Szyfrowali wszyscy: starożytni Grecy, Spartanie, Rzymianie. Używając hieroglifów, łącząc kilka alfabetów, pisząc na kawałkach skór, czy budując do tego celu specjalne maszyny. Dziś tę pracę wykonują zaawansowane komputery, ale kiedyś ludzie musieli sobie radzić inaczej. Zobacz jak!

Szyfrowanie pomaga chronić dane przechowywane na komputerze lub te, które przesyłane są przez internet lub inne sieci komputerowe. Nowoczesne algorytmy odgrywają bardzo ważną rolę w bezpieczeństwie systemów IT i komunikacji. Tajne informacje są niebywale cenne, dlatego każdy chce się zabezpieczyć przed ich utratą. Wiele jest firm, które na systemy bezpieczeństwa przeznaczają duże sumy pieniędzy. Jak jednak stosowano szyfrowanie kiedy nie było komputerów?

Jak szyfrował Juliusz Cezar?

Słowo „szyfrowanie” z angielskiego „encryption” pochodzi z greckiego słowa „kryptos” oznaczającego coś ukrytego lub tajnego. Stosowanie szyfrowanego tekstu odbywało się już tysiące lat p.n.e. (około 1900), kiedy na egipskich ścianach pojawiały się hieroglify, mające ukryć prawdziwy sens przekazu.

W roku 700 p.n.e. Spartanie opracowali prawdopodobnie pierwsze urządzenie, które pozwalało przekazywać zaszyfrowaną wiadomość. Jak działało? Tekst zapisywany był na skórze owiniętej wokół kawałka drewna o specyficznym kształcie. Kiedy odwijało się materiał, wiadomość była niemożliwa do zrozumienia, ponieważ znaki były ułożone nieregularnie i nie układały się w żadne sensowne zdania. Dopiero po nawinięciu skóry na drewno o identycznym kształcie jak oryginał, tekst był możliwy do zrozumienia – skóra zaginała się w ustalonych miejscach, układając znaki w czytelnym porządku.

Kilkaset lat później Rzymianie korzystali z Szyfru Cezara nazywanego inaczej przesuwającym. Jest to standardowy alfabet, w którym każda litera ma swój zaszyfrowany odpowiednik. Nazwa pochodzi od Juliusza Cezara, który używał tego sposobu z kluczem 3 do korespondencji ze znajomymi. Na czym to polega? Klucz 3 oznacza, że każda litera ma swój zaszyfrowany odpowiednik przesunięty o 3 kolejne litery. Np. Spy Shop  w polskim alfabecie bez polskich znaków wg klucza 3 będzie brzmiał WTB WKST. Początkowo może wydawać się to trudne do odczytania, ale z czasem jest całkiem proste. Jeżeli dodatkowo mamy przed sobą zapisany alfabet, zrozumienie takiej wiadomości jest banalne – pod warunkiem, że wiemy jaki klucz został użyty.

Średniowiecze to czas szyfrów polialfabetycznych, czyli takich, których poszczególne znaki były zabezpieczone innym kluczem i alfabetem. W zaszyfrowanej w taki sposób wiadomości czasem każda litera lub cyfra zmieniona była w inny sposób! W porównaniu do szyfrowania monoalfabetycznego, polialfabetyczne przez długi czas było odporne na działania kryptoanalityków – osób zajmujących się łamaniem wiadomości. Warto też wspomnieć tutaj o szyfrze Vigenère’a, który swoją nazwę błędnie posiada  od nazwiska Blaise de Vigenère. Okazało się, że taką samą metodę opisał wcześniej Giovani Batista Belaso i to jego nazwisko powinno być określeniem szyfru. Sposób ten jest świetnym wytłumaczeniem metody polialfabetycznej. Jest też bardzo podobny do tego używanego przez Juliusza Cezara, tzn. każda litera ma swój inny odpowiednik. Cezar posługiwał się jednak tylko dwoma alfabetami – podstawowym i drugim przesuniętym o określoną liczbę. Belaso rozszerzył szyfrowanie o kilka alfabetów, a do odczytania wiadomości dodatkowo potrzebne było słowo klucz wyjaśniające w jaki sposób mamy czytać zaszyfrowane znaki. Kiedy klucz jest krótszy niż cała wiadomość, stosuje się jego zwielokrotnienie.

Dla przykładu – wiadomość, jaką chcemy zaszyfrować to „Spy Shop”, a słowo klucz to „hack”:

Spy Shop (wiadomość)
hac khac (hack – zwielokrotnione słowo klucz)

Rezultat szyfrowania to ZPA COOR

Jak to się dzieje?
Pierwszy wiersz z poniższej tabeli odpowiada literom naszej wiadomości „Spy Shop”, pierwsza kolumna odpowiada literom tajnego klucza „hack”. Wystarczy zestawić ze sobą poszczególne litery wiadomości oraz klucza (np. S i H) i zobaczyć w jakich miejscach się spotkają. Na tabeli zaszyfrowano słowo „Spy”

Szyfrowanie Spy Shop

W średniowieczu próbowano także stworzyć pierwsze maszyny ułatwiające proceder szyfrowania. Składały się one z kilku trybów, tarcz i innych elementów. Wiele prób wykonania takiego narzędzia była nieudana, ale w okresie tym powstała jednak działająca, złożona z dwóch tarcz maszyna autorstwa włoskiego malarza, poety, kartografa – Leona Battista Albertiego.

Prawdopodobnie najsłynniejszym urządzeniem korzystającym z szyfrowania polialfabetycznego była znana wszystkim Enigma, używana przez Niemców w czasie drugiej wojny światowej. Oprócz niej, należy też wspomnieć o maszynie Lorenza. Oba urządzenia były przełomowe w historii szyfrowania danych. To pierwsze zostało złamane przez Polaka.

W czasach, kiedy nie wszyscy ludzie potrafili czytać, nie trzeba było szyfrować wiadomości, ale z biegiem lat szybko się to zmieniło. Chcąc ukryć sens zapisu, standardowe pismo zamieniano na inne znaki, symbole, numery lub zdjęcia, które mogła odczytać tylko i wyłącznie osoba z odpowiednim kluczem. Metody ukrywania wiadomości zmieniały się na przestrzeni setek lat. Dziś wygląda to zupełnie inaczej, a  to za sprawą komputerów. Jak obecnie szyfruje się dane? O tym w kolejnym tekście!

Podziel się tym
Tweet about this on Twitter Share on Reddit Share on Google+ Share on Facebook Share on LinkedIn Email this to someone