Колокольная стеганография

Колокольная стеганография

С недавних пор в публикациях криптографической тематики, особенно размещённых в интернете, неизменно сохраняется интерес к шифрованной звенигородской колокольной надписи. Эта надпись была сделана на Большом Благовестном колоколе весом в 35 тонн, отлитом в 1667 году в Звенигороде для Саввино-Сторожевского монастыря. Так царь Алексей Михайлович почтил память преподобного Саввы Сторожевского, которого считал своим чудесным спасителем от неминуемой гибели во время охоты на медведя в 1652 году.

УТРАЧЕННАЯ РЕЛИКВИЯ

Со временем колокол приобрёл широкую известность, его изображение поместили на герб города Звенигорода. К сожалению, колокол до настоящего времени не сохранился: он был уничтожен при попытке спуска с колокольни в 1941 году. Надпись покрывала почти всю наружную часть колокола, при этом тайнопись заполняла лишь 3 нижние строки из 9-и. Позже мы рассмотрим причины появления этой тайнописи.

Незашифрованный текст сообщал о том, что колокол был отлит 25 сентября 1667 года по повелению царя Алексея Михайловича в присутствии всей его семьи и восточных патриархов. Отливка колокола дело сложное: «государев колокольных и пушечных дел мастер» Александр Григорьев начал отливку 25 сентября, а закончил свою работу лишь спустя 130 дней.

Долгое время нижняя часть колокольной надписи воспринималась как декоративное украшение, пока в 1784 году не возобладало, наконец, мнение о её тайнописном происхождении. А первые сообщения о расшифровании надписи появились лишь в 1822 году. Уточнённые результаты расшифрования приведены на иллюстрации 1  под изображениями знаков тайнописи.

Иллюстрация 1. Тайнопись и результаты её расшифрования

Помещённое здесь изображение тайнописи воспроизведено по рисунку из книги М.Н. Сперанского ^[1]. В расшифрованном тексте отмечены места ошибок, допущенных при зашифровании и подготовке формы колокола для отливки в металле, а также места сокращений слов:

•  места пропущенных букв выделены вертикальной чертой (их 4);
•  лишние буквы выделены скобками (их 10);
•  буквенные замены выделены подчёркиванием (их 6).

Таким образом, всего ошибочных знаков – 16. Большинство лишних букв – это «Ъ» (7 из 10).

В приближении к современной орфографии восстановленный текст выглядит так:

«Изволением всеблагаго и всещедраго Бога нашего и заступлением милостивыя заступницы пресвятыя владычицы нашея и Богородицы и за молитв отца нашего и милостиваго заступника преподобнаго Савы чудотворца и по обещанию и по повелению раба Христова царя Алексея от любви своея душевныя и от сердечнаго желания слит сей колокол в дом пресвятыя Богородицы честнаго и славнаго ея рожества и великаго и преподобнаго отца нашего Савы чудотворца что в Звенигороде нарицаемый Сторожевский».

ЧЕРНОВИК ДАЛ ПОДСКАЗКУ

Позже, уже во второй половине XIX столетия, в архиве был обнаружен открытый текст, составленный ещё в 1653 году для задуманного звенигородского колокола. Этот первоначальный текст, видимо, за 15 лет, прошедших до момента отливки, несколько устарел.

Он уже не отвечал новому замыслу и был значительно сокращён. Была удалена солидная по объёму центральная часть текста, содержавшая перечисление братии монастыря, а также его многословный конец. На иллюстрации приведён тот исходный текст, который воспроизведён в зашифрованном виде на колоколе ^[2].

Вероятно, это авторский вариант. Он содержит следы размышлений относительно зашифрования: записан шифровый знак для буквы «ю», текст разбит на 6 участков. Расшифрованный текст практически совпал с этим вариантом. Отметим, что лишние буквы в расшифрованном тексте найдены его сравнением с подлинным открытым текстом.

Укажем ещё удалённый, незашифрованный конец первоначального открытого текста, впервые опубликованный академиком И.И. Срезневским в 1871 году: «А сию подпись писал сам государь своею рукою, и с той подписи слово в слово подпись вылита, и у подписей на конце написано: раб Христов и пречистыя Богородицы яз многогрешный царь Алексей челом бью сим колоколом, и царица с сестрами, и подписал яз царь и государь всея Русии самодержец своею рукою премудрым писмом своего слогу и вымыслу 12 азбуками. Лета 7161 году» ^[3].

7161 год от сотворения мира – это 1653 год по нашему летоисчислению от Рождества Христова. Как видим, царём Алексеем Михайловичем для зашифрования открытого текста были разработаны 12 шифров (азбук). Это шифры замены. Для нас эти шифры представляют интерес, поскольку, несомненно, они несут на себе отпечаток московских криптографических представлений середины XVII века. В нынешнем шифрованном тексте содержится 418 знаков. В первоначальном открытом тексте, предназначавшемся для зашифрования, было около 1 080 знаков. Для их зашифрования и предназначались 12 азбук.

