Семантически корректный код. Кодирование. Зачем и кому вообще нужна семантическая верстка

04.05.2020 Социальные сети

4.1. Основы шифрования

Сущность шифрования методом замены заключается в следующем . Пусть шифруются сообщения на русском языке и замене подлежит каждая буква этих сообщений. Тогда, букве А исходного алфавита сопоставляется некоторое множество символов (шифрозамен) М А, Б – М Б, …, Я – М Я . Шифрозамены выбираются таким образом, чтобы любые два множества (М I и М J , i ≠ j ) не содержали одинаковых элементов (М I ∩ М J = Ø ).

Таблица, приведенная на рис.4.1, является ключом шифра замены. Зная ее, можно осуществить как шифрование, так и расшифрование.

А	Б	...	Я
М А	М Б	...	М Я

Рис.4.1. Таблица шифрозамен

При шифровании каждая буква А открытого сообщения заменяется любым символом из множества М А . Если в сообщении содержится несколько букв А , то каждая из них заменяется на любой символ из М А . За счет этого с помощью одного ключа можно получить различные варианты шифрограммы для одного и того же открытого сообщения. Так как множества М А, М Б, ..., М Я попарно не пересекаются, то по каждому символу шифрограммы можно однозначно определить, какому множеству он принадлежит, и, следовательно, какую букву открытого сообщения он заменяет. Поэтому расшифрование возможно и открытое сообщение определяется единственным образом.

Приведенное выше описание сущности шифров замены относится ко всем их разновидностям за исключением , в которых для зашифрования разных символов исходного алфавита могут использоваться одинаковые шифрозамены (т.е. М I ∩ М J ≠ Ø , i ≠ j ).

Метод замены часто реализуется многими пользователями при работе на компьютере. Если по забывчивости не переключить на клавиатуре набор символов с латиницы на кириллицу, то вместо букв русского алфавита при вводе текста будут печататься буквы латинского алфавита («шифрозамены»).

Для записи исходных и зашифрованных сообщений используются строго определенные алфавиты. Алфавиты для записи исходных и зашифрованных сообщений могут отличаться. Символы обоих алфавитов могут быть представлены буквами, их сочетаниями, числами, рисунками, звуками, жестами и т.п. В качестве примера можно привести пляшущих человечков из рассказа А. Конан Дойла () и рукопись рунического письма () из романа Ж. Верна «Путешествие к центру Земли».

Шифры замены можно разделить на следующие подклассы (разновидности).

Рис.4.2. Классификация шифров замены

I. Регулярные шифры. Шифрозамены состоят из одинакового количества символов или отделяются друг от друга разделителем (пробелом, точкой, тире и т.п.).

Лозунговый шифр. Для данного шифра построение таблицы шифрозамен основано на лозунге (ключе) – легко запоминаемом слове. Вторая строка таблицы шифрозамен заполняется сначала словом-лозунгом (причем повторяющиеся буквы отбрасываются), а затем остальными буквами, не вошедшими в слово-лозунг, в алфавитном порядке. Например, если выбрано слово-лозунг «ДЯДИНА», то таблица имеет следующий вид.

Рис.4.4. Таблица шифрозамен для лозунгового шифра

При шифровании исходного сообщения «АБРАМОВ» по приведенному выше ключу шифрограмма будет выглядеть «ДЯПДКМИ».

Полибианский квадрат. Шифр изобретен греческим государственным деятелем, полководцем и историком Полибием (203-120 гг. до н.э.). Применительно к русскому алфавиту и индийским (арабским) цифрам суть шифрования заключалась в следующем. В квадрат 6х6 выписываются буквы (необязательно в алфавитном порядке).

	1	2	3	4	5	6
1	А	Б	В	Г	Д	Е
2	Ё	Ж	З	И	Й	К
3	Л	М	Н	О	П	Р
4	С	Т	У	Ф	Х	Ц
5	Ч	Ш	Щ	Ъ	Ы	Ь
6	Э	Ю	Я	-	-	-

Рис.4.5. Таблица шифрозамен для полибианского квадрата

Шифруемая буква заменяется на координаты квадрата (строка-столбец), в котором она записана. Например, если исходное сообщение «АБРАМОВ», то шифрограмма – «11 12 36 11 32 34 13». В Древней Греции сообщения передавались с помощью оптического телеграфа (с помощью факелов). Для каждой буквы сообщения вначале поднималось количество факелов, соответствующее номеру строки буквы, а затем номеру столбца.

Таблица 4.1. Частота появления букв русского языка в текстах

№ п/п	Буква	Частота, %	№ п/п	Буква	Частота, %
1	О	10.97	18	Ь	1.74
2	Е	8.45	19	Г	1.70
3	А	8.01	20	З	1.65
4	И	7.35	21	Б	1.59
5	Н	6.70	22	Ч	1.44
6	Т	6.26	23	Й	1.21
7	С	5.47	24	Х	0.97
8	Р	4.73	25	Ж	0.94
9	В	4.54	26	Ш	0.73
10	Л	4.40	27	Ю	0.64
11	К	3.49	28	Ц	0.48
12	М	3.21	29	Щ	0.36
13	Д	2.98	30	Э	0.32
14	П	2.81	31	Ф	0.26
15	У	2.62	32	Ъ	0.04
16	Я	2.01	33	Ё	0.04
17	Ы	1.90

Существуют подобные таблицы для пар букв (биграмм). Например, часто встречаемыми биграммами являются «то», «но», «ст», «по», «ен» и т.д. Другой прием вскрытия шифрограмм основан на исключении возможных сочетаний букв. Например, в текстах (если они написаны без орфографических ошибок) нельзя встретить сочетания «чя», «щы», «ьъ» и т.п.

