” JUDSON KNIGHT
Kryptologi er studiet af både kryptografi, dvs. brugen af beskeder, der er skjult ved hjælp af koder eller kryptering, og kryptoanalyse, dvs. brud på kodede beskeder. Den er næsten lige så gammel som civilisationen selv, selv om kryptering og koder før den sene middelalder i Vesteuropa havde en tendens til at være ekstremt enkle efter nutidens standarder. Fremskridt i matematikken gjorde det muligt at udvikle stadig mere sofistikerede systemer. Yderligere forbedringer i kryptologien fulgte med oprettelsen af moderne stående hære og efterretningstjenester i løbet af det 19. århundrede. Efter verdenskrigene og computerens indførelse gik kryptologien ind i et langt mere avanceret stadie, hvilket resulterede i skabelsen af koder og krypteringer, der er så sofistikerede, at stort set ingen menneskelig genialitet uden hjælp fra computerteknologi kan bryde dem.
Ancient Cryptology
Første eksempler på kryptologi kan findes i de mesopotamiske, egyptiske, kinesiske og indiske skribenters arbejde. I disse fire civilisationers vugger, som opstod i løbet af perioden mellem 3500 og 2000 f.Kr., kunne kun få mennesker læse og skrive, og derfor var skriftsproget en hemmelig kode i sig selv. Yderligere skjul af betydningen bag uigennemsigtige hieroglyffer, kileskrift eller ideogrammer tjente til at indsnævre den tiltænkte målgruppe yderligere.
Specialiseringen af skrivefærdigheder tjente i to tilfælde til at forhindre overførslen af disse færdigheder til senere generationer. Kendskabet til hieroglyfisk skrift i Egypten uddøde, og uden opdagelsen og dechifreringen af Rosetta-stenen i begyndelsen af det nittende århundrede ville oversættelsen af egyptiske tekster sandsynligvis først have fundet sted i computeralderen – hvis overhovedet. Det faktum, at skriftsproget fra civilisationerne i Indus-flodens dal i det gamle Indien stadig ikke er blevet oversat, tjener som bevis på, at computere ikke kan løse alle kryptologiske spørgsmål uden en kryptografisk nøgle.
Grækenland og Rom. Moderne forskere ved meget mere om kryptologiske systemer i Grækenland og Rom end i tidligere civilisationer. Spartanerne brugte omkring 400 f.Kr. et kryptografisk system kaldet scytale, hvor et ark papyrus blev viklet om en stav, et budskab blev skrevet ned langs stavens længde, og derefter blev papyrus viklet ud. For at kunne læse beskeden korrekt, skulle modtageren have en stav med nøjagtig samme diameter.
To århundreder senere introducerede den græske historiker Polybius det, der blev kendt som Polybius-kvadratet, et 5 x 5 gitter, der brugte det græske alfabets 24 bogstaver – en model for ADFGX-chifferet, der blev brugt af tyskerne under Første Verdenskrig.
Julius Cæsar i det første århundrede f.Kr. brugte en af de første kendte krypteringssystemer, et system, der involverede et skift tre bogstaver til højre: for eksempel ville en klar tekst Z blive til et C, et A til et D osv.
Kryptologi fra middelalderen
Fremskridt inden for kryptologi – som med de fleste andre studieområder – gik næsten i stå mellem Romerrigets fald i det tredje århundrede og islams fremkomst i det syvende århundrede. Fra det ottende århundrede og fremefter var arabiske lærde pionerer inden for kryptoanalyse, dvs. løsning af kryptering eller koder uden brug af en nøgle. I 1412 udgav al-Kalka-shandi en afhandling, hvori han introducerede den teknik, der senere blev berømt af Edgar Allan Poe i “The Gold Bug”, og som går ud på at løse en kode baseret på den relative hyppighed af bogstaver i sproget.
På det tidspunkt var kryptologien begyndt at gøre fremskridt igen i Europa, hvor de italienske bystater brugte hemmelige koder til deres diplomatiske meddelelser i det 14. århundrede. Meddelelser blev transporteret på hesteryg, og selv i fredstid var Europas veje plaget af landevejsrøvere, så hemmelighedskræmmeri i kommunikationen var af største vigtighed.
Fremskridt i matematisk lærdom fra det tolvte århundrede og fremefter bidrog til disse fremskridt. I begyndelsen af det trettende århundrede introducerede den italienske matematiker Leonardo Fibonacci Fibonacci-sekvensen, hvor hvert tal er summen af de to foregående: 1, 1, 1, 2, 3, 5, 8 og så videre. Fibonaccis sekvens skulle vise sig at få stor indflydelse på kryptologien: selv i slutningen af det 20. århundrede var nogle kryptologiske systemer afhængige af en elektronisk maskine kaldet en Fibonacci-generator, som producerede tal i en Fibonacci-sekvens.
