Vārda cryptography izcelsme meklējama grieķu valodā: kryptos nozīmē apslēpts un graphein nozīmē rakstība. Šoreiz rakstā par apslēptās rakstības mākslu un tās attīstību gadsimtu gaitā.
Kriptogrāfija cauri gadsimtiem (1)
Lūdzu, ņemiet vērā, ka raksts ir vairāk nekā piecus gadus vecs un ir pārvietots uz mūsu arhīvu. Mēs neatjauninām arhīvu saturu, tāpēc var būt nepieciešams meklēt jaunākus avotus.
Seno laiku šifrēšanas metodes
Vajadzība šifrēt uzrakstīto (un līdz ar to kriptogrāfija) radās līdzās rakstībai. Senās Indijas, Ēģiptes un Divupes vēsturiskajos dokumentos atrodamas ziņas par šifrēto rakstu sastādīšanas sistēmām un paņēmieniem. Tā seno indiešu manuskriptos ir izklāstīti 64 veidi teksta pārveidošanai, to starpā zīmju rakstīšanas secības jaukšanas noteikumi. Daudzus no šiem veidiem var uzskatīt par kriptogrāfiskiem, jo tie nodrošina sarakstes slepenību. Slēptā rakstība tolaik esot skaitījusies par vienu no 64 prasmēm, kuru vajadzētu pārzināt gan vīriešiem, gan sievietēm.
Senās Grieķijas rašanās laikā kriptogrāfija piedzīvoja manāmu uzplaukumu. Spartā 5. – 6. gs. pirms mūsu ēras radās un tika izmantoti šādi pazīstami šifrēšanas rīki – Scitals, Eneja disks un grāmatu šifrs.
Scitals (klaidonis) – taisns cilindrisks priekšmets, uz kura tika uztīta papirusa strēmele, neatstājot starpas starp malām un bez pārlaišanām. Tad uz šā cilindra tika uzrakstīts teksts un strēmele notīta un aizsūtīta. Nolasīt tekstu varēja, uztinot strēmeli uz tāda paša diametra cilindra. Arhimeds kā atšifrēšanas metodi piedāvāja papirusa strēmeli uztīt uz konusa. Pamazām pārvietojot strēmeli uz augšu, vienā vietā teksts kļūs salasāms un būs nosakāms cilindra diametrs.
Sengrieķu pulkvedis Enejs Taktika izgudroja Eneja disku. Nelielā diskā tika izurbti caurumiņi, no kuriem katrs apzīmēja kādu alfabēta burtu. Cauri šiem caurumiem tika izvērts diegs atbilstoši aizkodējamā teksta burtu secībai, un atšifrēt tekstu varēja, velkot diegu ārā. Šī it kā primitīvā metode bija noderīga kara apstākļos, jo ziņojuma pārtveršanas draudu gadījumā viegli varēja saplēst diegu, tādā veidā iznīcinot sūtījuma saturu. Pēc līdzīga principa darbojās arī Eneja lineāls. Viena no šifrēšanas metodēm, kura tika izmantota līdz pat XX gs. un kuru aprakstīja Enejs, ir tā sauktais grāmatu šifrs. Viņš piedāvāja virs grāmatas attiecīgajiem burtiem izdurt nelielus caurumiņus. Tad attiecīgi zinātājs no šiem burtiem varēja salikt vēstījumu. Vēl viens grāmatu šifrēšanas veids ir vienošanās par iespieddarbu, lappušu, rindiņu un burta secīgo numuru rindiņā, tādējādi aizšifrējot tekstu ar cipariem.
Polībijs ir aprakstījis sistēmu, kas tiek saukta par „Polībija kvadrātu”. 5x5 rūtiņu kvadrātā tika sarakstīts latīņu alfabēts un vēstījuma teksts tika aizkodēts ar burtu koordinātēm.
Jūlijs Cēzars izmantoja šifru, kurā, pierakstot tekstu, burtus nobīdīja alfabētā par 3 uz priekšu. Ja aizkodētais teksts bija garš, tad gan Polībija, gan Cēzara šriftu varēja salīdzinoši viegli atkodēt, zinot valodā lietojamākos burtus.
Renesanses (XIV - XVI) kriptogrāfija
Līdz Renesanses laikmetam ir maz ziņu par lietotajiem šifriem. Šķiet, populārākais veids bija burtu aizstāšana ar simboliem. Tāds ir arī Kārļa Lielā (780. – 814. g.) šifrs.