Для усложнения задачи вскрытия шифров однозначной замены еще в древности перед шифрованием из исходных сообщений исключали пробелы и/или гласные буквы. Другим способом, затрудняющим вскрытие, является шифрование биграммами (парами букв).

4.3. Полиграммные шифры

Полиграммные шифры замены - это шифры, в которых одна шифрозамена соответствует сразу нескольким символам исходного текста.

Биграммный шифр Порты . Шифр Порты, представленный им в виде таблицы, является первым известным биграммным шифром. Размер его таблицы составлял 20 х 20 ячеек; наверху горизонтально и слева вертикально записывался стандартный алфавит (в нем не было букв J, К, U, W, X и Z). В ячейках таблицы могли быть записаны любые числа, буквы или символы - сам Джованни Порта пользовался символами - при условии, что содержимое ни одной из ячеек не повторялось. Применительно к русскому языку таблица шифрозамен может выглядеть следующим образом.

	А	Б	В	Г	Д	Е (Ё)	Ж	З	И (Й)	К	Л	М	Н	О	П	Р	С	Т	У	Ф	Х	Ц	Ч	Ш	Щ	Ъ	Ы	Ь	Э	Ю	Я
А	001	002	003	004	005	006	007	008	009	010	011	012	013	014	015	016	017	018	019	020	021	022	023	024	025	026	027	028	029	030	031
Б	032	033	034	035	036	037	038	039	040	041	042	043	044	045	046	047	048	049	050	051	052	053	054	055	056	057	058	059	060	061	062
В	063	064	065	066	067	068	069	070	071	072	073	074	075	076	077	078	079	080	081	082	083	084	085	086	087	088	089	090	091	092	093
Г	094	095	096	097	098	099	100	101	102	103	104	105	106	107	108	109	110	111	112	113	114	115	116	117	118	119	120	121	122	123	124
Д	125	126	127	128	129	130	131	132	133	134	135	136	137	138	139	140	141	142	143	144	145	146	147	148	149	150	151	152	153	154	155
Е (Ё)	156	157	158	159	160	161	162	163	164	165	166	167	168	169	170	171	172	173	174	175	176	177	178	179	180	181	182	183	184	185	186
Ж	187	188	189	190	191	192	193	194	195	196	197	198	199	200	201	202	203	204	205	206	207	208	209	210	211	212	213	214	215	216	217
З	218	219	220	221	222	223	224	225	226	227	228	229	230	231	232	233	234	235	236	237	238	239	240	241	242	243	244	245	246	247	248
И (Й)	249	250	251	252	253	254	255	256	257	258	259	260	261	262	263	264	265	266	267	268	269	270	271	272	273	274	275	276	277	278	279
К	280	281	282	283	284	285	286	287	288	289	290	291	292	293	294	295	296	297	298	299	300	301	302	303	304	305	306	307	308	309	310
Л	311	312	313	314	315	316	317	318	319	320	321	322	323	324	325	326	327	328	329	330	331	332	333	334	335	336	337	338	339	340	341
М	342	343	344	345	346	347	348	349	350	351	352	353	354	355	356	357	358	359	360	361	362	363	364	365	366	367	368	369	370	371	372
Н	373	374	375	376	377	378	379	380	381	382	383	384	385	386	387	388	389	390	391	392	393	394	395	396	397	398	399	400	401	402	403
О	404	405	406	407	408	409	410	411	412	413	414	415	416	417	418	419	420	421	422	423	424	425	426	427	428	429	430	431	432	433	434
П	435	436	437	438	439	440	441	442	443	444	445	446	447	448	449	450	451	452	453	454	455	456	457	458	459	460	461	462	463	464	465
Р	466	467	468	469	470	471	472	473	474	475	476	477	478	479	480	481	482	483	484	485	486	487	488	489	490	491	492	493	494	495	496
С	497	498	499	500	501	502	503	504	505	506	507	508	509	510	511	512	513	514	515	516	517	518	519	520	521	522	523	524	525	526	527
Т	528	529	530	531	532	533	534	535	536	537	538	539	540	541	542	543	544	545	546	547	548	549	550	551	552	553	554	555	556	557	558
У	559	560	561	562	563	564	565	566	567	568	569	570	571	572	573	574	575	576	577	578	579	580	581	582	583	584	585	586	587	588	589
Ф	590	591	592	593	594	595	596	597	598	599	600	601	602	603	604	605	606	607	608	609	610	611	612	613	614	615	616	617	618	619	620
Х	621	622	623	624	625	626	627	628	629	630	631	632	633	634	635	636	637	638	639	640	641	642	643	644	645	646	647	648	649	650	651
Ц	652	653	654	655	656	657	658	659	660	661	662	663	664	665	666	667	668	669	670	671	672	673	674	675	676	677	678	679	680	681	682
Ч	683	684	685	686	687	688	689	690	691	692	693	694	695	696	697	698	699	700	701	702	703	704	705	706	707	708	709	710	711	712	713
Ш	714	715	716	717	718	719	720	721	722	723	724	725	726	727	728	729	730	731	732	733	734	735	736	737	738	739	740	741	742	743	744
Щ	745	746	747	748	749	750	751	752	753	754	755	756	757	758	759	760	761	762	763	764	765	766	767	768	769	770	771	772	773	774	775
Ъ	776	777	778	779	780	781	782	783	784	785	786	787	788	789	790	791	792	793	794	795	796	797	798	799	800	801	802	803	804	805	806
Ы	807	808	809	810	811	812	813	814	815	816	817	818	819	820	821	822	823	824	825	826	827	828	829	830	831	832	833	834	835	836	837
Ь	838	839	840	841	842	843	844	845	846	847	848	849	850	851	852	853	854	855	856	857	858	859	860	861	862	863	864	865	866	867	868
Э	869	870	871	872	873	874	875	876	877	878	879	880	881	882	883	884	885	886	887	888	889	890	891	892	893	894	895	896	897	898	899
Ю	900	901	902	903	904	905	906	907	908	909	910	911	912	913	914	915	916	917	918	919	920	921	922	923	924	925	926	927	928	929	930
Я	931	932	933	934	935	936	937	938	939	940	941	942	943	944	945	946	947	948	949	950	951	952	953	954	955	956	957	958	959	960	961

