Да, и единственным таким шифром является какая-нибудь форма так называемой ленты однократного использования,
в которой открытый текст «объединяется» с полностью случайным ключом
такой же длины, Этот результат был доказан К. Шенноном с помощью
разработанного им теоретико-информационного метода исследования шифров.
Мы не будем здесь останавливаться на этом подробно, но заинтересованному
читателю рекомендуем изучить работу К. Шеннона, она указана в списке
литературы.
Обсудим особенности строения абсолютно стойкого шифра и
возможности его практического использования. Типичным и наиболее простым
примером реализации абсолютно стойкого шифра является шифр Вернама, который осуществляет побитовое сложение n-битового открытого текста и n-битового ключа: yi=x1⊕ki, i=1, ..., n.
Здесь x1, ..., xn — открытый текст, k1, ..., kn — ключ, y1, ..., yn — шифрованный текст; символы складываются по таким правилам: 0⊕0=0, 0⊕1=1⊕0=1, 1⊕1=0.
Подчеркнем теперь, что для абсолютной стойкости
существенным является каждое из следующих требований к ленте
однократного использования:
1) полная случайность (равновероятность) ключа (это, в
частности, означает, что ключ нельзя вырабатывать с помощью какого-либо
детерминированного устройства);
2) равенство длины ключа и длины открытого текста;
3) однократность использования ключа.
В случае нарушения хотя бы одного из этих условий шифр
перестает быть абсолютно стойким и появляются принципиальные возможности
для его вскрытия (хотя они могут быть трудно реализуемыми).
Но, оказывается, именно эти условия и делают абсолютно
стойкий шифр очень дорогим и непрактичным. Прежде чем пользоваться таким
шифром, мы должны обеспечить всех абонентов достаточным запасом
случайных ключей и исключить возможность их повторного применения. А это
сделать необычайно трудно и дорого. Как отмечал Д. Кан: «Проблема
создания, регистрации, распространения и отмены ключей может показаться
не слишком сложной тому, кто не имеет опыта передачи сообщений по
каналам военной связи, но в военное время объем передаваемых сообщений
ставит в тупик даже профессиональных связистов. За сутки могут быть
зашифрованы сотни тысяч слов. Создание миллионов ключевых знаков
потребовало бы огромных финансовых издержек и было бы сопряжено с
большими затратами времени. Так как каждый текст должен иметь свой
собственный, единственный и неповторимый ключ, применение идеальной
системы потребовало бы передачи, по крайней мере, такого количества
знаков, которое эквивалентно всему объему передаваемой военной
информации».
В силу указанных причин, абсолютно стойкие шифры
применяются только в сетях связи с небольшим объемом передаваемой
информации, обычно это сети для передачи особо важной государственной
информации. |