” JUDSON KNIGHT
Criptologia este studiul atât al criptografiei, utilizarea mesajelor ascunse prin coduri sau cifre, cât și al criptanalizei, sau descifrarea mesajelor codate. Este aproape la fel de veche ca și civilizația însăși, deși cifrele și codurile dinainte de perioada medievală târzie din Europa de Vest tindeau să fie extrem de simple după standardele actuale. Progresele în matematică au făcut posibilă dezvoltarea unor sisteme din ce în ce mai sofisticate. Alte îmbunătățiri în domeniul criptologiei au însoțit crearea armatelor permanente moderne și a serviciilor de informații în secolul al XIX-lea. În urma războaielor mondiale și a creării computerului, criptologia a intrat într-o etapă mult mai avansată, ceea ce a dus la crearea de coduri și cifre atât de sofisticate încât practic nici o cantitate de geniu uman, fără ajutorul tehnologiei informatice, nu le poate sparge.
Criptografie antică
Exemple timpurii de criptologie pot fi găsite în munca scribilor mesopotamieni, egipteni, chinezi și indieni. În aceste patru leagăne ale civilizației, apărute în perioada
între 3500 și 2000 î.e.n., puțini oameni știau să citească și să scrie, prin urmare, limbajul scris era un cod secret în sine. Ascunderea suplimentară a semnificației în spatele unor hieroglife opace, cuneiforme sau ideograme a servit la restrângerea și mai mult a publicului vizat.
Specializarea abilităților de scriere a servit, în două cazuri, la prevenirea transmiterii acestor abilități către generațiile următoare. Cunoașterea scrierii hieroglifice în Egipt a dispărut, iar fără descoperirea și descifrarea Pietrei Rosetta la începutul secolului al XIX-lea, traducerea textelor egiptene nu ar fi avut loc, probabil, decât în epoca computerelor – dacă ar fi avut loc. Faptul că limba scrisă a civilizațiilor de pe valea râului Indus din India antică nu a fost încă tradusă servește drept dovadă că computerele nu pot rezolva toate întrebările criptologice fără un culcuș sau o cheie.
Grecia și Roma. Cercetătorii moderni știu mult mai multe despre sistemele criptologice din Grecia și Roma decât despre cele din civilizațiile anterioare. Spartanii, în jurul anului 400 î.Hr. foloseau un sistem criptografic numit scytale, prin care o foaie de papirus era înfășurată în jurul unui toiag, un mesaj era scris pe lungimea toiagului, iar apoi papirusul era desfăcut. Pentru a citi mesajul în mod corespunzător, destinatarul trebuia să aibă un baston cu exact același diametru.
Două secole mai târziu, istoricul grec Polybius a introdus ceea ce a devenit cunoscut sub numele de pătratul Polybius, o grilă de 5 x 5 care folosea cele 24 de litere ale alfabetului grecesc – un model pentru cifrul ADFGX folosit de germani în Primul Război Mondial. Iulius Caesar în secolul I î.Hr. a folosit una dintre primele cifre cunoscute, un sistem care presupunea o deplasare de trei litere spre dreapta: de exemplu, un text simplu Z devenea un C, un A un D, și așa mai departe.
Criptografie medievală
Progresul în criptologie – ca și în majoritatea celorlalte domenii de studiu – a ajuns practic la un punct mort între declinul Imperiului Roman în secolul al treilea și apariția Islamului în secolul al șaptelea. Savanții arabi au fost pionierii criptanalizei, rezolvarea cifrelor sau a codurilor fără ajutorul unei chei, începând cu secolul al VIII-lea. În 1412, al-Kalka-shandi a publicat un tratat în care a introdus tehnica, devenită mai târziu celebră pentru publicul popular de către Edgar Allan Poe în „Gândacul de aur”, de rezolvare a unui cifru pe baza frecvenței relative a literelor din limbă.
Până în acel moment, criptologia începuse să avanseze din nou în Europa, unde orașele-stat italiene au folosit coduri secrete pentru mesajele lor diplomatice în secolul al XIV-lea. Mesajele erau transportate călare și, chiar și pe timp de pace, drumurile Europei erau împânzite de tâlhari de drumul mare, astfel încât secretul în comunicare era de cea mai mare importanță.
Progresul în învățarea matematicii începând cu secolul al XII-lea a ajutat aceste progrese. La începutul secolului al XIII-lea, matematicianul italian Leonardo Fibonacci a introdus secvența Fibonacci, în care fiecare număr este suma celor două precedente: 1, 1, 1, 2, 2, 3, 5, 8 și așa mai departe. Secvența lui Fibonacci se va dovedi extrem de influentă în criptologie: chiar și la sfârșitul secolului al XX-lea, unele sisteme criptologice se bazau pe o mașină electronică numită generator Fibonacci, care producea numere într-o secvență Fibonacci.