Рис.4.10. Таблица шифрозамен для шифра Порты

Шифрование выполняется парами букв исходного сообщения. Первая буква пары указывает на строку шифрозамены, вторая - на столбец. В случае нечетного количества букв в исходном сообщении к нему добавляется вспомогательный символ («пустой знак»). Например, исходное сообщение «АБ РА МО В», зашифрованное – «002 466 355 093». В качестве вспомогательного символа использована буква «Я».

Шифр Playfair (англ. «Честная игра»). В начале 1850-х гг. Чарлз Уитстон придумал так называемый «прямоугольный шифр». Леон Плейфер, близкий друг Уитстона, рассказал об этом шифре во время официального обеда в 1854 г. министру внутренних дел лорду Пальмерстону и принцу Альберту. А поскольку Плейфер был хорошо известен в военных и дипломатических кругах, то за творением Уитстона навечно закрепилось название «шифр Плейфера».

Данный шифр стал первым буквенным биграммным шифром (в биграммной таблице Порты использовались символы, а не буквы). Он был предназначен для обеспечения секретности телеграфной связи и применялся британскими войсками в Англо-бурской и Первой мировой войнах. Им пользовалась также австралийская служба береговой охраны островов во время Второй мировой войны.

Шифр предусматривает шифрование пар символов (биграмм). Таким образом, этот шифр более устойчив к взлому по сравнению с шифром простой замены, так как затрудняется частотный анализ. Он может быть проведен, но не для 26 возможных символов (латинский алфавит), а для 26 х 26 = 676 возможных биграмм. Анализ частоты биграмм возможен, но является значительно более трудным и требует намного большего объема зашифрованного текста.

Для шифрования сообщения необходимо разбить его на биграммы (группы из двух символов), при этом, если в биграмме встретятся два одинаковых символа, то между ними добавляется заранее оговоренный вспомогательный символ (в оригинале – X , для русского алфавита - Я ). Например, «зашифрованное сообщение» становится «за ши фр ов ан но ес оЯ об ще ни еЯ ». Для формирования ключевой таблицы выбирается лозунг и далее она заполняется по правилам шифрующей системы Трисемуса. Например, для лозунга «ДЯДИНА» ключевая таблица выглядит следующим образом.

Д	Я	И	Н	А	Б
В	Г	Е	Ё	Ж	З
Й	К	Л	М	О	П
Р	С	Т	У	Ф	Х
Ц	Ч	Ш	Щ	Ъ	Ы
Ь	Э	Ю	-	1	2

Рис.4.11. Ключевая таблица для шифра Playfair

Затем, руководствуясь следующими правилами, выполняется зашифровывание пар символов исходного текста:

1. Если символы биграммы исходного текста встречаются в одной строке, то эти символы замещаются на символы, расположенные в ближайших столбцах справа от соответствующих символов. Если символ является последним в строке, то он заменяется на первый символ этой же строки.

2. Если символы биграммы исходного текста встречаются в одном столбце, то они преобразуются в символы того же столбца, находящимися непосредственно под ними. Если символ является нижним в столбце, то он заменяется на первый символ этого же столбца.

3. Если символы биграммы исходного текста находятся в разных столбцах и разных строках, то они заменяются на символы, находящиеся в тех же строках, но соответствующие другим углам прямоугольника.

Пример шифрования.

Биграмма «за» формирует прямоугольник – заменяется на «жб»;

Биграмма «ши» находятся в одном столбце – заменяется на «юе»;

Биграмма «фр» находятся в одной строке – заменяется на «хс»;

Биграмма «ов» формирует прямоугольник – заменяется на «йж»;

Биграмма «ан» находятся в одной строке – заменяется на «ба»;

Биграмма «но» формирует прямоугольник – заменяется на «ам»;

Биграмма «ес» формирует прямоугольник – заменяется на «гт»;

Биграмма «оя» формирует прямоугольник – заменяется на «ка»;

Биграмма «об» формирует прямоугольник – заменяется на «па»;

Биграмма «ще» формирует прямоугольник – заменяется на «шё»;

Биграмма «ни» формирует прямоугольник – заменяется на «ан»;

Биграмма «ея» формирует прямоугольник – заменяется на «ги».

Шифрограмма – «жб юе хс йж ба ам гт ка па шё ан ги».

Для расшифровки необходимо использовать инверсию этих правил, откидывая символы Я (или Х ), если они не несут смысла в исходном сообщении.

Он состоял из двух дисков – внешнего неподвижного и внутреннего подвижного дисков, на которые были нанесены буквы алфавита. Процесс шифрования заключался в нахождении буквы открытого текста на внешнем диске и замене ее на букву с внутреннего диска, стоящую под ней. После этого внутренний диск сдвигался на одну позицию и шифрование второй буквы производилось уже по новому шифралфавиту. Ключом данного шифра являлся порядок расположения букв на дисках и начальное положение внутреннего диска относительно внешнего.

