“ JUDSON KNIGHT
Kryptologie je věda zabývající se jak kryptografií, tedy používáním zpráv skrytých pomocí kódů nebo šifer, tak kryptoanalýzou, tedy prolamováním zakódovaných zpráv. Je téměř stejně stará jako civilizace sama, ačkoli šifry a kódy před obdobím pozdního středověku v západní Evropě byly na dnešní poměry obvykle velmi jednoduché. Pokrok v matematice umožnil vývoj stále sofistikovanějších systémů. Další zdokonalení kryptologie doprovázelo vznik moderních stálých armád a zpravodajských služeb v devatenáctém století. Po světových válkách a vzniku počítačů vstoupila kryptologie do mnohem pokročilejší fáze, která vyústila ve vytvoření kódů a šifer tak důmyslných, že je prakticky žádný lidský génius bez pomoci počítačové techniky nedokáže prolomit.
Starověká kryptologie
Rané příklady kryptologie lze nalézt v dílech mezopotámských, egyptských, čínských a indických písařů. V těchto čtyřech kolébkách civilizace, které vznikly v
období mezi lety 3500 a 2000 př. n. l., jen málo lidí umělo číst a psát, proto byl psaný jazyk sám o sobě tajným kódem. Další skrývání významu za neprůhlednými hieroglyfy, klínovým písmem nebo ideogramy sloužilo k dalšímu zúžení cílového publika.
Specializace dovedností psaní sloužila ve dvou případech k tomu, aby se zabránilo předávání těchto dovedností dalším generacím. Znalost hieroglyfického písma v Egyptě zanikla a nebýt objevu a rozluštění Rosettského kamene na počátku 19. století, k překladu egyptských textů by pravděpodobně došlo až v době počítačů – pokud vůbec. Skutečnost, že písemný jazyk civilizací v údolí řeky Indus ve starověké Indii stále není přeložen, slouží jako důkaz, že počítače nemohou vyřešit všechny kryptologické otázky bez šifry nebo klíče.
Řecko a Řím. Moderní vědci vědí o kryptologických systémech v Řecku a Římě mnohem více než o dřívějších civilizacích. Sparťané kolem roku 400 př. n. l. používali kryptografický systém zvaný scytale, kdy se list papyru omotal kolem hole, po délce hole se napsala zpráva a pak se papyrus rozbalil. Aby příjemce zprávu správně přečetl, musel mít hůl o přesně stejném průměru.
O dvě století později zavedl řecký historik Polybius takzvaný Polybiův čtverec, mřížku 5 x 5, která využívala 24 písmen řecké abecedy – vzor pro šifru ADFGX používanou Němci v první světové válce. používal jednu z prvních známých šifer, systém, který spočíval v posunu tří písmen doprava: například z otevřeného textu Z by se stalo C, z A D atd.
Středověká kryptologie
Pokrok v kryptologii – stejně jako ve většině jiných oblastí studia – se mezi úpadkem Římské říše ve třetím století a nástupem islámu v sedmém století prakticky zastavil. Od osmého století byli arabští učenci průkopníky kryptoanalýzy, tedy řešení šifer nebo kódů bez použití klíče. V roce 1412 vydal al-Kalka-šandi pojednání, v němž představil techniku řešení šifry založenou na relativní četnosti písmen v jazyce, kterou později proslavil Edgar Allan Poe v knize „Zlatý brouk“.
V té době se kryptologie začala opět rozvíjet v Evropě, kde italské městské státy ve čtrnáctém století používaly tajné kódy pro své diplomatické zprávy. Zprávy se přenášely na koních a i v době míru byly evropské cesty sužovány loupežníky, takže utajení komunikace bylo nanejvýš důležité.
Těmto pokrokům napomáhal od dvanáctého století pokrok v matematické vzdělanosti. Na počátku třináctého století zavedl italský matematik Leonardo Fibonacci Fibonacciho posloupnost, v níž je každé číslo součtem předchozích dvou: 1, 1, 2, 3, 5, 8 atd. Fibonacciho posloupnost se ukázala jako velmi vlivná v kryptologii: ještě na konci dvacátého století se některé kryptologické systémy spoléhaly na elektronický stroj zvaný Fibonacciho generátor, který vytvářel čísla ve Fibonacciho posloupnosti.
