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스파르타 구한 최초의 암호문 나무봉에 감춰진 종이 테이프의 비밀

남들에게 알리고 싶지 않은 비밀스런 메시지를 누군가에게 보내려면 어떻게 해야 할까. 가장 간단한 방법은 문장의 글자 순서를 바꾸는 방법이다. 예를 들어 직장에서 “지금 상사가 화났음”이란 문장을 암호문으로 바꿔 다른 동료에게 전달하려 할 때 각 낱말을 뒤바꿔 “금지 가사상 음났화”이라고 만들면 된다. 물론 암호문을 주고받는 당사자들은 문장을 ‘암호화’하고 ‘해독’하는 방법에 대해 사전에 약속을 정한다. 이처럼 문장 안에 있는 글자의 순서를 서로 바꿔 암호화하는 것을 ‘전자’(轉字) 방식이라 부른다.
 

전자 방식의 암호문을 처음 사용한 사례는 기원전 450년 경 그리스인들에게서 발견된다. 당시 그리스 도시국가에서는 제독이나 장군을 다른 지역에 파견할 때 길이와 굵기가 같은 2개의 나무봉을 만들어 하나는 본부에 두고 나머지는 파견인에게 주었다. 이 나무봉에 종이테이프를 서로 겹치지 않도록 감아올린 뒤 그 위에 가로로 글씨를 쓴다.
 

만일 테이프를 풀어 세로로 길게 늘어선 글을 읽으면 무슨 뜻인지 전혀 알 수 없다. 같은 크기의 나무봉에 감아 가로로 글을 읽어야 비로소 내용이 드러난다. 이 나무봉을 스키테일(scytale)이라 불렀기 때문에 역사상 가장 오래된 암호를 ‘스키테일 암호’라 부른다.

스파르타가 페르시아와 동맹을 맺고 아테네와 교전을 벌이던 때의 일이다. 스파르타의 라이산더 장군은 페르시아가 자신을 노리는 듯한 낌새를 챈다. 하지만 증거가 없었다. 만일 잘못된 판단으로 페르시아를 공격한다면 귀중한 동맹국을 잃는 처지가 돼버린다.
 

라이산더 장군은 고심 끝에 페르시아에 첩자를 잠입시켰다. 그 첩자는 상황을 파악한 후 한 노예의 허리띠에 길다란 문서를 숨겨 장군에게 보냈다. 라이산더 장군은 즉시 문서를 나무봉에 감았다. 그러자 “페르시아는 장군의 절친한 친구를 살해했다. 장군도 노리고 있다”는 문장이 나타났다. 더 이상 망설일 필요가 없었다. 라이산더 장군은 즉시 페르시아로 쳐들어가 승리를 거뒀다.

시저 암살 예고한 긴급통신알파벳 몇자씩 물려읽어

암호문의 또다른 작성법은 글자를 일정한 규약에 따라 전혀 새로운 글자나 숫자, 기호 등으로 바꾸는 방법이다. 이를 ‘환자’(換字) 방식이라고 하는데, 대부분의 암호문은 환자 방식에 따라 작성된다.
 

환자 방식의 고전적인 사례는 로마 제국의 시저의 죽음과 관련해서 발견된다. 시저는 가족과 비밀통신을 할 때 각 알파벳 순으로 세자씩 뒤로 물려 읽는 방법으로 글을 작성했다. 즉 A는 D로, B는 E로 바꿔 읽는 방식이었다.
 

어느날 시저에게 가족이 보낸 긴급통신문이 전달됐다. 내용은 다음과 같았다. “EH FDUHIXO IRU DVVDVVL-QDWRU.” 각 알파벳마다 세자씩 당겨 읽어 암호문을 풀자 다음과 같은 문장이 나타났다. “BE CAREFUL FOR ASSASSINATOR” 즉 “암살자를 주의하라”는 내용이었다.

당시 시저의 권세를 시기했던 일당은 시저를 살해할 암살 음모를 꾸미고 있었으며 시저 자신도 이를 어느 정도 눈치채고 있었다. 하지만 시저는 구체적으로 암살자가 누구인지 알 수 없었다. 결국 암호문을 전달받은 당일 시저는 원로원에서 전혀 생각지도 못했던 브루투스에게 암살당하면서“브루투스, 너마저…”라는 말을 남겼다.