Таблица Трисемуса. Одним из шифров, придуманных немецким аббатом Трисемусом, стал многоалфавитный шифр, основанный на так называемой «таблице Трисемуса» - таблице со стороной равной n , где n – количество символов в алфавите. В первой строке матрицы записываются буквы в порядке их очередности в алфавите, во второй – та же последовательность букв, но с циклическим сдвигом на одну позицию влево, в третьей – с циклическим сдвигом на две позиции влево и т.д.

Рис.4.17. Таблица Трисемуса

Первая строка является одновременно и алфавитом для букв открытого текста. Первая буква текста шифруется по первой строке, вторая буква по второй и так далее. После использования последней строки вновь возвращаются к первой. Так сообщение «АБРАМОВ» приобретет вид «АВТГРУЗ».

Система шифрования Виженера. В 1586 г. французский дипломат Блез Виженер представил перед комиссией Генриха III описание простого, но довольно стойкого шифра, в основе которого лежит таблица Трисемуса.

Перед шифрованием выбирается ключ из символов алфавита. Сама процедура шифрования заключается в следующем. По i-ому символу открытого сообщения в первой строке определяется столбец, а по i-ому символу ключа в крайнем левом столбце – строка. На пересечении строки и столбца будет находиться i-ый символ, помещаемый в шифрограмму. Если длина ключа меньше сообщения, то он используется повторно. Например, исходное сообщение «АБРАМОВ», ключ – «ДЯДИНА», шифрограмма – «ДАФИЪОЁ».

Справедливости ради, следует отметить, что авторство данного шифра принадлежит итальянцу Джованни Батиста Беллазо, который описал его в 1553 г. История «проигнорировала важный факт и назвала шифр именем Виженера, несмотря на то, что он ничего не сделал для его создания» . Беллазо предложил называть секретное слово или фразу паролем (ит. password; фр. parole - слово).

В 1863 г. Фридрих Касиски опубликовал алгоритм атаки на этот шифр, хотя известны случаи его взлома шифра некоторыми опытными криптоаналитиками и ранее. В частности, в 1854 г. шифр был взломан изобретателем первой аналитической вычислительной машины Чарльзом Бэббиджем, хотя этот факт стал известен только в XX в., когда группа ученых разбирала вычисления и личные заметки Бэббиджа . Несмотря на это шифр Виженера имел репутацию исключительно стойкого к «ручному» взлому еще долгое время. Так, известный писатель и математик Чарльз Лютвидж Доджсон (Льюис Кэрролл) в своей статье «Алфавитный шифр», опубликованной в детском журнале в 1868 г., назвал шифр Виженера невзламываемым. В 1917 г. научно-популярный журнал «Scientific American» также отозвался о шифре Виженера, как о неподдающемся взлому .

Роторные машины. Идеи Альберти и Беллазо использовались при создании электромеханических роторных машин первой половины ХХ века. Некоторые из них использовались в разных странах вплоть до 1980-х годов. В большинстве из них использовались роторы (механические колеса), взаимное расположение которых определяло текущий алфавит шифрозамен, используемый для выполнения подстановки. Наиболее известной из роторных машин является немецкая машина времен Второй мировой войны «Энигма» .

Выходные штыри одного ротора соединены с входными штырями следующего ротора и при нажатии символа исходного сообщения на клавиатуре замыкали электрическую цепь, в результате чего загоралась лампочка с символом шифрозамены.

Рис.4.19. Роторная система Энигмы [www.cryptomuseum.com ]

Шифрующее действие «Энигмы» показано для двух последовательно нажатых клавиш - ток течёт через роторы, «отражается» от рефлектора, затем снова через роторы.

Рис.4.20. Схема шифрования

Примечание. Серыми линиями показаны другие возможные электрические цепи внутри каждого ротора. Буква A шифруется по-разному при последовательных нажатиях одной клавиши, сначала в G , затем в C . Сигнал идет по другому маршруту за счёт поворота одного из роторов после нажатия предыдущей буквы исходного сообщения.

3. Дайте характеристику разновидностям шифров замены.

Веб-дизайнеры и разработчики любят бросаться жаргонами и заумными фразами, которые нам иногда сложно понять. В этой статье речь пойдет о семантическом коде. Давайте разберемся, что же это такое!

Что такое семантический код?

Даже если вы не веб-дизайнер, вы наверное знаете, что ваш сайт был написан в HTML. HTML был первоначально предназначен как средство описывающие содержание документа, а не как средство, чтобы сделать вид визуально приятным. Семантический код возвращается к этой оригинальной концепции и призывает веб-дизайнеров писать код, который описывает содержание, а не то как оно должно выглядеть. Например, заголовок страницы может быть запрограммирован следующим образом:

Это заголовок страницы

Это сделало бы название крупным и жирным, придавая ему вид заголовка страницы, но в нем нет ничего, что описывает его как “заголовок” в коде. Это означает, что компьютер не может определить это как заголовок страницы.

При написание названия семантически для того, чтобы компьютер распознавал его как “заголовок”, мы должны использовать следующий код:

Это заголовок

Внешний вид заголовка может быть определен в отдельном файле, который называется “каскадные таблицы стилей” (CSS), при этом не вмешиваясь в ваш описательный (семантический) код HTML.

Чем важен семантический код?

Возможность компьютера правильно распознавать контент важно по нескольким причинам:

Многие слабовидящие люди полагаются на речевые браузеры для чтения страниц. Такие программы не смогут точно интерпретировать страницы, если они не были четко разъяснены. Другими словами, семантический код служит средством доступности.
Поисковые системы должны понимать о чем ваш контент, для того чтобы правильно ранжировать вас в поисковиках. У семантического кода есть репутация по улучшению ваших размещений в поисковых системах, так как его легко понимают “поисковые роботы”.

