Настоящий секрет. Стеганография
Эта статья разделена на несколько частей, остальные части вы можете найти здесь:
- Часть 1
«Едет с грамотой гонец.
И приехал наконец.
А ткачиха с поварихой,
С сватьей бабой Бабарихой
Обобрать его велят;
Допьяна гонца поят
И в суму его пустую
Суют грамоту другую…»
Ловко, не правда ли? Хитрые бабы умудрились послать сообщение (по легальному, заметим, каналу) так, что о самом факте его передачи до конца сказки никто не узнал. Классика жанра, можно сказать, и не только литературного.
Договоримся о терминах
Термин «стеганография» образован от двух греческих слов: «στεγανός» – «скрытый», «γράφω» – «писать». Однако, в отличие от криптографии (т.е. тайнописи), которая шифрует секретное сообщение, стеганография идет еще дальше – она скрывает сам факт его существования. Ведь послание, написанное тайными знаками, само по себе подозрительно – его могут перехватить враги, и даже если не поймут о чем речь – просто уничтожат, на всякий случай. Значит, нужно послать сообщение так, чтоб никто не знал, о его отправке.
Историки до сих пор спорят, кто же первым до этого додумался: древние египтяне, шумеры? А может, это произошло еще раньше, в пору, когда первобытные художники оставляли наскальные рисунки? Ведь потребность скрывать информацию появилась вместе с самой информацией.
Известно, во всяком случае, что у шумеров было множество глиняных клинописных табличек, в которых одна запись покрывалась слоем глины, а сверху писалась другая. Впрочем, шумеры, может и не думали ничего скрывать, а просто таблички экономили. Да и что за информация была в те времена, если ее требовалось оберегать столь изощренными способами?
Было бы, что скрывать…
То ли дело наша высокотехнологичная эра: секретных данных, требующих защиты, пруд пруди – от военных разработок до рецепта кока-колы. А раньше что скрывали? Секрет изготовления дубины модернизированной? «Теперь – палка о двух концах!»
Впрочем, военные тайны были во всякую эпоху, и отнюдь не примитивные даже по нынешним меркам. Вот, к примеру, «греческий огонь», сконструированный в 673 году беглым инженером Калинником, – ужасное средство, которое византийцы впервые использовали в морских битвах. Состав его до сих пор не разгадан. Секрет этой зажигательной смеси, с грохотом извергавшейся из медного «сифона» на неповоротливые деревянные корабли противников, на протяжении девятисот лет оставался основой могущества Византии. Потушить «греческий огонь» было невозможно, он продолжал полыхать даже в воде. Так что обладание секретом его производства было, по сути, таким же сдерживающим фактором, как сегодня владение ядерными технологиями. И византийцы сумели сберечь свою тайну. А вот чужие – раскрывали весьма успешно.
Китайцы тоже умели хранить секреты, но технологию изготовления драгоценного шелка все же не уберегли. Византийцы сумели ее выведать. Согласно одной из версий два подосланных персидских монаха привезли византийскому императору бесценные яйца шелковичных червей в пустотелой бамбуковой палке. Таким образом, удалось разрушить многовековую монополию Китая, и византийский шелк сделался лучшим в Европе.
Впрочем, методы стеганографии для защиты тайн, стали применяться в Европе почти за тысячу лет до расторопных византийцев. Первые свидетельства об этом оставлены древнегреческим историком Геродотом, и относятся они к V веку до н.э.
Верность изгнанника
Две с половиной тысячи лет назад, некая тайная переписка решила исход освободительной войны греков с персидским царем Ксерксом. После того как эллины отказались платить персам дань, царь Ксеркс задумал наказать непокорных, и двинуть на них армию, равной которой не было в мире. Подготовка, занявшая не один год, велась скрытно – персы подвозили провиант, собирали войска со всей империи, Ксеркс хотел напасть внезапно. Но планы его были разрушены бывшим спартанским царем Демаратом, сыном Аристона – лишенный царской власти, он добровольно удалился в изгнание в столицу Персии – Сузы. Тем не менее, Демарат оставался эллином и продолжал любить свою родину. Видя зловещие приготовления в империи персов, он решил предупредить соотечественников об опасности. Однако послать в Элладу письмо было невозможно – его немедленно перехватит стража, охраняющая дороги и границы.