НЕ ПРОСТО ДЕКОРАТИВНОЕ УКРАШЕНИЕ

Рассмотрим подробнее тайнопись на иллюстрации 2. Она состоит из 7 частей, разделённых 6 вставками. Судя по следующей иллюстрации, разделительные вставки из 1, 2, 3, 5, 7-й и 8-й строк носят декоративный характер.

Иллюстрация 2. Осуществлённый вариант колокольной надписи, 1667 год

По открытому и шифрованному текстам можно восстановить шифры, использованные в каждой из 7-и частей тайнописи. При этом подтверждается давнее замечание о том, что 3-я и 4-я части зашифрованы одной и той же азбукой. Таким образом, всего использовано 6 азбук. Зашифрованные ими 6 участков тайнописи, а также разделительные вставки показаны на иллюстрации 3. Обозначим эти 6 азбук-шифров, соответственно, Ш1, Ш2, …, Ш6.

Иллюстрация 3. Разбиение тайнописи на 6 участков

Нетрудно заметить, что знаки первых 5 азбук имеют искусственный характер, а знаки 6-й азбуки похожи на буквы славянской вязи. Первые расшифровщики сразу обратили на это внимание. Подтверждается и полная справедливость замечания академика М.Н. Сперанского: никакие 2 разные азбуки из 6-и сопоставленных не имеют одинаковых знаков.
Поэтому, кроме 6-и указанных выше шифров Ш1, Ш2,.. и Ш6, можно рассматривать ещё шифр, объединяющий все шифровые обозначения для каждой буквы шифруемого алфавита. Назовём его объединённым шифром: ШО. Шифрованным текстом для объединённого шифра является объединение всех 6 участков тайнописи.

В Таблице 1 для каждого из 6 шифров приведены объём шифруемой азбуки (А) и объём шифровой азбуки (B), указана также длина соответствующего участка шифрованного текста (С). В скобках указано число ошибок и сокращений. Аналогичные данные содержатся там и для объединённого шифра ШО.

Таблица 1. Соответствие объёмов шифруемой азбуки, шифровой азбуки и длины шифрованного текста

Не мучая читателя подробностями незамысловатого анализа шифров, сформулируем лишь некоторые выводы.

1. Каждый из 6-и шифров осуществляет многозначную замену знаков открытого текста, то же верно и для объединённого шифра. В объединённом шифре ШО на букву приходится в среднем 5–6 шифровых обозначений. Многозначная замена увеличила число используемых знаков на каждом из 6 участков шифрованного текста, маскируя количество букв, реально задействованных на соответствующих участках открытого текста. Это особенно важно для шифра Ш1: первый участок открытого текста содержит всего 17 разных букв.
2. Наибольшей частотой встречаемости в расшифрованном тексте обладают 11 букв, объединённых в слово СЕНОВАЛИГТР. Нечто похожее, вероятно, и ожидали увидеть читатели.
3. Лишь 3 буквы (Х, Ь, КСИ) из 32 имеют по одному шифровому обозначению, но они и в тексте появляются единожды. Наибольшим числом шифровых обозначений обладают 10 букв, объединённых в слово СЕНОВАЛИГД.
4. Множество самых часто используемых в расшифрованном тексте букв практически совпадает с множеством букв, для которых в предложенном многозначном объединённом шифре предусмотрено наибольшее количество шифровых обозначений.
5. Ни один из шифров Ш1–Ш6 не осуществляет пропорциональную замену.

Можно предположить, что задача эффективного использования много-значности шифра для колокольной тайнописи не ставилась. Возможно, гораздо большее значение придавалось внешнему виду надписи: она должна была восприниматься как декоративное украшение. Так она долго и воспринималась.

НЕ ЧАРОДЕЙСТВА РАДИ, НО СМИРЕНИЯ ДЛЯ

Алексей Михайлович, вероятно, хорошо осознавал, что смысловое содержание его тайнописи не представляет особенного секрета для современников, ведь подобные тексты в виде тайнописи или без неё были традиционными, особенно в XVI–XVII веках. Этим фактом, кстати, и воспользовались расшифровщики надписи на звенигородском колоколе. В 1811–1822 годах сначала отставной ротмистр М.С. Суридин вскрыл шифры Ш2–Ш5 и прочёл 2, 3, 4 и 5-й участки тайнописи. Затем ценитель древностей князь П.П. Лопухин и хранитель рукописей Петербургской публичной библиотеки А.И. Ермолаев завершили восстановление текста ^[4].

Вполне естественен вопрос: что могло побудить царя Алексея Михайловича к составлению тайнописи для колокола? По этому поводу А.И. Ермолаев рассуждал так: «В старину в России все верили чародействам, коими злонамеренные люди могли вредить другим… Некоторые для избежания пагубных следствий ворожбы и колдовства употребляли в общежитии другие имена, а не те, кои были нам даны
при крещении: заклинания будут не действительны, если не известно на-
стоящее имя того, против кого эти заклинания направлены».

Представляется, что ближе к истине мнение М.Н. Сперанского, высказанное в предисловии к его книге «Тайнопись в юго-славянских и русских памятниках письма»: «Употребление тайнописи вызывается… традицией «смирения», ради которого пишущий, хотя и желает оставить по себе память, находит нескромным назвать себя открыто; это «смирение» распространено в качестве привычки и на записи с именами вообще; такие тайнописи встречаются чаще других» ^[5].