Также у семантического кода есть и другие преимущества:

Как вы видите из приведенного выше примера, семантический код короче, а загрузка быстрее.
Семантический код облегчает обновления на сайте, так как вы можете применять стили к заголовкам по всему сайте, а не постранично.
Семантический код прост для понимания, поэтому, если новый веб-дизайнер подхватывает данный код, то ему будет легко его разобрать.
Поскольку семантический код не содержит элементы дизайна, то тогда изменить внешний вид веб-сайта можна без перекодирования всего HTML.
Еще раз, потому что дизайн проводится отдельно от содержания, семантический код позволяет любому желающему добавить или редактировать страницы без необходимости хорошего глаза на дизайн. Вы просто описываете содержание, а CSS определяет как это содержание будет выглядить.

Как убедиться в том, что веб-сайт использует семантический код?

На данный момент не существует инструмента, который может проверить наличие семантического кода. Все сводится к проверке наличия в коде цветов, шрифтов или макетов, вместо описания контента. Если анализ кода звучит страшновато, то прекрасной отправной точкой будет вопрос к вашему веб-дизайнеру - кодирует ли он соблюдая семантику? Если он тупо на вас смотрит или начинает нелепую болтовню, то тогда вы можете быть уверены, что он не кодирует данным способом. В этот момент вы должны решить, предоставите ли ему новое направление в работе, или найдете себе нового дизайнера?!

(подстановки). В шифрах замены буквы меняются на другие буквы из того же алфавита, при кодировании буквы меняются на что-то совершенно другое - картинки, символы других алфавитов, последовательности различных знаков и т.п. Составляется таблица однозначного соответствия алфавита исходного текста и кодовых символов, и в соответствии с этой таблицей происходит кодирование один в один. Чтобы раскодировать, нужно знать кодовую таблицу.

Существует большое число кодов, применяемых в разных областях человеческой жизни. Общеизвестные коды применяются по большей части для удобства передачи информации тем или иным способом. Если же кодовая таблица известна только передающему и принимающему, то получается довольно примитивный шифр, который легко поддаётся частотному анализу. Но если человек далёк от теории кодирования и не знаком с частотным анализом текста, то разгадать ему такие шифры довольно проблематично.

A1Z26

Простейший шифр. Называется A1Z26 или в русском варианте А1Я33. Буквы алфавита заменяются на их порядковые номера.

«NoZDR» можно зашифровать как 14-15-26-4-18 или 1415260418.

Азбука Морзе

Буквам, цифрам и некоторым знакам сопоставляется набор точек и тире, которые можно передавать по радио, звуком, стуком, световым телеграфом и отмашкой флажками. Так как у моряков каждой букве сопоставлен ещё и соответствующий флаг, то можно передавать сообщение флагами.

Шрифт Брайля

Брайль – это система тактильного чтения для слепых, состоящая из шеститочечных знаков, называемых ячейками. Ячейка состоит из трёх точек в высоту и из двух точек в ширину.

Различные брайлевские знаки формируются путем помещения точек в различные положения внутри ячейки.

Для удобства точки описываются при чтении следующим образом: 1, 2, 3 слева сверху вниз и 4, 5, 6 справа сверху вниз.

При составлении текста придерживаются следующих правил:

между словами пропускается одна ячейка (пробел);

после запятой и точки с запятой ячейка не пропускается;

тире пишется слитно с предыдущим словом;

перед числом ставится цифровой знак.

Кодовые страницы

В компьютерных квестах и загадках можно кодировать буквы в соответствии с их кодами в различных кодовых страницах - таблицах, используемых на компьютерах. Для кириллических текстов лучше всего пользоваться самыми распространёнными кодировками: Windows-1251, KOI8, CP866, MacCyrillic. Хотя для сложных шифровок можно выбрать и что-то более экзотичное.

Кодировать можно шестнадцатеричными числами, а можно и переводить их в десятичные. Например, буква Ё в KOI8-R имеет код B3 (179), в CP866 - F0 (240), а в Windows-1251 - A8 (168). А можно буквам в правых таблицах искать соответствие в левых, тогда текст получится набранным «кракозябрами» типа èαá¬«º∩íαδ (866→437) или Êðàêîçÿáðû (1251→Latin-1).

А можно внутри одной таблицы менять верхнюю половину символов на нижнюю. Тогда для Windows-1251 вместо «кракозябры» получится «jp"jng ap{», вместо «ВЕРТОЛЁТ» - «BEPRNK(R». Такой сдвиг в кодовой странице - это классическая потеря старшего бита при сбоях на почтовых серверах. Латинские символы при этом можно кодировать обратным сдвигом вниз на 128 символов. И такая кодировка будет являться вариантом шифра - ROT128, только не для обычного алфавита, а для выбранной кодовой страницы.

Точное время происхождения шифра неизвестно, но некоторые из найденных записей этой системы датируются XVIII веком. Вариации этого шифра были использованы орденом розенкрейцеров и масонами. Последние использовали его в своих тайных документах и переписках довольно часто, поэтому шифр и стали называть шифром масонов. Даже на надгробиях масонов можно увидеть надписи, использующие данный шифр. Похожая система шифрования использовалась во время гражданской войны в США армией Джорджа Вашингтона, а также заключенными в федеральных тюрьмах Конфедераций Штатов США.