I slutningen af det 15. århundrede udgav en anden indflydelsesrig italiensk matematiker, Leon Battista Alberti, et værk, hvori han introducerede ideen om en krypteringsskive. Sidstnævnte er en anordning til kodning og dekodning af meddelelser ved hjælp af koncentriske hjul, der er præget med alfabetiske og numeriske tegn. Selv i slutningen af det nittende århundrede brugte kryptografer krypteringsskiver baseret på Albertis model.
Den tidlige moderne æra (1500-1900)
På grund af sin hemmelige karakter havde kryptografi – et ord baseret på græske rødder, der betyder “hemmelig skrift” – længe været
associeret med det okkulte, og en okkultist, der udviklede denne kunst, var den tyske munk Trithemius fra begyndelsen af det 16. århundrede. Trithemius udviklede en tabel, hvor hver række indeholdt alle alfabetets bogstaver, men hvor hver efterfølgende række var forskudt med et bogstav. Det første bogstav i klartekst ville blive krypteret ved hjælp af den første linje, det andet bogstav ved hjælp af den anden linje og så videre. Sidst i 1500-tallet tilpassede den franske kryptograf Blaise de Vigenère Trithemius-tabellen til sin egen Vigenère-tabelle, som i det 20. århundrede blev grundlaget for den meget udbredte datakrypteringsstandard, DES.
I det 18. og tidlige 19. århundrede var kryptografi blevet meget udbredt i Europa, hvor regeringer ansatte særlige kontorer kaldet “sorte kamre” til at dechifrere opsnappede meddelelser. I Amerika udviklede Thomas Jefferson et tidligt krypteringshjul, og i 1840’erne introducerede Samuel F. B. Morse en maskine, som skulle få stor betydning for kryptologien: telegrafen. Indtil da var al kodet eller krypteret kommunikation blevet skrevet og transporteret i hånden, og telegrafen var det første middel til fjerntransmission. Den anvendte også en af de mest berømte koder i verden, morsekoden, og var med til at påvirke den brede folkelige interesse for kryptografi. (Det er ikke tilfældigt, at Poes fiktive forfatterskab om kryptologi faldt sammen med denne æra.)
I 1850’erne introducerede Charles Wheatstone og Lyon Playfair Playfair-systemet, som brugte et Polybius-kvadrat og krypterede bogstaver parvis. Denne pardannelse gjorde tydningen vanskeligere, da det var mindre let at se, hvor ofte visse bogstaver optrådte. Playfair-systemet viste sig at være så effektivt, at de allierede brugte det i begrænset form mod japanerne under Anden Verdenskrig. På trods af disse fremskridt i den tid var kryptografien stadig langt fra avanceret under den amerikanske borgerkrig. Konføderationen var så dårligt stillet inden for kryptoanalyse, at dens regering nogle gange offentliggjorde ufortolkede unionsbeskeder i aviserne med en anmodning om læsernes hjælp til at dechifrere dem.
Det tyvende århundrede
I begyndelsen af det tyvende århundrede havde en anden opfindelse, radioen, en dybtgående effekt på kryptografien, idet den i høj grad forbedrede afsendernes mulighed for at sende beskeder til fjerntliggende områder. Første Verdenskrig markerede et vendepunkt i kryptografien. Ikke alene var det den første store konflikt, hvor radioen blev brugt, det var også den sidste, hvor en stormagt undlod at anvende kryptografisk kommunikation. På Østfronten sendte russerne ukodede meddelelser, som let kunne fortolkes af russisktalende efterretningsofficerer på tysk og østrigsk side, hvilket førte til en massiv sejr for centralmagterne ved Tannenberg i 1914.
Krigen markerede også debuten for tyskernes ADFGX-chiffer, som var så sofistikeret, at franske kryptomanalysefolk kun kunne tyde det i en dag, hvorefter tyskerne igen ændrede nøglen. Men den kryptografiske dimension af krigen tilhørte ikke udelukkende centralmagterne. Den britiske efterretningstjeneste knækkede den tyske kode og opsnappede en besked fra den tyske udenrigsminister Arthur Zimmermann til den mexicanske præsident, hvori han lovede at tilbagelevere de territorier, som Mexico havde mistet til USA i den mexicanske krig, hvis landet angreb USA. Da præsident Woodrow Wilson fik kendskab til Zimmermann-telegrammet, erklærede han Tyskland krig.