В связи с только что приведённым предположением Михаила Несторовича вспомним, что основную часть первоначального проекта колокольной надписи составляло перечисление имён братии монастыря и свидетельство, что «многогрешный царь Алексей челом бьёт сим колоколом» и «подписал яз царь… своею рукою премудрым письмом своего слогу и вымыслу». Вероятно, содержание этой части проекта колокольной надписи и послужило основной причиной разработки шифра 23-летним царём Алексеем Михайловичем. Даже не одного, а 12 вариантов шифра, согласно тексту проекта. Спустя 15 лет, в 1667 году, в момент окончательного решения об отливке колокола 38-летний царь исключил из текста перечисление имён братии и сократил упоминание своего авторства.

М.Н. Сперанский, будучи крупным специалистом по средневековой славянской палеографии, чутко уловил проявление религиозного сознания, типичного для православного населения России и в XVI–XVII столетиях.

НА ОСНОВЕ ГРЕЧЕСКОГО ПРОТОТИПА

Рассмотрим подробнее шифр Ш6, заметно отличающийся от остальных шифров. Наиболее удовлетворительный и окончательный его анализ, по мнению М.Н. Сперанского, был предложен сербским исследователем Драгутином Костичем в 1898 году. Заключительный 6-й участок шифрованного текста с расшифровкой (по Срезневскому и Костичу) представлен ниже на иллюстрации 4 ^[6]. В строках с номерами I,II,III,IV – шифрованный текст, под ними – расшифровка.

Иллюстрация 4. Заключительный участок шифрованного текста (в строках с номерами I, II, III, IV) и его расшифровка

Д. Костич использовал тот факт, что 27 букв славянского алфавита имеют числовые эквиваленты:

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 20, 30, …, 80, 90, 100, 200, 300, …, 800, 900.

Так, буква «а» обозначает «1», «в» – «2», «к» – «20» и т.д. Д. Костич и рассмотрел эти эквиваленты в качестве основы для правила замены букв на шифровые обозначения. Так, по записи на иллюстрации легко установить, что в шифре «в» переходит в «к», т.е. «2» в «20», «к» переходит в «в», «г» заменяется на «л», т.е. «3» на «30», «л» заменяется на «г» и т.д. Но далеко не всё в этом шифре так просто.

Не вдаваясь в подробности достаточно сложного правила замены, отметим лишь, что М.Н. Сперанский признал его прототипом сходную греческую цифровую тайнопись. Заметим также, что реально на 6-м участке шифрованного текста почти все используемые буквы участвуют в подстановке, имеющей вид следующей таблицы:

а в г д е ж з и к л м н о п р х ц ч ш ъ ы
а к л м н х о п в г д е з и р ж ч ц ш ъ ы

Лишь буква «т» имеет два шифровых обозначения: «i» и «гs», а также специальными значками зашифрованы буквы «б» и «у».

Подводя итоги исследования тайнописи на звенигородском колоколе, можно констатировать, что арсенал криптографических средств москов-
ских шифровальщиков середины XVII столетия включал в себя среди прочего и шифры многозначной замены. Вероятно, при этом московские криптографы, в том числе и в лице царя Алексея Михайловича, имели представление:

• о самых частых буквах русского открытого текста;
• о том, что многозначность шифра надо предусмотреть прежде всего для наиболее частых букв;
• о том, что многозначность надо использовать для приближения числа знаков шифра к числу букв алфавита, когда в шифруемом тексте содержится мало разных букв;
• о необходимости ограничения длины шифрованного текста, полученного на одном ключе.

Московский криптографический арсенал включал в себя и цифровые шифры. Остаётся заметить, что на колокольню Саввино-Сторожевского монастыря в 2003 году поднят новый Большой Благовестный колокол, уже без тайнописи.

BIS-СПРАВКА

Стеганография (от греч., буквально «тайнопись») – дисциплина о скрытой передаче информации путём сохранения в тайне самого факта передачи. Термин введён в 1499 году Иоганном Тритемием в трактате «Стеганография» (Steganographia), зашифрованном под магическую книгу.

Если криптография скрывает содержимое секретного сообщения, стеганография скрывает сам факт его существования. Оно выглядит как что-либо другое: изображение, декоративный орнамент, письмо, кроссворд и т.п. Преимущество стеганографии над криптографией состоит в том, что сообщения не привлекают к себе внимания, скрыт сам факт наличия тайной информации. Стеганографию обычно используют совместно с методами криптографии, таким образом, дополняя её.

ЛИТЕРАТУРА

1. Сперанский М. Н. Тайнопись в юго-славянских и русских памятниках письма. Второе издание. М., 2011. С. 95.
2. РГАДА. Ф.27. О.1. Д.76. Л.3.
3. Срезневский И. И. Замечание о русском тайнописании//Записки Императорской Академии наук. Т. 19, кн.1. Спб., 1871. С. 235–242.
4. Сперанский М.Н. Указ. соч. С.94.
5. Там же. С. 3.
6. Там же. С. 112.