Ниже приведены два (синий и красный) варианта заполнения сетки таких шифров. Буквы расположены парами, вторая буква из пары рисуется символом с точкой:

Авторские шифры

Шифров, где одному символу алфавита (букве, цифре, знаку препинания) соответствует один (реже больше) графический знак, придумано великое множество. Большинство из них придуманы для использования в фантастических фильмах, мультфильмах и компьютерных играх. Вот некоторые из них:

Пляшущие человечки

Один из самых известных авторских шифров подстановки – это « ». Его придумал и описал английский писатель Артур Конан Дойл в одном из своих произведений про Шерлока Холмса. Буквы алфавита заменяются символами, похожими на человечков в разных позах. В книге человечки были придуманы не для всех букв алфавита, поэтому фанаты творчески доработали и переработали символы, и получился вот такой шифр:

Алфавит Томаса Мора

А вот такой алфавит описал в своём трактате «Утопия» Томас Мор в 1516 году:

Шифры из мультсериала "Гравити Фолз"

Билла Шифра

Стэнфорда Пайнса (автора дневников)

Джедайский алфавит из "Звёздных войн"

Инопланетянский алфавит из "Футурамы"

Криптонский алфавит Супермена

Алфавиты биониклов

Семантика (фр. sémantique от др.-греч. σημαντικός - обозначающий) — наука о понимании определенных знаков, последовательностей символов и других условных обозначений. Эта наука используется во многих отраслях: лингвистика, проксемика, прагматика, этимология и т.д. Ума не приложу, что эти слова означают и чем все эти науки занимаются. Да и не важно, меня интересует вопрос применения семантики при верстке сайтов.

Заметка

Тут не буду затрагивать термин Семантический веб. На первый взгляд, может показаться, что темы Семантический веб и семантический HTML код — это почти одно и тоже. Но на самом деле Семантический веб понятие, довольно философское и с нынешней реальностью имеет не так много общего.

Семантическая верстка — что это?

В языке каждое слово имеет определенный смысл, назначение. Когда ты говоришь "колбаса", ты имеешь в виду пищевой продукт, представляющий собой фарш (как правило, мясной) в продолговатой оболочке. Короче говоря имеешь в виду колбасу, а не молоко или зеленый горошек.

HTML — это тоже язык, его "слова", именуемые тегами, тоже имеют определенный логический смысл и назначение. По этому в первую очередь семантический HTML код — это верстка с правильным использованием HTML тегов , использованием их по назначению, так как их задумывали разработчики языка HTML и веб стандартов.

microformats.org — сообщество, которое работает над воплощением идеалистических идей Семантического веба в жизнь посредством приближения разметки страниц к тем самым семантическим идеалам.

Зачем и кому вообще нужна семантическая верстка?

Если у меня на сайте информация отображается так же как на дизайне, зачем себе еще ломать мозг и думать о какой-то семантике?! Это же дополнительная работа! Кому это нужно?! Кто это оценит кроме другого верстальщика?

Мне такие вопросы приходилось частенько слышать. Давай разберемся.

Семантический HTML для веб разработчиков

Семантический код для пользователей

Повышает доступность информации на сайте. В первую очередь это имеет значение для альтернативных агентов таких как:

семантический код напрямую влияет на объем HTML кода. Меньше кода —> легче страницы —> быстрей грузятся, меньше требуется оперативной памяти на стороне пользователя, меньше трафика, меньший объем баз данных. Сайт становиться быстрей и менее затратным .
голосовые браузеры для которых важны теги и их атрибуты, чтобы произнести правильно и с нужной интонацией содержимое, или наоборот не произнести лишнего.
мобильные устройства которые не на полную мощь поддерживают CSS и поэтому ориентируются в основном на HTML код, отображая его на экране согласно используемым тегам.
устройства печати даже без дополнительного CSS напечатают информацию качественней (ближе к дизайну), а создание идеальной версии для печати превратится в несколько легких манипуляций с CSS.
к тому же существуют устройства и плагины, которые позволяют быстро перемещаться по документу — например, по заголовкам у Opera .

Семантический HTML для машин

Поисковые системы постоянно совершенствуют методы поиска, чтобы в результатах была та информация, которую действительно ищет пользователь. Семантический HTML способствует этому, т.к. поддается гораздо лучшему анализу — код чище, код логичен (четко видно где заголовки, где навигация, где содержимое).

Хороший контент плюс качественная семантическая верстка — это уже серьезная заявка на хорошие позиции в выдачах поисковиков .

МАТЕМАТИКА

Вестн. Ом. ун-та. 2016. № 3. С. 7-9.

УДК 512.4 В.А. Романьков

ВАРИАНТ СЕМАНТИЧЕСКИ СТОЙКОГО ШИФРОВАНИЯ НА БАЗЕ RSA*

Основной целью статьи является предложение другого способа выбора одного из основных параметров схемы шифрования основанной на криптографической системе RSA, предложенной автором в предыдущих работах. Оригинальная версия базируется на вычислительной сложности определения порядков элементов в мультипликативных группах модулярных колец. Предлагаемый способ меняет эту основу на другую трудноразрешимую задачу определения принадлежности элементов мультипликативных групп модулярных колец степеням этих групп. Частным случаем такой задачи является классическая задача определения квадратичности вычета, считающаяся вычислительно трудной. Эта задача определяет семантическую стойкость известной системы шифрования Гольдвассер-Микали. В предлагаемой версии семантическая стойкость схемы шифрования основана на вычислительной сложности проблемы определения принадлежности элементов мультипликативных групп модулярных колец степеням этих групп.

Ключевые слова: криптографическая система RSA, шифрование с открытым ключом, модулярное кольцо, квадратичный вычет, семантическая стойкость.