Опасность была чрезвычайно велика, и все же, пишет Геродот, «Демарат захотел послать весть спартанцам. Так как иным способом он не мог известить земляков (из страха, что будет обнаружен), то придумал вот какую хитрость. Взяв двухстороннюю дощечку (для письма), он соскоблил с нее воск. Затем на дереве дощечки написал замысел царя и снова залил воском написанное, чтобы чистая дощечка не могла возбудить подозрения у дорожных стражей. Когда же дощечку доставили в Спарту, то спартанцы не могли понять, (что это значит). Наконец, супруга (спартанского царя) Леонида, Горго разгадала смысл (посылки). Она сказала, что нужно соскоблить воск и тогда на дереве обнаружатся буквы. Спартанцы так и сделали, нашли надпись, прочитав ее, отослали остальным эллинам. Так распространилась весть (о походе Ксеркса)».
Предупрежденные греки немедленно начали собирать войско, и персам не удалось застать их врасплох. В сентябре 480 года до н.э. персидский флот столкнулся возле острова Саламин с греческими кораблями и был наголову разбит ими всего за один день. Ксеркс, еще утром бывший полководцем величайшей армии в мире, к ночи остался ни с чем. Так исход войны решило одно тайно посланное письмо.
Тайна головы раба
Другая история, иллюстрирующая методы стеганографии, случилась еще раньше, при отце Ксеркса – Дарии. У Геродота подробно рассказано о том, как вспыхнуло знаменитое Ионийское восстание. В то время вся Иония находилась в подчинении персов, которые управляли ионийскими городами посредством лояльных им тиранов – выходцев из местной знати. В городе Милете наместничал тиран Гистией. Однажды, во время неудачного похода персидского войска в Скифию, Гистиею случилось оказать Дарию важную услугу, за это царь наградил его землями во Фракии. На новых землях милетский тиран развернул большое строительство, задумав построить город. Сообразив, что дело идет к усилению наместника и, не желая допустить этого, Дарий пошел на хитрость и приказал доставить милетского тирана в столицу: «Гистией! – воскликнул царь, – Послал я за тобою вот почему. Как только я возвратился из Скифии и ты пропал с глаз моих, я вскоре почувствовал, что больше всего жалею о твоём отсутствии и о том, что не могу беседовать с тобой. Я убеждён, что высшее благо на земле – это мудрый и верный друг. То и другое я обрёл в тебе, и моя судьба подтверждает это (...), иди со мной в Сузы и там разделяй со мною как мой сотрапезник и советник, всё, что у меня есть».
Так Гистией оказался в почетном плену у Дария. А тираном Милета был назначен его двоюродный брат Аристагор.
Пока Гистией томился в царском дворце, Аристагор мечтал поднять мятеж и сбросить власть персов, однако, не решался на это без одобрения старшего брата. Но не мог же бывший милетский тиран открыто подстрекать родственника к восстанию, хотя и надеялся таким образом получить свободу. Тут требовалась хитрость и… терпение.
Не имея иного надежного способа передать весть, Гистией обрил самого верного из своих рабов, выколол на его голове надпись и держал его, пока вновь не отросли волосы. После этого он немедленно послал раба в Милет.
Когда гонец из Суз прибыл к Аристогору, никаких писем при нем не было – все равно персидская стража отобрала бы их по дороге. Заросший густой бородой и нечесаный, невольник почтительно склонился перед Аристогором и шепнул ему: «Обрей меня!» Тиран удивился, но послушался. Когда голову гонца обрили, на черепе его проступило вытатуированное слово: «Восставай!» – таково было тайное послание Гистиея своему брату.
Аристогор восстал – он созвал горожан на собрание, сложил с себя власть и передал ее народу. То же самое он призвал сделать своих соседей. Цепная реакция покатилась по Ионии, везде утверждалось народовластие, и города объявляли себя свободными от персидского господства. Вначале повстанцам сопутствовала удача, но позже персы перешли в контрнаступление и жестоко подавили мятеж. Тем не менее, Ионийское восстание стало началом затяжных греко-персидских войн, длившихся 50 лет, в результате которых эллины отвоевали свою независимость.
Любопытно, что исторический прецедент, когда тайное послание писалось прямо на теле гонца, позже был обыгран в литературе. В романе Алексея Толстого «Гиперболоид инженера Гарина» есть такой эпизод. В руки сотрудника уголовного розыска Шельги и спортсмена Тарашкина попадает беспризорник. Парнишка наотрез отказывается мыться и даже снимать старую замызганную жилетку. А когда взрослым удается стянуть рваное тряпье с мальчишки, тот испугано шепчет: «Не велите ему, нельзя у меня на спине читать. Никому не велено. Убьют меня за это». На спине у беспризорника оказывается послание инженеру Петру Гарину, написанное чернильным карандашом.
