Шифры и коды

Для начала давайте убедимся, что мы понимаем разницу между шифром и кодом. Рекомендую вам прямо сейчас задать этот вопрос кому-нибудь из тех, кто находится рядом с вами. А я пока подожду и полюбуюсь шифровальной машиной «Лоренц»...

Вопрос поставил вашего друга в тупик? Это всё равно что спросить разницу между бордюром и поребриком. Не каждый ответит. К счастью, у нас есть видео об азбуке Морзе, где объясняется понятие кодовой книги, посмотрите его! В нём рассказывается, как телеграфисты экономят время, сокращая целые предложения до более коротких ключевых слов.

Здесь, например, слово «счетовод» кодирует фразу «Приейзжай сейчас же. Незамедлительно». Код — это сопоставление некой осмысленной лексической единицы (слова, предложения или фразы) чему-то другому, как правило, более короткой последовательности символов. Например, мы можем выдумать код, где слово «яблоко» будет записываться как «67». Как правило, коды используются для экономии времени при отправке сообщений в разные концы мира, ведь время — это деньги.

Кодовая книга — это просто список таких соответствий. Кодовые книги существовали со времён изобретения письменности. Главное — запомните, что код требует наличия кодовой книги.

Так, а что насчёт шифров?

Что ещё важнее, шифрование может обходиться без вникания в смысл. Это механические операции, известные как «алгоритмы», которые выполняются над отдельными буквами или над их небольшими группами. Например, в шифре Цезаря каждой букве алфавита сопоставлялась другая буква. Например, при сдвиге на 4 позиции по алфавиту получается: А→Г, Б→Д, и В→Е. Такой шифр называется шифром сдвига.

Посмотрите, как это работает, при помощи интерактивного инструмента:

В данном случае кодовая книга нам не нужна. Вместо этого мы выполняем последовательности инструкций, то есть следуем алгоритму, предписывающему сдвигать каждую букву по алфавиту на определённое число. Для работы алгоритма требуется небольшая общая для отправителя и получателя информация — ключ. В примере выше, где А→Г, ключ равен четырём. Такой ключ требуется в двух местах: для шифрования сообщения (ПРИВЕТ→УФМЁИЦ), например, для английского языка HELLO → KHOOR и для его дешифровки (УФМЁИЦ→ПРИВЕТ) и соответственно для английского языка KHOOR→HELLO.

Теперь вернёмся к изначальному вопросу: чем код отличается от шифра? Коды, как правила, основываются на семантике, то есть смысле, в то время как шифры работают с синтаксисом — с символами. Код хранится в виде кодовой книги — перечня соответствий, а шифр преобразует отдельные символы в соответствии с неким алгоритмом.

Теперь давайте закрепим знания о шифре Цезаря в следующем упражнении.