1. Введение

Целью данной работы является представление новых элементов для версии схемы шифрования на базе RSA, введенной автором в . А именно: предлагается другой способ задания фигурирующих в этой схеме подгрупп. Этот способ приводит к замене лежащей в основе схемы вычислительно сложной проблемы определения порядков элементов мультипликативных групп модулярных колец на вычислительно сложную проблему вхождения в заданные степени этих групп. Частным случаем последней проблемы является классическая задача определения квадратичности вычета элемента мультипликативной группы модулярного кольца.

Система шифрования с открытым ключом RSA введена в обращение Ривестом, Шамиром и Адлеманом в 1977 г. . Она широко используется во всем мире и входит практически во все учебники криптографии. Относительно этой системы и ее криптографической стойкости см., например .

Базовый вариант системы является детерминированным и по этой причине не обладает свойством семантической секретности, важнейшим показателем криптографической стойкости системы шифрования с открытым ключом. Поэтому на практике используют варианты системы, цель которых - внести в нее вероятностный элемент и тем самым обеспечить выполнение свойства семантической секретности.

Установка: платформа шифрования

Пусть n - произведение двух больших различных простых чисел p и q. В качестве платформы для системы шифрования выбирается кольцо вычетов Zn. Модуль n и платформа Zn являются открытыми элементами системы, числа p и q - секретными.

* Исследование поддержано Российским фондом фундаментальных исследований (проект 15-41-04312).

Романьков В.А.

Через ф:N ^ N обозначается функция Эйлера, в данном случае принимающая значение ф(п)= (p-1)(q-1). Таким образом, порядок мультипликативной группы Z*n кольца Zn равен (p-1)(q-1). Относительно этих понятий см., например .

Далее выбираются две подгруппы M и H группы Z*n взаимно простых периодов г и t, соответственно. Эти подгруппы предлагается задавать через их порождающие элементы M = гр(g1 ,...,gk), H = гр(й1, ..,hl). Напомним, что периодом t(G) группы G называется наименьшее число t, такое, что дг = 1 для любого элемента geG. Периодом группы Z*n служит число t (n), равное наименьшему общему кратному чисел p-1 и q-1. Подгруппы M и H могут быть циклическими и задаваться одним порождающим элементом. Порождающие элементы подгрупп M и H считаются открытыми, в то время, как периоды подгрупп г и t - секретными.

В и объяснено, как эффективно осуществить указанный выбор подгрупп M и H, зная секретные параметры p и q. Более того, можно вначале задать г и t , а затем выбрать p и q, а уже потом осуществить дальнейшие действия. Отметим, что построение элементов заданных порядков в конечных полях выполняется стандартной эффективной процедурой, описанной, например . Переход к построению элементов заданных порядков в мультипликативных группах Z*n модулярных колец Znосуществляется очевидным способом с использованием Китайской теоремы об остатках или . Установка: выбор ключей Ключ шифрования e - любое натуральное число, взаимно простое с г. Ключ расшифрования d = ^вычисляется из равенства

(te)d1 = 1 (modr). (1)

Ключ d существует, так как параметр d1 вычисляется вследствие взаимной простоты te и г. Ключ e открытый, ключ d и параметр d1 - секретные.

Алгоритм шифрования Для передачи по открытой сети сообщения - m элемента подгруппы M, Алиса выбирает случайный элемент h подгруппы H и вычисляет элемент hm. Передача имеет вид

c = (hm)e (modn). (2)

Алгоритм расшифрования

Боб расшифровывает полученное сообщение c следующим образом:

cd=m (modn). (3)

Объяснение правильности расшифрования

Так как ed=1 (modr), найдется целое число k, такое, что ed = 1 + rk. Тогда

cd = (hm)ed = (ht)edi m (mr)k = m (mod n). (4) Итак, элемент h записывается как элемент подгруппы H в виде значения группового слова u(x1,.,xl) от порождающих элементов h1t... ,hl подгруппы H. Фактически мы

выбираем слово u(x1,.,xl), а затем вычисляем его значение h = u(h1t..., hl). В частности это означает, что порождающие элементы h1t... ,hl являются открытыми.

Криптостойкость схемы

Криптографическая стойкость схемы основывается на трудности определения по заданным порождающим элементам подгруппы H группы Z*n периода или порядка этой подгруппы. Если бы порядок элемента можно было вычислить эффективным алгоритмом, то подсчитав порядки o rd(h1), ..., ord(hl) порождающих элементов подгруппы H, мы могли бы найти ее период t = t(H), равный их наименьшему общему кратному. Это позволило бы убрать из данного варианта шифрования затеняющий множитель h преобразованием с1 = met(modri), сведя процедуру расшифрования к классической системе RSA с открытым ключом шифрования et.

3. Другой способ задания подгруппы H

В данной работе предлагается другой вариант задания подгруппы H в рассматриваемой схеме шифрования. Вначале рассмотрим его частный случай, связанный с признанной трудноразрешимой задачей определения квадратичности вычета группы Z*n. Напомним, что вычет aeZ^ называется квад-ратичнъм, если существует такой элемент xeZ*n, что х2= a (modn). Все квадратичные вычеты образуют подгруппу QZ*n группы Z*n. Проблема определения квадратичности произвольного вычета группы считается вычислительно трудноразрешимой. На этом свойстве базируется известная семантически стойкая система шифрования Гольдвассер-Микали . Ее семантическая стойкость полностью определяется трудноразрешимостью проблемы определения квадратичности вычета.

Допустим, параметры p и q выбираются с условием p, q = 3 (mod 4), т. е. p = 4k +3, q = 41 +3. В схемах, связанных с квадратич-ностью вычетов это предположение выглядит естественным и встречается достаточно часто. Если оно выполнено, отображение р:QZ*n ^ QZ*n, p:x^x2, является биекцией.