엉뚱한 단어로 메시지전달,은어 진주만 직전 전화통화에 사용

환자식 암호의 또다른 예로 은어(隱語)가 있다. 본래의 뜻과는 전혀 다른 엉뚱한 단어를 사용해 메시지를 전달하는 방식이다. 예를 들어 18세기 무렵 러시아 주재 프랑스 대사는 러시아 주변의 정세를 본국에 알릴 때 은어를 사용했다. 중요한 인물의 이름은 모피 명칭으로, 술어적인 표현은 모피상인들이 사용하는 용어로 표기했다. 예를 들어 ‘이리 모피’는 ‘오스트리아 대사’, ‘모피를 주문했다’는 ‘군사를 빌려줄 것을 요청했다’는 식이었다.
 

은어식 암호는 어휘를 풍부하게 표현하지 못하지만 현대에 이르러서도 가끔 유용하게 사용된다. 대표적인 예가 일본이 진주만을 공격하기 직전에 주고받은 전화통화 내용이었다. 미국과 일본 간 전운이 감돌던 상황에서 미국과 막후협상을 벌이던 일본 특사는 사태가 심상치 않게 돌아간다는 사실을 본국에 전화로 알렸다. 이때 “결혼문제가 잘 해결되지 않는다… 갓난애가 태어날 것 같다”는 말을 전달했는데, 그 뜻은 “미일교섭이 잘 진전되지 않는다…급박한 위기 상황이 닥쳤다”였다. 이 은어식 암호가 전달된지 며칠 후인 1941년 12월 8일 일본군은 진주만을 공격해 태평양전쟁을 일으켰다.

전설적인 여첩보원 마타하리의 악보암호 음표별로 알파벳 대응

환자 방식은 생각하기에 따라 글자 외에도 다양한 형태로 전환될 수 있다. 1차대전(1914-1918)의 전설적인 독일 여첩보원 마타하리는 악보를 암호로 만들어 사용했다.
 

마타하리는 1차대전 이전 파리에서 댄서로 일하면서 타고난 미모와 독특한 춤으로 사교계에 명성을 떨치고 있었다. 1914년 마타하리는 암스테르담 독일 영사로부터 스파이로 활동할 것을 권유받았다. 마타하리는 일명 ‘첩보원 H21’이란 이름으로 프랑스 장교에 접근해 군사기밀 정보를 독일에 빼돌렸다.

이때 비밀통신에 사용된 암호가 악보였다. 일정한 형태의 음표에 알파벳 하나씩을 대응시킨 형태였다. 얼핏 보기에 평범한 악보처럼 보이지만 실제로 연주하면 전혀 ‘음악’이 되지 않는다.

마타하리의 첩보활동은 20여만명에 달하는 프랑스군을 죽음으로 몰고 갔다고 한다. 그녀는 1차대전이 끝나기 1년 전 프랑스 정보부에 체포돼 사형당했다.
 

독일과 영국의 수수께끼풀이 전쟁 에니그마를 잠재운 거인 콜로수스

암호의 역사에서 커다란 획을 그은 사건은 ‘에니그마’(enigma)라는 암호기계의 발명이다. 에니그마는 ‘수수께끼’라는 뜻으로, 아무도 풀지 못할 것이라 해서 붙여진 이름이다.

1923년 독일 엔지니어 셀비우스는 폴란드 근교의 한 농촌에서 에니그마를 만들었다. 그러나 1차대전이 끝날 때까지 암호문의 중요성은 널리 인식되지 않은 상황이었다. 그 결과 셀비우스는 에니그마를 몇대 못팔고 세상을 떠났다고 한다.
 

에니그마의 진가는 2차대전에서 유감없이 발휘됐다. 대표적으로 독일이 유럽을 침공할 때 모든 지령문은 에니그마를 통해 암호화됐다. 에니그마의 구조는 타자기와 비슷한데, 크게 키보드, 플러그보드, 회전판, 라이트보드로 구성된다. 키보드에서 한 글자를 치면 전선을 타고 전기신호가 플러그보드의 한 곳으로 전해진다. 이 곳에서 전기신호는 회전판으로 이동한 뒤 다시 플러그보드로 돌아온다. 이후 전기신호가 라이트보드로 가면 해당 자판에 불이 들어온다.