Na konci patnáctého století publikoval další vlivný italský matematik Leon Battista Alberti práci, v níž představil myšlenku šifrovacího disku. Ten je zařízením pro kódování a dekódování zpráv pomocí soustředných koleček potištěných abecedními a číselnými znaky. Ještě koncem devatenáctého století používali kryptografové šifrovací disky založené na modelu, jehož průkopníkem byl Alberti.
Raný novověk (1500-1900)
Kryptografie – slovo vycházející z řeckých kořenů a znamenající „tajné písmo“ – byla díky své tajné povaze dlouho
spojována s okultismem a jedním z okultistů, kteří toto umění rozvíjeli, byl na počátku šestnáctého století německý mnich Trithemius. Trithemius vytvořil tabulku, v níž každý řádek obsahoval všechna písmena abecedy, ale každý následující řádek byl posunut o jedno písmeno. První písmeno otevřeného textu by bylo zašifrováno pomocí prvního řádku, druhé písmeno pomocí druhého řádku atd. Koncem roku 1500 francouzský kryptograf Blaise de Vigenère upravil Trithemiovu tabulku pro svou vlastní Vigenèrovu tabulku, která se ve dvacátém století stala základem široce používaného standardu šifrování dat neboli DES.
V osmnáctém a na počátku devatenáctého století se kryptografie začala široce používat v Evropě, kde vlády k dešifrování zachycené komunikace využívaly speciální úřady zvané „černé komory“. V Americe Thomas Jefferson vyvinul rané šifrovací kolo a ve 40. letech 19. století Samuel F. B. Morse představil stroj, který měl na kryptologii obrovský vliv: telegraf. Do té doby se veškerá šifrovaná nebo zašifrovaná komunikace psala a přenášela ručně a telegraf představoval první prostředek dálkového přenosu. Používal také jeden z nejznámějších kódů na světě, Morseovu abecedu, a pomohl ovlivnit všeobecný zájem o kryptografii. (Není náhodou, že Poeova fiktivní tvorba o kryptologii se shodovala s tímto obdobím.)
V 50. letech 19. století představili Charles Wheatstone a Lyon Playfair Playfairův systém, který používal Polybiův čtverec a šifroval písmena po dvojicích. Toto párování ztěžovalo luštění, protože nebylo tak snadné zjistit, jak často se určitá písmena objevují. Playfairův systém se ukázal být natolik účinný, že jej Spojenci v omezené míře používali proti Japoncům během druhé světové války. Navzdory těmto pokrokům doby nebyla kryptografie během americké občanské války ještě zdaleka tak pokročilá. Konfederace byla v oblasti kryptoanalýzy natolik znevýhodněna, že její vláda občas v novinách zveřejňovala nerozluštěné zprávy Unie s žádostí o pomoc čtenářů při jejich rozluštění.
Dvacáté století
Na počátku dvacátého století měl na kryptografii zásadní vliv další vynález, rádio, které výrazně zlepšilo možnosti odesílatelů přenášet zprávy do vzdálených oblastí. První světová válka znamenala přelom v kryptografii. Byla nejen prvním velkým konfliktem, v němž bylo použito rádio, ale také posledním, v němž velmoc nevyužila kryptografickou komunikaci. Na východní frontě posílali Rusové nekódované zprávy, které ruskojazyční zpravodajští důstojníci na německé a rakouské straně snadno interpretovali, což vedlo k masivnímu vítězství Centrálních mocností u Tannenbergu v roce 1914.
Válka také znamenala debut německé šifry ADFGX, která byla tak důmyslná, že ji francouzští kryptoanalytici rozluštili pouze na jeden den, poté Němci opět změnili klíč. Kryptografický rozměr války však nepatřil výhradně Centrálním mocnostem. Britská signální rozvědka rozluštila německou šifru a zachytila zprávu německého ministra zahraničí Arthura Zimmermanna mexickému prezidentovi, v níž sliboval navrácení území, která Mexiko ztratilo ve prospěch Spojených států v mexické válce, pokud země napadne Spojené státy. Informován o Zimmermannově telegramu vyhlásil prezident Woodrow Wilson Německu válku.
V roce 1917 také americký inženýr Gilbert S. Vernam vyvinul první významné automatizované šifrovací a dešifrovací zařízení, když spojil elektromagnetický šifrovací stroj s dálnopisem. O rok později major Joseph O. Mauborgne z americké armády vymyslel jednorázový blok, kdy odesílatel a příjemce vlastní identické bloky šifrových listů, které se jednou použijí a poté zničí – prakticky neprolomitelný systém. Za první světové války vyvinul šifrovací stroj také Edward Hebern, který se snažil svůj nápad prodat americkému námořnictvu. Námořnictvo Hebernův systém odmítlo a později jej převzali Japonci a použili ve druhé světové válce. V době této války Hebern vyvinul Mark II (SIGABA), který se stal nejbezpečnějším americkým šifrovacím systémem během konfliktu.