La sfârșitul secolului al XV-lea, un alt matematician italian influent, Leon Battista Alberti, a publicat o lucrare în care a introdus ideea de disc cifrat. Acesta din urmă este un dispozitiv de codificare și decodificare a mesajelor prin utilizarea unor roți concentrice pe care sunt imprimate caractere alfabetice și numerice. Chiar și la sfârșitul secolului al XIX-lea, criptografii foloseau discuri cifrate bazate pe modelul inițiat de Alberti.
Epocile moderne timpurii (1500-1900)
Datorită naturii sale secrete, criptografia – un cuvânt bazat pe rădăcini grecești care înseamnă „scriere secretă” – a fost mult timp
asociată cu ocultismul, iar unul dintre ocultiștii care a avansat această artă a fost călugărul german Trithemius, de la începutul secolului al XVI-lea. Trithemius a dezvoltat un tabel în care fiecare rând conținea toate literele alfabetului, dar fiecare rând succesiv era decalat cu o literă. Prima literă a textului simplu ar fi fost criptată folosind primul rând, a doua literă folosind al doilea rând și așa mai departe. La sfârșitul anilor 1500, criptograful francez Blaise de Vigenère a adaptat tabela Trithemius pentru propria sa tabelă Vigenère, care în secolul al XX-lea a devenit baza pentru standardul de criptare a datelor, sau DES, utilizat pe scară largă.
Până în secolul al XVIII-lea și la începutul secolului al XIX-lea, criptografia a devenit larg utilizată în Europa, unde guvernele au angajat birouri speciale numite „camere negre” pentru a descifra comunicațiile interceptate. În America, Thomas Jefferson a dezvoltat o primă roată de cifrare, iar în anii 1840, Samuel F. B. Morse a introdus o mașină care avea să aibă un impact vast asupra criptologiei: telegraful. Până în acel moment, toate comunicațiile codificate sau cifrate fuseseră scrise și transportate de mână, iar telegraful a marcat primul mijloc de transmisie la distanță. De asemenea, a folosit unul dintre cele mai cunoscute coduri din lume, codul Morse, și a contribuit la influențarea interesului popular larg răspândit pentru criptografie. (Nu este întâmplător faptul că scrierile fictive ale lui Poe despre criptologie au coincis cu această epocă.)
În anii 1850, Charles Wheatstone și Lyon Playfair au introdus sistemul Playfair, care folosea un pătrat Polybius și codifica literele în perechi. Această împerechere făcea descifrarea mai dificilă, deoarece era mai puțin ușor de observat cât de frecvent apăreau anumite litere. Sistemul Playfair s-a dovedit atât de eficient încât Aliații l-au folosit într-o formă limitată împotriva japonezilor în timpul celui de-al Doilea Război Mondial. În ciuda acestor progrese ale epocii, criptografia era încă departe de a fi avansată în timpul Războiului Civil American. Confederația era atât de dezavantajată pe tărâmul criptanalizei încât guvernul său publica uneori în ziare mesaje nedescifrate ale Uniunii, cu o cerere de ajutor din partea cititorilor pentru a le descifra.
Secolul XX
La începutul secolului XX, o altă invenție, radioul, a avut un efect profund asupra criptografiei, îmbunătățind considerabil capacitatea expeditorilor de a transmite mesaje în zone îndepărtate. Primul Război Mondial a marcat un punct de cotitură în criptografie. Nu numai că a fost primul conflict major în care s-a folosit radioul, dar a fost și ultimul în care o mare putere nu a reușit să folosească comunicații criptografice. Pe Frontul de Est, rușii au trimis mesaje necodificate care au fost ușor de interpretat de către ofițerii de informații vorbitori de limbă rusă din partea Germaniei și Austriei, ceea ce a dus la o victorie masivă a Puterilor Centrale la Tannenberg în 1914.
Războiul a marcat, de asemenea, debutul cifrului ADFGX al germanilor, care era atât de sofisticat încât criptanaliștii francezi l-au descifrat doar pentru o zi, după care germanii au schimbat din nou cheia. Dar dimensiunea criptografică a războiului nu a aparținut în întregime Puterilor Centrale. Serviciile britanice de informații au descifrat cifrul german și au interceptat un mesaj al ministrului german de externe Arthur Zimmermann adresat președintelui mexican, în care acesta promitea să returneze teritoriile pe care Mexicul le pierduse în favoarea Statelor Unite în Războiul din Mexic dacă țara ar fi atacat Statele Unite. Informat de telegrama Zimmermann, președintele Woodrow Wilson a declarat război Germaniei.