이런 복잡한 과정을 거쳐 글자 하나하나가 암호화되기 때문에 이를 해독하기란 여간 힘든 일이 아니다. 더욱이 독일군은 매일 전선의 배치를 달리해 새로운 암호문을 만들어냈다.
 

전쟁 초기 유럽의 국가들은 독일의 암호문을 사전에 입수해도 도대체 무슨 뜻인지 알 수 없었다. 특히 영국 런던은 독일의 연이은 폭격에 전혀 대비하지 못했다.
 

1939년 영국 정부는 런던 근교의 블레츨레이 공원에 암호학교를 세웠다. 1천여명의 연구원이 참여한 이 학교의 목적은 오직 하나, 독일의 에니그마 암호문을 해독하는 것이었다. 수학의 천재 튜링(1912-54)을 비롯한 당대의 과학자들이 몰려들었다.
 

암호문을 번역하는 일은 무척 지루한 작업이었다. 여러 암호문에 나타난 일정한 패턴을 서로 비교해 분석하고, 그 결과를 복잡한 과정을 통해 통계적으로 처리했다.

시간이 지나면서 암호문이 조금씩 번역되기 시작하자 독일군은 에니그마를 더욱 복잡하게 만들었다. 초창기에 3개를 사용하던 회전자를 12개까지 늘렸다. 튜링은 이 복잡한 암호문을 더이상 손으로 푸는 것은 무리라고 판단했다. 튜링의 아이디어를 바탕으로 1943년 2천4백개의 진공관을 가진 전자식 해독기 ‘콜로수스’(Colossus)가 만들어졌다. ‘거인’이란 의미인 이 기계는 이름에 걸맞게 1초에 2만5천자를 번역해냈다. 독일의 에니그마는 위력을 상실할 수밖에 없었다.
 

에니그마 원리

1. 키보드에서 H를 누른다.
2. H와 연결된 전선을 통해 전기신호가 플러그보드의 16번으로 먼저 전해지고 이와 전선으로 연결된 9번으로 다시 옮겨진다.
3. 9번에서 전해진 전기신호가 회전판의 4개 회전자를 모두 통과한 뒤 다시 플러그보드로 되돌아 나온다. 회전자는 26개의 알파벳으로 구성돼 있는데, 회전자의 알파벳 하나하나는 옆 회전자의 각 알파벳과 전선으로 연결돼 있다. 그림에서 G -->; Y -->; R -->; A -->; C -->; T -->; A -->; E의 순서로 전기신호가 전달된다.
4. 회전판의 전기신호가 플러그보드의 12번으로 먼저 전해지고 이와 연결된 18번으로 다시 옮겨진다.
5. 라이트보드에서 18번과 연결된 A에 불이 들어온다. 처음 입력한 H가 복잡한 과정을 거쳐 A로 암호화된 것이다.

일본 기세걱은 미국의 기지거짓 정보 흘려 공격지점 포착

암호문을 1백% 해독한다는 것은 사실 불가능하다. 90% 이상 암호문을 해독한다고 해도 결정적으로 중요한 단어 하나를 해독하지 못한다면 아무 소용이 없다. 이 순간에 또다른 기지가 필요하다. 1942년 미국이 기세등등한 일본 해군을 격파한 미드웨이 해전에서 이런 기지가 발견된다.
 

미드웨이섬 일대는 미대륙과 아시아대륙의 중간 지점이어서 미국과 일본 모두에게 전략적으로 가치가 높았다. 미국은 일본의 암호문을 90% 이상 해독하고 있던 상황이어서 곧 일본의 대대적인 공격이 감행될 것을 알고 있었다. 그리고 공격 지점이 미드웨이일 것이라 짐작했다. 하지만 정확한 증거가 없었다.
 

5월 어느날 미국은 일본의 암호문을 해독했는데, 그 내용은 ‘공격지점은 AF’였다. 미국은 AF가 어디인지 알기 위해 미끼를 던졌다. 일부러 “미드웨이의 증류수 공장 물 부족. 보급필요”라는 문장을 일본이 포착할 수 있도록 무선으로 송신한 것이다. 물이 없다면 일본으로서는 더없이 좋은 공격 기회인 셈이다. 만일 일본이 미드웨이를 공격하려 했다면 즉시 새로운 암호문이 전달될 상황이었다.
 