Подгруппа квадратичных вычетов QZ*n группы имеет в Z*n индекс 4 см., например . Ее порядок о^^2^)равен ф(п)/4 = (4k + 2)(41 + 2)/4= 4kl + 2k + 21 + 1, т. е. является нечетным числом.

Полагаем в приведенной выше схеме шифрования H = QZ*n. Любой элемент подгруппы H имеет нечетный порядок, так как период t(Z*n), равный наименьшему общему кратному чисел p - 1 = 4k +2 и q - 1 = 41 +2, делится на 2, но не делится на 4. Максимально возможный выбор для M - подгруппа порядка 4, элементы которой имеют четные порядки 2 или 4. Если существует эффективный способ вычисления порядка (или хотя бы его четности) произвольного элемента

Вариант семантически стойкого шифрования на базе RSA

группы 2*п, то эффективно решается и проблема определения квадратичности вычета. Недостатком схемы при таком выборе является маломощность пространства текстов -подгруппы М. Фактически схема дублирует уже упоминавшуюся известную схему Голь-двассер-Микали.

Большие возможности мы получаем при следующем выборе. Пусть s - простое число, которое можно считать достаточно большим. Пусть р и q - простые числа такие, что хотя бы одно из чисел р - 1 или q - 1 делится на s. В и объяснено, что можно выбрать s, а затем эффективно найти р или q с данным свойством. Скажем, число р ищется в виде 2sx +1. Изменяется х и проводится проверка на простоту полученного р до тех пор, пока оно не окажется простым.

Определим подгруппу Н = , состоящую из s-степеней элементов группы 2*п (при s = 2 это подгруппа QZ*n). Если р = 52к + su + 1 и q = 521 + sv +1 (или q = sl + V +1), где числа и и V не делятся на s, то порядок о^ (Н) подгруппы Н имеющей в группе 2*п индекс б2 (или индекс s, если q = sl + V +1), равен Б2к1 + Бку + б1п + ш>. Этот порядок взаимно прост с s. В частности это означает, что элементы подгруппы Н имеют порядки не делящиеся на s. Если элемент находится вне подгруппы Н, то его порядок делится на s, так как s делит порядок группы. Если проблема вычисления порядка элемента группы 2*п (или определения его делимости на s) эффективно разрешима в группе 2*п, то в ней также эффективно решается проблема вхождения в подгруппу

При выборе указанным способом подгруппы Н у нас появляется возможность выбора в качестве М циклической подгруппы порядка г =52 (или порядка s). Такая подгруппа существует, так как порядок группы 2*п, равный (р-1)^-1) = (52к + ви)^21 + sv) (или (52к + ви)^1 + V)), делится на 52 (на s). Для задания Н достаточно указать s. При этом для любого выбора подгруппы М имеем М*2 =1. Если при расшифровке сообщения т удастся получить элемент вида теЛ, где ed взаимно просто с s, то найдя целые числа у и z такие, что edy + s2z = 1, можно вычислить теЛу = т.

Однако порождающие элементы подгруппы Н при задании вида не указываются, поэтому, если существует алгоритм вычисления порядков элементов группы 2*п, это не позволяет вычислить период подгруппы

H, что было бы возможно в первоначальной версии из .

Криптографическая стойкость версии схемы из основана на трудности задачи определения порядка элемента группы 2*п. В предлагаемой версии она основана на трудности определения периода подгруппы Z*s. Семантическая стойкость Пусть известно, что c = (hm")e (modn) - зашифрованное сообщение вида (2), где heH, т" = т1 или т"=т2. Шифрование считается семантически стойким, если нельзя эффективно определить, чему же все-таки соответствует с. Правильный ответ mt (i = 1 или 2)по-лучается тогда и только тогда, когда cmje принадлежит H. Значит, шифрование семантически стойкое, если и только если проблема вхождения в H эффективно неразрешима. В рассматриваемом данной статьей случае -это проблема вхождения в подгруппу s-выче-тов Z*s. В частном случае s = 2 получаем известную считающуюся трудноразрешимой проблему вхождения в Q2*n, на которой основана семантическая стойкость системы шифрования Гольдвассер-Микали и ряда других систем шифрования.

ЛИТЕРАТУРА

Романьков В. А. Новая семантически стойкая система шифрования с открытым ключом на базе RSA // Прикладная дискретная математика. 2015. № 3 (29). С. 32-40.

Rivest R., Shamir A., Adleman L. A method for obtaining digital signatures and public-key cryptosystems // Comm. ACM. 1978. Vol. 21, № 2. P. 120126.

Hinek M. Cryptanalysis of RSA and its variants. Boca Raton: Chapman & Hall / CRC, 2010.

Song Y. Y. Cryptanalitic attacks on RSA. Berlin: Springer, 2008.

Stamp M., Low R.M. Applied cryptanalysis. Breaking ciphers in the real world. Hoboken: JohnWiley&Sons, 2007.

Roman"kov V.A. New probabilistic public-key encryption based on the RAS cryptosystem // Croups, Complexity, Cryptology. 2015. Vol. 7, № 2. P. 153156.

Романьков В.А. Введение в криптографию. М. : Форум, 2012.

Menezes A., Ojrschot P.C., Vanstone S.A. Handbook of Applied Cryptography. Boca Raton: CRC Press, 1996.

Goldwasser S., Micali S. Probabilistic encryption and how to play mental poker keeping secret all partial information // Proc. 14th Symposium on Theory of Computing, 1982. P. 365-377.