Хитроумный Эней
Наиболее полно разработал вопрос тайной передачи послания древнегреческий политик и полководец Аркадийского союза – первый военный теоретик античности по прозвищу Эней-тактик. В IV веке до н.э. он сочинил труд «Об обороне укреплённых мест», где подробно описал множество всяких способов посылать тайные письма. При этом необходимо было, чтоб отправитель и адресат заранее договорились между собой. Вот что рассказывал Эней о наиболее удачном, по его мнению, методе, названном впоследствии «книжным шифром».
«Например, одно письмо было послано следующим образом. В тюк или другую какую-то поклажу была вложена книга или какая-то иная рукопись – безразлично, какого размера и сколь давняя. В ней было написано письмо точками, поставленными над буквами первой, второй или третьей строки, причем точками по возможности маленькими и неразличимыми ни для кого, кроме того, кому письмо предназначено. Когда книга приходила затем к к адресату, он выписывал, ставя одну возле другой, помеченные буквы из первой, второй и других строчек и таким образом узнавал сообщаемое».
Если же сообщить тайно следовало немногое, Эней советовал поступить так: «Написав письмо о чем-либо открыто, со всеми подробностями, надо в этом письме сделать то же самое, помечая буквы, посредством которых дашь знать то, что пожелаешь. Ставить значки надо так, чтобы они были возможно менее заметны (или точки, далеко отстоящие друг от друга, или более длинные, т. е. черточки). У других людей это не возбудит подозрения, а для того, кому предназначено письмо, оно будет понятным».
Этот метод получил название «Книжный шифр», и оказался поистине замечательным изобретением, он по сей день в ходу у конспираторов.
Однажды, рассказывает Эней далее, сообщение об измене было доставлено предателем в расположенный напротив вражеский лагерь так. Один из всадников отправился из осажденного города, якобы желая поживиться за счет противника. В нижнюю каемку его панциря было зашито письмо. Выехав на открытое место, он на виду у врага будто бы невзначай свалился с лошади и позволил захватить себя в плен. Оказавшись в стане неприятеля, гонец тайно передал письмо адресату, сослужив эту службу столь же верно, как брат брату. Через некоторое время, «пленник», якобы, бежал назад в город с ответным письмом, зашитым в ремень уздечки.
Среди методов, изложенных Энеем, имеется один – поразительно хитроумный. Непонятно, как до такого вообще можно было додуматься! Вот что он пишет: «Доставляются иногда письма и следующим способом. Надув и крепко завязав пузырь, соответствующий величине того, что будет написано, и одинаковый по размерам с бутылкой для масла, высушить его и затем написать на нем чернилами с клеем, что будет угодно. Когда буквы высохнут, то выпустить воздух из пузыря и, сжав его, вложить в бутылку. Край пузыря должен при этом выставляться из горлышка бутылки. Затем надуть пузырь, находящийся внутри бутылки, чтобы он расширился возможно больше, наполнить его маслом, обрезать выставляющийся из бутылки край пузыря, приладить его незаметным образом к горлышку, закупорить бутылку и нести ее на виду. Таким образом, масло в бутылке будет прозрачным, и ничего иного внутри не будет видно. Когда же письмо придет к кому следует, он выльет масло, надует пузырь и прочтет написанное. Затем надо стереть с него написанное губкой, вновь написать на нем таким же образом и отослать его». Да, конспираторы легких путей не ищут – они ищут надежные. И готовы даже на заведомое членовредительство, если дело того требует.
Как-то раз в Эфес – древний город на западном побережье Малой Азии, был послан раненый в ногу гонец. При нем имелось тайное послание, написанное на… перевязочном материале. Крупные листья целебного растения, обернутые вокруг голени посланца, содержали письмо, которое не сумела обнаружить ни одна стража. Еще бы! Ведь найти его могли только в том случае, если бы врагов вдруг обуял порыв милосердия, и они захотели бы перевязать беднягу…
Так что способ, которым воспользовались контрабандисты в фильме «Бриллиантовая рука», решив передать «золото-брильянты» с Семеном Семеновичем Горбунковым («Шёл, упал; очнулся – гипс!»), впервые был испробован более двух тысяч лет назад.
Привлекали к опасной работе по доставке тайной корреспонденции не только суровых мужчин-воинов, но и женщин, которые приносили в ушах вместо сережек – свернутые тонкие пластинки из свинца. Все эти изощренные методы были хороши каждый по своему, но имели один общий и весьма существенный недостаток – каждый раз приходилось доверяться гонцу и рассчитывать на его преданность.