Spojenecká kryptologická vítězství proti Ose ve druhé světové válce byla ve zpravodajské komunitě dlouho oslavována a jen málo z nich se dočkalo většího uznání než prolomení německého kódu Enigma. Německý stroj Enigma, vynalezený německým elektroinženýrem Arthurem Scherbiusem přibližně ve stejné době, kdy Hebern představil své zařízení, byl složitým výtvorem, v němž proměnlivé nastavení rotorů a zástrček určovalo klíče. Jeho vyřešení bylo velkým vítězstvím Spojenců, kteří skutečnost, že systém rozluštili, tajili, aby jej mohli dále využívat. Rozluštění kódů napomohlo také vítězstvím v severní Africe a v Tichomoří. Současně se díky americkému používání kódovacích zařízení vysílajících zašifrované zprávy v indiánském jazyce Navajo stalo jejich vysílání pro Japonce nerozluštitelným.
Věk počítačů. Americká kryptologická práce během druhé světové války přispěla k vývoji stroje, počítače, který měl v kryptologii způsobit ještě větší revoluci než předtím telegraf nebo rádio. Většina kryptologických pokroků od války zahrnovala nebo využívala počítače. Čtvrt století po skončení války, na počátku 70. let 20. století, představili američtí elektroinženýři Martin Hellman a Whitfield Diffie myšlenku asymetrických nebo veřejných klíčových šifer, které je velmi obtížné prolomit. To vedlo k vývoji algoritmu RSA (pojmenovaného po svých tvůrcích Rivestovi, Shamirovi a Adelmanovi) na Massachusettském technologickém institutu v roce 1977.
V roce 1977 také americká federální vláda představila DES, transpozičně-substituční algoritmus tak složitý, že se zdál být bezpečným prostředkem pro ochranu počítačových dat. Vzhledem k tomu, že DES měl přibližně 256 možných klíčů (číslo zhruba odpovídající jedničce následované 17 nulami), zdál se v té době neprolomitelný. Počátkem devadesátých let však obrovský nárůst rychlosti zpracování počítačů umožnil hackerům prolomit DES metodou „brute-force“, tj. vyzkoušením všech možných hodnot pro danou šifru, dokud nenajdou řešení. Na ochranu proti těmto útokům byly vyvinuty nové algoritmy AES (Advanced Encryption Standard), které nahradily DES.
Vývoj počítačů a komunikace elektronickými prostředky přes internet umožnil a zároveň si vyžádal pokrok v kryptologii. Například elektronické obchodování vyžaduje sofistikované šifrovací systémy pro ochranu informací o kreditních kartách uživatelů. Podobně digitální komunikace prostřednictvím mobilních telefonů vyžaduje šifrování, aby se zabránilo snadnému odposlechu telefonních hovorů. K vývoji 90. let 20. století patří například PGP (Pretty Good Privacy) Phila Zimmermanna na ochranu e-mailové komunikace.
“ DALŠÍ ČTENÍ:
KNIHY:
Beutelspacher, Albrecht. Kryptologie: An Introduction to the Art and Science of Enciphering, Encrypting, Concealing, Hiding, and Safeguarding Described Without Any Arcane Skullduggery But Not Without Cunning Waggery for Delectation and Instruction of the Broad Public. Washington, D.C.: Mathematical Association of America, 1994.
Haldane, Robert A. Skrytá válka. New York: Martin’s Press, 1978.
Kahn, David. Kahn o kódech: Kahn: Kahn: Tajemství nové kryptologie. New York: Macmillan, 1983.
Konheim, Alan G. Cryptography, a Primer. New York: Wiley, 1981.
Lubbe, J. C. A. van der. Základní metody kryptografie. New York: Cambridge University Press, 1995.
Melton, H. Keith. The Ultimate Spy Book (Konečná kniha o špionáži). New York: DK Publishing, 1996.
PŘEHLÉDNĚTE SI TAKÉ
Šifra ADFGX
Kryptologie a teorie čísel
Šifrování GSM
Dobré soukromí (PGP)
.