Tot în 1917, inginerul american Gilbert S. Vernam a dezvoltat primul dispozitiv automat semnificativ de criptare și decriptare, atunci când a reunit o mașină de cifrare electromagnetică cu un teletipograf. Un an mai târziu, maiorul Joseph O. Mauborgne, din armata americană, a conceput sistemul one-time pad, prin care expeditorul și destinatarul posedă blocuri identice de foi de cifru care sunt folosite o singură dată și apoi distruse – un sistem practic imposibil de spart. De asemenea, în Primul Război Mondial, Edward Hebern a dezvoltat o mașină de cifrare și a încercat să vândă ideea sa Marinei americane. Marina a respins sistemul lui Hebern, care a fost ulterior preluat de japonezi și folosit în cel de-al Doilea Război Mondial. Până la acel război, Hebern dezvoltase Mark II (SIGABA), care a devenit cel mai sigur sistem de cifrare american în timpul conflictului.
Victoriile criptologice aliate împotriva Axei în cel de-al Doilea Război Mondial au fost sărbătorite de mult timp în comunitatea serviciilor de informații, și puține au primit mai multe aprecieri decât spargerea codului german Enigma. Mașina Enigma a germanilor, inventată de inginerul electrician german Arthur Scherbius cam în aceeași perioadă în care Hebern și-a prezentat dispozitivul, era o creație complexă în care setările variabile ale rotorilor și fișelor determinau cheile. Rezolvarea ei a reprezentat o victorie majoră pentru Aliați, care au ținut secret faptul că au spart sistemul pentru a putea continua să îl exploateze. Descifrarea codurilor a contribuit, de asemenea, la victoriile din Africa de Nord și din Pacific. În același timp, utilizarea de către americani a unor codetalkeri care transmiteau mesaje cifrate în limba indiană Navajo a făcut ca transmisiunile lor să fie indescifrabile pentru japonezi.
Epocile calculatoarelor. Activitatea criptologică americană din timpul celui de-al Doilea Război Mondial a contribuit la dezvoltarea unei mașini, calculatorul, care va revoluționa criptologia într-o măsură și mai mare decât o făcuseră anterior telegraful sau radioul. Majoritatea progreselor criptologice de după război au implicat sau au folosit calculatoare. La un sfert de secol de la sfârșitul războiului, la începutul anilor 1970, inginerii electrici americani Martin Hellman și Whitfield Diffie au introdus ideea cifrului asimetric sau a cifrului cu cheie publică, care este extrem de greu de spart. Acest lucru a dus la dezvoltarea algoritmului RSA (numit după creatorii săi, Rivest, Shamir și Adelman) la Massachusetts Institute of Technology în 1977.
Tot în 1977, guvernul federal american a introdus DES, un algoritm de transpoziție-substituție atât de complex încât părea un mijloc sigur de a proteja datele informatice. Având în vedere faptul că DES avea aproximativ 256 de chei posibile (un număr aproximativ echivalent cu un 1 urmat de 17 zerouri), la acea vreme părea imposibil de spart. Cu toate acestea, până la începutul anilor 1990, creșterile uriașe ale vitezei de procesare a computerelor au făcut posibil ca hackerii să spargă DES folosind mijloace de „forță brută”, adică încercând fiecare valoare posibilă pentru un anumit cifru până când găsesc o soluție. Pentru a se proteja împotriva acestor atacuri, au fost dezvoltați noi algoritmi AES (Advanced Encryption Standard) pentru a înlocui DES.
Avoluțiile în domeniul calculatoarelor și al comunicării prin mijloace electronice pe internet au permis și au necesitat progrese în criptologie. De exemplu, comerțul electronic necesită sisteme sofisticate de criptare pentru a proteja informațiile despre cărțile de credit ale utilizatorilor. În mod similar, comunicarea digitală prin intermediul telefoanelor celulare necesită criptare pentru a preveni interceptarea ușoară a convorbirilor telefonice. Printre dezvoltările din anii 1990 se numără PGP (Pretty Good Privacy) al lui Phil Zimmermann pentru protejarea comunicațiilor prin e-mail.
” LECTURI ULTERIOARE:
CĂRȚI:
Beutelspacher, Albrecht. Criptologie: 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 the Delectation and Instruction of the General Public. Washington, D.C.: Mathematical Association of America, 1994.
Haldane, Robert A. The Hidden War. New York: St. Martin’s Press, 1978.
Kahn, David. Kahn despre coduri: Secretele noii criptologii. New York: Macmillan, 1983.
Konheim, Alan G. Cryptography, a Primer. New York: Wiley, 1981.
Lubbe, J. C. A. van der. Metode de bază ale criptografiei. New York: Cambridge University Press, 1995.
Melton, H. Keith. The Ultimate Spy Book. New York: DK Publishing, 1996.
VEZI ȘI
Cifrul ADFGX
Criptografie și teoria numerelor
Criptare GSM
Pretty Good Privacy (PGP)
.