I 1917 udviklede den amerikanske ingeniør Gilbert S. Vernam den første automatiserede krypterings- og dekrypteringsanordning af betydning, da han kombinerede en elektromagnetisk krypteringsmaskine med en skrivemaskine. Et år senere udtænkte major Joseph O. Mauborgne fra den amerikanske hær en one-time pad, hvor afsender og modtager har identiske blokke af krypteringsark, som bruges én gang og derefter destrueres – et system, der stort set ikke kan brydes. Under Første Verdenskrig blev der også udviklet en krypteringsmaskine af Edward Hebern, som forsøgte at sælge sin idé til den amerikanske flåde. Flåden afviste Hebern’s system, som senere blev overtaget af japanerne og brugt under Anden Verdenskrig. Ved denne krigs afslutning havde Hebern udviklet Mark II (SIGABA), som blev det mest sikre amerikanske krypteringssystem under konflikten.
De allierede kryptologiske sejre mod Aksen under Anden Verdenskrig er længe blevet fejret i efterretningstjenesterne, og få har fået større anerkendelse end knækningen af den tyske Enigma-kode. Tyskernes Enigma-maskine, der blev opfundet af den tyske elektroingeniør Arthur Scherbius omkring samme tid, som Hebern præsenterede sit apparat, var en kompleks skabelse, hvor de variable indstillinger af rotorer og stik bestemte nøglerne. At løse den var en stor sejr for de allierede, som holdt det hemmeligt, at de havde knækket systemet, så de kunne blive ved med at udnytte det. Knækningen af koderne bidrog også til sejrene i Nordafrika og i Stillehavet. Samtidig gjorde amerikanernes brug af kodetalere, der sendte krypterede beskeder på navajo-indianernes sprog, at deres transmissioner ikke kunne tydes af japanerne.
Den amerikanske computeralder. Det amerikanske kryptologiske arbejde under Anden Verdenskrig havde bidraget til udviklingen af en maskine, computeren, som ville revolutionere kryptologien i endnu højere grad end telegrafen eller radioen tidligere havde gjort det. De fleste kryptologiske fremskridt siden krigen har involveret eller gjort brug af computere. Et kvart århundrede efter krigens afslutning, i begyndelsen af 1970’erne, introducerede de amerikanske elektroingeniører Martin Hellman og Whitfield Diffie idéen om asymmetriske eller offentlige nøglechiffrer, som er ekstremt svære at knække. Dette førte til udviklingen af RSA-algoritmen (opkaldt efter dens ophavsmænd Rivest, Shamir og Adelman) på Massachusetts Institute of Technology i 1977.
I 1977 introducerede den amerikanske forbundsregering også DES, en transpositions-substitutionsalgoritme, der var så kompleks, at den syntes at være et sikkert middel til at beskytte computerdata. I betragtning af at DES havde omkring 256 mulige nøgler (et tal, der stort set svarer til en 1 efterfulgt af 17 nuller), havde den dengang virket ubrydelig. I begyndelsen af 1990’erne havde store stigninger i computernes behandlingshastighed imidlertid gjort det muligt for hackere at bryde DES ved hjælp af “brute-force”-metoder – dvs. ved at prøve alle mulige værdier for en given ciffer, indtil de finder en løsning. For at beskytte sig mod disse angreb blev der udviklet nye AES-algoritmer (Advanced Encryption Standard) som erstatning for DES.
Fremskridt inden for computere og elektronisk kommunikation via internettet har både muliggjort og nødvendiggjort fremskridt inden for kryptologi. F.eks. kræver elektronisk handel sofistikerede krypteringssystemer for at beskytte brugernes kreditkortoplysninger. På samme måde kræver digital kommunikation via mobiltelefoner kryptering for at forhindre, at telefonopkald let kan aflyttes. Blandt 1990’ernes udviklinger kan nævnes Phil Zimmermanns PGP (Pretty Good Privacy) til beskyttelse af e-mail-kommunikation.
“FORTÆNGENDE LÆSNING:
BØGER:
Beutelspacher, Albrecht. Kryptologi: En introduktion til kunsten og videnskaben om kryptering, kryptering, hemmeligholdelse, skjul og sikring, der er beskrevet uden arkaisk snyd, men ikke uden snedige kneb, til glæde og instruktion for den brede offentlighed. Washington, D.C.: Mathematical Association of America, 1994.
Haldane, Robert A. The Hidden War. New York: Martin’s Press, 1978.
Kahn, David. Kahn on Codes: Secrets of the New Cryptology. New York: Macmillan, 1983.
Konheim, Alan G. Cryptography, a Primer. New York: Wiley, 1981.
Lubbe, J. C. A. van der. Basic Methods of Cryptography. New York: Cambridge University Press, 1995.
Melton, H. Keith. The Ultimate Spy Book. New York: DK Publishing, 1996.
SØG OGSÅ
ADFGX Cipher
Kryptologi og talteori
GSM-kryptering
Pretty Good Privacy (PGP)