Najciekawsze szyfry z przeszłości: Jaka była kryptografia starożytnego świata i średniowiecza

2024 Autor: Richard Flannagan | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 00:15

Jeśli w specjalnie wyselekcjonowanej księdze zaznaczymy igłą poszczególne litery – lekko, prawie niezauważalnie – tak, aby czytane jedna po drugiej tworzyły pewien przekaz, to okaże się… nie, jeszcze nie szyfrem, a tylko jego poprzednik. Takie „książkowe” wiadomości pozostawiono jeszcze przed nadejściem nowej ery. Jednak szyfrowanie tekstu, czyli przekształcanie go w coś niezrozumiałego, również zaczęło się bardzo dawno temu.

Narodziny kryptografii

W pewnym sensie sam wygląd pisma można uznać za pierwsze ludzkie doświadczenie posługiwania się szyfrem – wszak oznaczanie słów za pomocą odręcznych znaków było w rzeczywistości szyfrowaniem. A starożytne egipskie hieroglify, które dla Europejczyków przez długi czas były najbardziej tajnym pismem, można przypisać prototypom starożytnych szyfrów. A jednak ta prezentacja informacji w postaci ikon, zrozumiała dla dużej grupy ludzi, nie jest szyfrowaniem, ale kodowaniem. We współczesnym świecie podobną rolę pełnią konwencjonalne skróty czy np. emotikony – ikony z emocjami.

A jeśli celem dokumentu założycielskiego jest właśnie ukrycie informacji przed każdym możliwym czytelnikiem, z wyjątkiem bezpośredniego adresata, to mówimy o stworzeniu szyfru. Teraz nauka o szyfrach - kryptografia - zajmuje się głównie badaniem elektronicznych metod ochrony danych, stało się to częścią rzeczywistości zarówno w biznesie, jak i życiu prywatnym współczesnego człowieka - są to na przykład sposoby ochrony banku informacje o kartach od intruzów. Ale starożytni dowódcy i władcy, chroniąc swoją korespondencję przed wzrokiem ciekawskich, działali oczywiście inaczej.

Pochodzenie kryptografii przypisuje się zwykle XX wieku pne, wtedy niezwykłe hieroglify, różniące się od zwykłej pisowni, pojawiły się już na starożytnych egipskich dokumentach. Historycy jednak nazywają cel takiego zniekształcenia nie po to, by zmylić czytelnika, ale by tekst był bardziej wyrazisty, by wywołać wrażenie, co jednak uniemożliwiło zwykłym ludziom dostrzeżenie sensu tego, co zostało napisane.

Dużo bardziej podobny do kodu był przepis na tworzenie glazury do sztuki garncarskiej, zapisany na jednej glinianej tabliczce ze starożytnej Mezopotamii. Tekst klinowy został celowo pomieszany przez narratora. To doświadczenie ochrony tajemnic handlowych sięga około 1500 roku p.n.e. Wydaje się, że jest to pierwszy przykład pisania kryptograficznego.

Kryptografia naiwna i pierwsze prymitywne urządzenia szyfrujące

Zarówno władcy starożytnych państw, jak i kapłani szyfrowali swoje wiadomości. Dowódcy, wysyłając posłańca z wiadomością, wręczyli mu dokument sporządzony według zasad tajnego pisma. W pierwszym okresie rozwoju kryptografii - aż do nadejścia renesansu - uciekali się do metody transpozycji, czyli permutacji liter tekstu jawnego. Do odczytania tekstu zaszyfrowanego wymagana była znajomość klucza, czyli zasady, według której dokonano takiej zamiany.

Stosowany przez Żydów - metoda szyfrowania, w której literę alfabetu zastępuje się inną z tego samego alfabetu według następującej zasady: pierwsza litera od początku - do pierwszej od końca, druga od początku - do drugiej od końca i tak dalej. Atbash jest jednym z szyfrów permutacyjnych. Był używany nie tylko w korespondencji, przykłady zastosowania tej techniki szyfrowania można znaleźć w tekstach Biblii. W średniowieczu atbash został przyjęty przez templariuszy, którzy używali tego szyfru aż do zniszczenia zakonu.