일본군은 미군의 미끼에 걸렸다. 일본군이 전달한 “적군 AF에서 물 부족”이라는 암호문이 미군에 포착된 것이다. ‘AF = 미드웨이섬’이라는 결론이 쉽게 내려졌다. 그 결과 6월 5일 야마모토 사령관이 이끈 막강한 일본 함대는 미드웨이 해상에서 미리 기다리던 미국함대에 의해 완전히 괴멸했다.
 

당시 일본군이 사용하던 암호작성기 역시 에니그마였다. 독일군이 주로 사용한 암호문에 비해 난수(亂數)가 복잡하게 조합돼 있다는 점이 달랐다. 즉 에니그마로 암호화된 글자를 특정 지침에 따라 숫자로 다시 변환시킨 형태였다.
 

미드웨이 해전에서 대패한지 1년 후 일본은 암호문이 해독된 탓에 또한번 커다란 타격을 받았다. 야마모토 사령관이 피습된 사건이었다. 1943년 4월 18일, 야마모토 사령관은 북 솔로몬 제도에서 전투중인 장병들의 사기를 고취시키기 위해 시찰 계획을 세웠다. 이 내용은 각 기지에 암호문으로 통보됐다. 이때 미 해병대 소속의 한 중령은 이 암호문을 해독해 상부에 보고했다. 하지만 미군은 야마모토가 탑승한 항공기를 격추시킬지 여부를 두고 고민에 빠졌다. 야마모토보다 더 유능한 사령관이 부임할 가능성이 있고, 미국이 일본의 암호문을 해독하고 있다는 사실을 일본에게 알려주는 꼴이었기 때문이었다.
 

하지만 미군은 야마모토가 무척 유능하고 치밀한 전략가란 점을 중시하고 일단 그를 제거하는 것이 옳다고 판단했다. 부하 장병 시찰을 떠난 야마모토 사령관의 비행기는 격추됐으며, 미군의 우려한 것처럼 야마모토보다 유능한 후계자는 나타나지 않았다.

최초의 암호기계

사진은 미국 남북전쟁(1861-65)에서 사용된 암호원판이다. 크고 작은 두장의 원판을 붙인 형태인데, 큰 원판은 고정돼 있고 작은 원판은 자유롭게 회전한다. 각 원판에는 알파벳 26자가 순서대로 나열돼 있다.

과학동아 PC 통신 ID인 ‘SCIDONG’를 암호화해보자. 먼저 안쪽 원판에서 알파벳의 첫 글자인 ‘A’를 바깥쪽 원판에서 임의의 알파벳 ‘O’에 맞추자. 다음으로 안쪽 원판의 ‘SCIDONG’에 해당하는 바깥 원판의 알파벳을 순서대로 기록한다. ‘GQWRCBU’라는 암호문이 만들어진다. 맨 앞에 ‘O’를 첨가하면 암호문 작성이 끝난다(OGQWRCBU).

이 순서를 거꾸로 따라하면 암호문이 풀린다. 먼저 바깥 원판에서 암호문의 맨 앞에 있는 알파벳 ‘O’에 안쪽 원판의 ‘A’를 맞춘다. 이후 바깥 원판의 각 알파벳에 대응하는 안쪽 원판의 알파벳을 읽으면 ‘SCIDONG’이 등장한다.

최초의 암호원판은 이탈리아 건축가 레온 바티스타 알베르티(1404-72)가 발명했다고 알려졌다.

난수표(亂數表)

0에서 9까지의 수를 무작위로 뽑아 완전히 무질서한, 동시에 전체적으로 출현 빈도가 같도록 배열된 수표. 난수는 여러 가지 수열 공식에 따라 다양하게 만들어진다. 어떤 수에 어떤 글자가 해당한다는 지침서가 없이는 숫자만 보고 의미를 찾기란 거의 불가능하다.

난수표의 간단한 예를 살펴보자.
 

