Криптоанализе» Хелен Гейнс — довольно непростом труде 1939 года.

В своей книге Гейнс предлагает хорошо организованный набор задач, позволяющий прилежным любителям неплохо изучить классические криптографические системы. Многие из них — это усовершенствования систем, которые были придуманы столетия назад и, в свою очередь, были основаны на еще более ранних подстановочных шифрах. Из них наиболее известны полиалфавитные системы, впервые изобретенные в катакомбах Ватикана и обнародованные в начале XVI века немецким монахом по имени Иоганн Тритемий. В книге Тритемия Polygraphiae, опубликованной через 2 года после его смерти в 1518 году, вводится использование таблиц, в которой каждая строка является отдельным заново перемешанным алфавитом. Кодируя первую букву сообщения, вы используете первую строку таблицы, для второй буквы вы используете запутанный алфавит во второй строке и т. д.

После Тритемия следующий заметный вклад в развитие криптографии внес в XVI веке французский дипломат Блез де Виженер. Многие считали, что он проник в самую душу криптографии. «Все в мире шифр, — однажды заметил он. — Вся природа — это просто шифр и секретные письмена». В самой известной из почти двух десятков книг, которые он написал после ухода с дипломатической службы, Виженер создал огромное количество вариаций предыдущих полиалфавитных систем, повысив их сложность с помощью менее предсказуемых таблиц и «автоматических ключей», использующих сам открытый текст в качестве поточного ключа. Система Виженера настолько прославилась своей безопасностью, что почти до XX века некоторые криптографы-любители считали, что надежная криптосистема непременно должна быть основана на некоторой оптимизированной версии системы Виженера.

К тому времени, когда Диффи впервые встретился с криптологией, она продвинулась гораздо дальше, но подростковые исследования привели Диффи к мысли, что в криптографии все интересное закончилось на Виженере. Заскучав из-за мысли, что криптография была уже решенной проблемой, Диффи не стал углубляться в книгу Гейнс, и его страстное увлечение кодами угасло. Кроме того, со временем он почувствовал, что кодами интересуются все и, как последовательный бунтарь, «стал воспринимать криптографию как нечто заурядное». Вместо этого Диффи начал изучать древние фортификационные сооружения, военные карты, камуфляж, отравляющие газы и биологическое оружие. Он поделился своими интересами с небольшой группой друзей и даже подумывал об армейской карьере, но только один участник милитаристской клики Диффи на самом деле поступил на службу в армию — и погиб во Вьетнаме.

В конечном итоге выбор колледжа для Диффи определила математика, а не военное дело. Математика предлагала то, что не могла дать история: чувство абсолютной истины.

«Думаю, что одним из главных мотивов в жизни Уита было узнать, что на самом деле истинно», — объясняет Мэри Фишер, по словам которой, однажды отца Диффи вызвали в школу, чтобы сообщить, что их сын гений. Как говорит Фишер, Бейли Диффи отреагировал довольно своеобразно. Чтобы сделать Диффи более дисциплинированным, он решил схитрить. Он сказал Уиту, что тот менее умен, чем другие ученики, но если он будет работать усерднее, то, возможно, ему и удастся чего-нибудь достигнуть. «С некоторыми детьми это могло бы сработать, как ожидалось, — говорит Фишер, — но с Уитом все вышло иначе. Это повлияло на него на многие годы вперед и, как мне кажется, пробудило в нем настоящую страсть к познанию фундаментальной истины».

Продолжение следует.

• Bailey Whitfield 'Whit' Diffie
• Blaise de Vigenère
• Crypto
• Блез де Виженер
• Мэри Фишер
• Тритемий
• Уитфилд Диффи
• Хелен Гейнс
• Helen Gaines
• Mary Fischer
• Polygraphiae