Лучше всего хранит тайну тот, кто её не знает
Разумеется, опытный полководец Эней хорошо понимал, что найти доверенного человека можно не всегда. Поэтому, разбирая в своем труде способы, с помощью которых жители осажденного города могли бы связаться с внешним миром, он сделал особый акцент на тех, что не предполагали доверия к гонцу.
«Надо послать человека с каким-либо известием или даже письмом, касающимся того, что всем известно, – советовал автор. – Перед его отходом ему следует тайно вложить внутрь подошвы сандалий письмо и зашить его. Для предохранения от грязи и воды его надо написать на тонкой оловянной пластинке, чтобы написанное не было уничтожено сыростью. Когда посланный прибудет к адресату, и станет ночью отдыхать, то тот должен распороть швы сандалий, вынуть и прочитать письмо и, написав другое письмо, вложить и зашить его, пока гонец еще спит, а затем тайно отослать его, дав для виду обратное поручение». Таким образом, даже сам посланец не будет знать о своей тайной миссии – главное, швы на сандалиях сделать незаметными.
На случай длительной тайной переписки существовал следующий способ, исключавший возможность раскрытия тайны. Гонец (им, как правило, выбирался бродячий торговец или музыкант) регулярно наведывался в город по собственной надобности и оставлял в заранее условленном месте секретное послание. Появление этого человека в городе служило адресату сигналом, что для него доставлено письмо, которое лежит в некоем «дупле». Таким образом, гонец понятия не имел, кому предназначено сообщение, и адресат не мог быть уличен в тайных сношениях с противником.
Чтобы избежать опасности, которую мог представлять болтливый посланец, хитрые греки использовали при случае тех, кто в принципе не мог ничего выболтать – собак.
Эней рассказывает о давнем фессалийском способе, который практиковали и в соседнем с Фессалией Эпире. Глубокой ночью из города, в который нужно было доставить секретное письмо, уводили цепную собаку. На шею ей прилаживали кожаный ошейник, в который зашивали письмо. После того, как собаку отпускали, она стремглав мчалась назад в город и стремилась как можно скорее вернуться туда, откуда ее увели.
Тайна, шитая белыми нитками
Позже этот способ был усовершенствован. Вместо игральной кости стали брать палочку, длинной около 23 см, в которой также были проделаны отверстия по числу букв алфавита. В дырочки на палке точно также продевали нитку. Преимущество способа состояло в том, что можно было писать слова, в которых одни и те же буквы встречались дважды – в этом случае следовало сначала обернуть нитку вокруг палочки, а уж потом продевать ее во второй раз. Читать послания с помощью такого «челнока» было проще, и все же случалась досадная путаница.
Третья модификация «носителя информации» оказалась самой удобной. Вместо игральной кости или палочки изготавливали деревянный диск, в котором по окружности просверливали дырочки-«буквы». Чтобы сбить с толку врага, в середине диска тоже делали несколько беспорядочных отверстий. Сообщение писали так же – продевая нитку через последовательно расположенные буквы. А когда ту же самую букву приходилось писать дважды – нитку продевали сначала в какое-нибудь из просверленных в середине отверстий, а затем через ту же самую дырочку-«букву». Изобретение этого диска приписывают самому Энею.
Впрочем, со временем диск Энея сам по себе стал служить сигналом передаваемого сообщения, и из инструмента стеганографии превратился в криптографический инструмент.
Тогда Эней пошел еще дальше. Отныне не нужно было передавать кости, палочки или диски – достаточно было передать адресату всего лишь… нитку – мелочь, которую легко спрятать, и которая, даже будучи обнаруженной не вызовет подозрений. Правда, для шифрования и дешифрования отправитель и адресат должны были иметь одинаковые устройства. Это могли быть диски или палочки – неважно. Дырочки-«буквы» располагались на них теперь в хаотичном порядке. Устройство это называлось линейкой Энея. К линейке крепилась катушка с ниткой, рядом с ней имелась прорезь.
При шифровании нить протягивали через прорезь, а затем в дырочку, соответствующую первой букве слова. При этом на нитке завязывали узелок в том месте, где она проходила через отверстие. Затем нить возвращали в прорезь, и аналогично зашифровывали вторую букву, и т.д.
По окончании работы, нитку вытаскивали и отправляли адресату, который читал послание с помощью своей линейки.
Этот метод был практически совершенным, поскольку сочетал в себе сильные стороны двух искусств сразу – стеганографии и криптографии.
Продолжение следует.