A열은 0에서 9까지 순서대로 늘어놓았고 B열은 무작위로 배열시켰다. 송신자가 ‘3, 4, 9’라는 숫자를 무선으로 보내면 수신자는 이 숫자에 해당하는 B열의 숫자를 찾는다. 즉 메시지는 ‘5, 8, 2’다. 각 숫자에 해당하는 내용은 사전에 정해져있다. 예를 들어 5는 오늘, 8은 자정, 2는 공격이란 말로 약속돼 있다면, 수신자는 자정에 공격할 채비를 차린다.

이처럼 난수표는 암호를 푸는 키에 해당하므로, 수신자는 항상 난수표를 몸에 지니고 다녀야 한다. 영화에서 간첩을 잡을 때 난수표를 결정적인 증거물로 삼는 이유가 바로 이것이다.

페루 나스카족이 남긴 그림의 의미 우주인의 메시지?

페루의 나스카평원에는 아직 의미가 풀리지 않는 거대한 그림들이 늘어서 있다. 1천5백년전 나스카족이 만든 것으로 추측되는 이 형상들은 규모가 너무 크고 모양이 제각각이어서 여러 가지 구구한 해석을 야기시켰다. 그 중 한가지가 미지의 외계인들이 당시 원주민들을 만난 후 남긴 메시지였다는 가설, 즉 우주인과 지구인 사이의 ‘암호’였다는 해석이다. 하지만 이를 뒷받침해주는 근거는 전혀 없다.

그림은 크게 기하학적 도형과 생물 형태로 구성된다. 즉 삼각형, 사각형, 사다리꼴, 지그재그형, 별모양 등의 도형과 함께 새를 비롯한 각종 동·식물 모양이 1백개가 넘게 그려져 있다. 이 내용은 현재 아무도 그 의미를 깨닫지 못하고 있다.

나스카의 그림은 무척 크다. 그림이 그려진 총면적이 5백km2에 달한다. 각 그림의 전체 윤곽을 파악하려면 적어도 3백m 높이에서 내려다봐야 한다.

그림의 테두리선은 땅에 박힌 자갈 두줄로 구성된다. 자갈이 현재까지 보존된 이유는 비가 거의 오지 않는 기후적 특성 탓이다. 학자들은 이 테두리선을 만들기 위해 수t의 자갈을 운반해야 했을 것이다. 또 치밀한 설계도를 바탕으로 계산하지 않고서는 이런 정밀한 그림을 그릴 수 없을 것이다.
 

하지만 과연 이런 일이 어떻게 가능했을까. 당시 사람들이 공중에서 내려다보면서 이런 대규모 그림을 그리기라도 한 것일까. 무엇보다도 왜 이런 모양을 그린 것일까.
 

중국 황금에 새겨진 비밀 암호해독자 세계적으로 공개모집중

중국에서 만들어진 7개의 금괴가 세계적으로 암호풀이 전문가들 사이에서 화제가 되고 있다. 각 금괴의 표면에는 독특한 그림과 한자, 그리고 라틴어로 된 암호문이 새겨져 있다.

이 금괴들은 현재 미국의 한 박물관에 소장돼 있는데, 미국(USA)라는 말이 새겨져 있는 것으로 보아 미국의 한 은행에 기탁된 것이 아닌가 추정되고 있다.

하지만 과연 이 금괴가 누구의 것인지 확실히 알기 위해서 암호문이 해독돼야 한다. 현재 암호 전문가들로 구성된 세계적인 기구인 국제암호연구협회(IACR)가 이 문제에 달려들고 있지만 아직 해독하지 못하고 있다. 국제암호연구협회의 한 회원은 이 내용을 인터넷에 공개해 암호문을 풀어줄 사람을 '공개모집'하고 있다.

다음은 금괴 하나에 새겨진 암호문을 나타낸 것이다. 독자 여러분 중 만일 이 문장을 해독할 수 있는 분이 있다면 http://www.iacr.org/china/china.html로 접속해 들어가 해답을 주기 바란다.

<;앞면>;
HLMTAHGBGFNIV
ZUQUPNZN ABRYCTUGVZXUPB
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GKJFHYXODIE UGMNCBXCFLDBEY
VIOHIKNNGUAB
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<;뒷면>;
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