Дешифратор как устройство и программа¶

Дешифратор — это устройство, программа или алгоритм, предназначенные для преобразования закодированной (зашифрованной) информации в исходный, понятный вид. В широком смысле термин охватывает как аппаратные логические схемы, так и программные средства, а также исторические методы ручной расшифровки. Ключевая функция дешифратора — восстановление исходного сообщения либо сигнала по его преобразованному представлению.

¶Общее понятие

В зависимости от контекста под дешифратором понимают:

• в цифровой электронике — комбинационную логическую схему, преобразующую двоичный код на входе в активный сигнал на одном из выходов;
• в криптографии — средство или метод восстановления открытого текста по шифртексту;
• в вычислительной технике — компонент, декодирующий команды, адреса или форматы данных;
• в бытовой технике — устройство для приёма и декодирования платных телеканалов.

Объединяющим признаком служит обратное преобразование: дешифратор выполняет операцию, обратную кодированию или шифрованию.

¶Дешифратор в цифровой электронике

В цифровых схемах дешифратор (декодер) — это устройство, которое при подаче на входы двоичного числа активирует соответствующий этому числу выход. Типовая схема имеет n входов и до 2ⁿ выходов.

¶Принцип работы

Например, дешифратор с двумя входами и четырьмя выходами при комбинации 00 активирует первый выход, при 01 — второй, при 10 — третий, при 11 — четвёртый. Активным обычно считается низкий или высокий уровень сигнала в зависимости от логики схемы.

¶Применение

• выбор адресуемой ячейки памяти;
• управление семисегментными индикаторами;
• демультиплексирование сигналов;
• построение устройств управления и коммутации.

Дешифраторы выпускаются в виде интегральных микросхем, например серии К155, К561 (в советской и российской практике) и зарубежных аналогов серий 74xx.

¶Криптографические дешифраторы

В криптографии дешифратор — это средство или методика восстановления исходного текста. Здесь различают:

• легальную расшифровку — с использованием известного ключа;
• криптоанализ — восстановление текста без ключа, путём анализа закономерностей.

Исторически ручная расшифровка применялась для чтения перехваченных сообщений. В XX веке для этих задач начали строить специализированные электромеханические и электронные машины.

¶Исторические примеры

Одним из наиболее известных примеров является работа по дешифровке немецкой шифровальной машины «Энигма» в годы Второй мировой войны. В Великобритании в Блетчли-парке группа математиков и инженеров, включая Алана Тьюринга, разработала электромеханические устройства для анализа перехваченных сообщений. В СССР и России криптографические задачи решались в закрытых научных и оборонных учреждениях.

¶Программные дешифраторы

В современной вычислительной технике дешифраторами называют программы, выполняющие декодирование данных. К ним относятся:

• декодеры мультимедиа (аудио- и видеокодеки);
• средства восстановления сжатых или закодированных файлов;
• инструменты анализа сетевых протоколов;
• утилиты для работы с кодировками текста.

Такие программы преобразуют входной поток данных в формат, пригодный для воспроизведения или дальнейшей обработки.

¶Дешифраторы в телевидении

В системах платного телевидения дешифратор (декодер) — устройство, которое снимает кодирование сигнала и делает канал доступным абоненту. Оно работает с картой доступа или встроенным ключом. В России применялись стандарты кодирования, требующие специализированных приставок.

¶Классификация

¶Смежные понятия

Дешифратор не следует путать с шифратором (кодером), выполняющим обратную операцию. В ряде устройств обе функции объединяются в единый модуль — кодек. Также различают декодирование (восстановление по известному правилу) и дешифровку (восстановление при неизвестном ключе).

¶Значение

Дешифраторы лежат в основе работы цифровой техники, систем связи и защиты информации. Логические дешифраторы обеспечивают адресацию и управление в микропроцессорах, криптографические методы — безопасность передачи данных, а программные декодеры — воспроизведение и обработку медиаконтента. Развитие вычислительной техники расширило класс задач, решаемых дешифраторами, от простых логических схем до сложных алгоритмов анализа данных.

Источники: учебники по цифровой схемотехнике, справочники по интегральным микросхемам, литература по истории криптографии, технические описания систем кодирования телесигнала.