Wiadomo na pewno, że już w wojnie Ateńczyków i Spartan w V wieku p.n.e. szyfrowanie zostało zastosowane przy użyciu. Skitala lub scitala (przetłumaczone jako „pręt, kij”) był prostym kijem o określonej grubości. Owinięto go pergaminową taśmą, a tekst pisano wzdłuż osi, obracając skitalę po zakończeniu linii. Podczas rozwijania taśma była pozornie chaotycznym zestawem liter, a wiadomość mogła być odczytana tylko przez nawinięcie taśmy na wędrówkę o wymaganym rozmiarze.

Właściwie kluczem do tego szyfru była informacja o pręcie, która umożliwiłaby odczytanie tego, co zostało napisane. Nawiasem mówiąc, starożytnemu greckiemu mędrcowi Arystotelesowi udało się znaleźć sposób na „złamanie” takiego szyfru: w tym celu konieczne było nawinięcie taśmy na pręt w kształcie stożka: w ten sposób można było określić, na jakiej średnicy wędrując z chaotycznego ciągu liter zaczynają pojawiać się słowa. Z nazwiskiem starożytnego greckiego naukowca i dowódcy Eneasza Tactica, który w IV wieku wynalazł pierwszy aparat szyfrujący, związanych jest szereg wynalazków z dziedziny kryptografii. Ma nazwę „”. Litery alfabetu zostały nałożone na okrągłą płytkę, a przy każdej z nich wykonano otwory. Zaszyfrowali to w ten sposób: przewlec nić przez otwory odpowiadające literom. A odbiorca musiał postąpić odwrotnie, wyciągając nić z dziurek i spisywać litery, które następnie odczytywano w odwrotnej kolejności.

Wadą tej metody było to, że każdy mógł odgadnąć szyfr, w którego ręce wpadł dysk. Dlatego wkrótce pojawił się „”. Na tym urządzeniu znajdowały się wszystkie te same otwory odpowiadające literom, ale w losowej kolejności. Na krawędzi linijki wykonano szczelinę. Ze szczeliny do otworu odpowiadającego literze przeciągnięto nić iw tym miejscu zrobiono węzeł. Następnie nitka wróciła do szczeliny i ponownie sięgnęła po żądaną literę, aby zmierzyć miejsce zawiązania nowego węzła. Kluczem w tym przypadku była ta sama linijka z informacją o położeniu liter. Ale „książkowa” metoda tajnej korespondencji wynaleziona przez tego samego Eneasza, w której obok liter na stronie, na przykład za pomocą igły, robi się małe znaki rozpoznawcze, nie jest szyfrowaniem. W tym przypadku sam fakt obecności tajnych informacji jest ukryty, co nazywa się steganografią.

Od starożytnego szyfrowania do średniowiecza

Starożytny grecki mąż stanu i historyk Polibiusz (II wiek p.n.e.) nadał nazwę innej starożytnej technice szyfrowania, ponownie związanej z przestawianiem liter w tym samym alfabecie., podzielony na komórki, został wypełniony literami od alfa do omega w kolejności, a w celu zaszyfrowania wiadomości należało zastąpić oryginalną literę tą umieszczoną niżej w pionie. Były też bardziej złożone klucze szyfrujące: na przykład zapisz współrzędne litery w poziomie i pionie, zamień te współrzędne, a następnie podmień nowe litery zgodnie z ich alfabetem „adresów”. Sam władca użył „kroku” trzech liter.

Nazywano pierwszą z metod szyfrowania w Rosji. Oznaczało to zastępowanie liter innymi według tajnego algorytmu - klucza. Najstarszy tak spisany dokument pochodzi z 1229 roku i został napisany przez metropolitę Cypriana. Inna nazwa litorei to bełkot, czyli tak zwana permutacja liter spółgłoskowych przy zachowaniu samogłosek. Europejska metoda mylenia i zniekształcania oryginalnego tekstu, przyjęta później w Rosji, była dziwaczną ligaturą, w której poszczególne elementy - runy - były przedstawiane razem, łącząc się w powtarzające się fragmenty, i niemożliwe stało się odróżnienie znaczenia tego, co zostało napisane bez znajomości klucza.

W średniowieczu szyframi posługiwali się nie tylko politycy i wojsko, ale także kupcy i zwykli mieszczanie. Od VIII wieku Arabowie na poważnie zajęli się teorią i praktyką kryptografii, pojawiło się wiele książek o szyfrowaniu i deszyfrowaniu, a w dziedzinie ochrony informacji przed przypadkowym dostępem do nich przez nieznajomych rozpoczęła się nowa era.

A maszyna szyfrująca „Enigma” po kilku stuleciach stała się jedną z najdroższe artefakty II wojny światowej.