Одночастевые и двухчастевые коды

Большинство кодов предполагает использование кодовой книги, которая может содержать тысячи кодовых групп. В кодах, которыми пользуются военные, буквы, числа и фразы обычно представляются кодовыми группами из четырех или пяти букв (цифр). Кодовые группы совсем не обязательно должны состоять из одинакового числа символов. Так, знаменитая телеграмма Циммермана от января 1917 года, которая была дешифрована британскими криптоаналитиками и стала главным фактором, повлиявшим на решение Америки о вступлении в войну, представляла собой смесь четырехзначных и пятизначных цифровых кодовых групп (см.[6.1]). Главное достоинство кода состоит в большом количестве возможных кодовых групп: их может быть 10 тысяч в случае четырехзначного цифрового кода, и почти 12 миллионов для пятизначного буквенного. Недостатки кода заключаются в том, что

1. пользователи кода вынуждены носить с собой кодовые книги, а также

2. если противник получит копию этой книги (либо захватив ее, либо вскрыв код), он сможет непосредственно читать все последующие сообщения.

По этим причинам коды больше подходят для использования в посольствах и крупных воинских частях (например, на кораблях), чем для индивидуального применения.

Вскрытие кода значительно облегчается, если код является одночастевым, то есть когда одна и та же кодовая книга используется как для зашифрования, так и для расшифрования. В этом случае кодовые группы, соответствующие словам и фразам, близко расположенным в словаре, будут также близки и по своим числовым значениям. Например, раздел четырехзначной одночастевой кодовой книги может выглядеть, как показано в таблице 6.2.

Таблица 6.2

A	0001
ABLE	0013
AFTER	0023
AM	0051
AN	0075
AND	0078
ANY	0081
AS	0083
ASK	0091
AT	0097

Обычно используются не все из 10 тысяч возможных кодовых групп. В них могут быть оставлены промежутки, чтобы в дальнейшем была возможность при желании вставить в код другие слова и фразы.

С криптографической точки зрения одночастевой код дает слишком большое преимущество криптоаналитику, поскольку он может догадаться о значении еще не установленных кодовых групп, поискав в словаре подходящие слова, близкие к уже установленным. Эту слабость можно устранить, если сделать числовой порядок кодовых групп независимым от алфавитного или числового порядка кодируемых слов. В таком случае мы получаем двухчастевой код, поскольку пользователям теперь понадобятся две кодовые книги - одна для зашифрования, другая для расшифрования. Тогда вышеприведенные кодовые слова в книге для зашифрования могут выглядеть, например, как в таблице 6.3, а книга для расшифрования могла бы начинаться так, как показано в таблице 6.4, и так далее.

Таблица 6.3

A	5832
ABLE	2418
AFTER	6941
AM	9075
AN	6948
AND	4729
ANY	8532
AS	4271
ASK	2163
AT	1894

Таблица 6.4

0005	TOMORROW
0009	ATTACK
0014	COME

В любом случае, широко распространенным словам будут, скорее всего, сопоставлены несколько кодовых групп, а пользователи проинструктированы об использовании всех альтернативных вариантов в "случайном" порядке.

Хотя коды, не подвергаемые повторному шифрованию, не обеспечивают высокого уровня секретности, тем не менее они на самом деле применялись в военное время. Во время Второй мировой войны на итальянском военно-морском флоте для зашифрования сообщений низкой степени секретности использовался одночастевой код Менгарини (см. [6.2]), а на японском военно-морском флоте применялся двухчастевой код, который сами японцы называли OTSU, а англичане - JN4 (см. [6.3]). Несколько иной код применялся на подводных лодках германского флота: в нем кодовые группы состояли из двух букв, за которыми следовали четыре цифры. Таким образом они сообщали о своем местонахождении в Атлантике и получали приказы атаковать караваны судов Союзников. Буквенные символы кода перешифровывались по таблице замены диграфов; цифры тоже могли быть изменены (см. [6.4]).