Renesanses laikā attīstās zinātne un amatniecība, tiek izdotas pat vairākas grāmatas par kriptogrāfiju. Pirmā drukātā grāmata par kriptogrāfiju tika izdota 1518. gadā. Tās autors ir abats Johans Tritēmijs. Viens no tajā aprakstītajiem šifrēšanas veidiem attīsta daudzalfabētu aizstāšanas ideju. Šifrēšana tiek veikta šādi: tiek sagatavota aizstāšanas tabula, kurā pirmā rinda ir alfabēts, otrā rinda ir alfabēts, kas pabīdīts par vienu soli, utt. Šifrēšanas laikā atvērtā teksta pirmais burts tiek aizstāts ar burtu, kas atrodas pirmajā rindā, otrais burts ar burtu, kas atrodas otrajā rindā utt.
1553. gadā iznāk neliela grāmata „Senjora Belazo šifrs”. Par autoru Džovanni Belazo ir zināms maz. Viņa ieguldījums ir piedāvājums lietot vārdu vai vārdu grupu kā paroli. Teksta aizkodēšana notika šādi. Tika izveidota aizstāšanas tabula, kurā alfabēts sākās ar atbilstoša vārda pirmo burtu. Aizstāšanas tabulā ar paroli „Anita” vārda „saule” aizkodēšana izskatīsies šādi „TODFF”
Itāļu matemātiķis un filozofs Džerolamo Kordano uzraksta grāmatu „Par smalkām lietām”, kuras daļa ir veltīta kriptogrāfijai. Viņa ieguldījums sastāv no divām lietām. Pirmkārt – izmantot atvērto rakstu kā atslēgu, otrkārt viņš piedāvāja šifru, kas mūsdienās ir pazīstams kā Kordano režģis. Ir režģis, kurā tukši ir tikai daži caurumi. To uzliek un caurumos ieraksta tekstu, tad režģi pagriež un turpina rakstīt.
XVI gadsimtā vēl vienu zīmīgu soli kriptogrāfijas attīstībā spēra Blezs Viženers, franču sūtnis Romā, tur viņš iepazinās ar darbiem par kriptogrāfiju un 1585. gadā uzrakstīja grāmatu „Traktāts par šifriem”, kurā izklāsta kriptogrāfijas pamatus.
Tendences XVII – XVIII gs.
XVII gs. mēdz saukt par melno kabinetu ēru, jo šajā laikā radās pirmie dešifrēšanas dienesti. Vienu no tādām nodaļām bija izveidojis arī Francijas karalis Ludvigs XIV pēc kardināla Rišeljē priekšlikuma, un to vadīja Antuans Rosinjols. Rosinjolam pat pieder doktrīna, ka kara šifra izturībai ir jābūt tik lielai, lai nodrošinātu ziņojuma slepenību pavēles izpildei nepieciešamajā laika posmā. Diplomātiska šifra izturībai ir jābūt tādai, lai nodrošinātu slepenību vairāku desmitu gadu garumā. Pats Rišeljē ir radījis „Rišeljē šifru”, kas ir pārkārtojumu šifrs. Tajā atklātais teksts tiek sadalīts nogriežņos, un nogriežņu iekšpusē burti tiek pārkārtoti atbilstoši fiksētiem pārkārtojumiem.
Šajā laika posmā rodas „masonu šifrs”, kas bija oriģināls zīmju šifrs: alfabēts bija uzrakstīts uz diviem krustiem, taisna un slīpa, un no tā tika ņemtas zīmes burtu aizstāšanai.
XIX gs. crypto izgudrojumi
1819. gadā Francijā iznāk enciklopēdija, kurā tiek apkopoti tolaik zināmie šifru un to atšifrēšanas piemēri. Jaunu pavērsienu šifrēšanas attīstībā nodrošina S.Morzes 1844. gada izgudrojums - telegrāfs. Uzreiz tika publicēts komerckods ar nosaukumu „Vārdnīca slepenajai korespondencei; pielāgota lietošanai elektromagnētiskajā Morzes telegrāfā”. Komerckodu attīstība atstāja iespaidu arī uz diplomātiskajiem kodiem. Sakaru šifrēšanas speciālisti secināja, ka sakaru šifrēšanā ir nepieciešama hierarhija, kurā katram hierarhijas līmenim būtu nepieciešama sava šifrēšanas sistēma. Pieaugot datu pārraides ātrumam, radās nepieciešamība pēc datu šifrēšanas ātruma palielināšanas, kas veicināja mehānisko ierīču radīšanu. To starpā T. Džefersona šifrators un Č. Vinstona šifrators.
1863. gadā Prūsijas armijas majors Fridrihs Kazijskis publicē grāmatu ar nosaukumu „Slepenrakstības māksla un dešifrēšana”, kurā jaunais ieguldījums kriptogrāfijā bija jaunās metodes izklāstīšana, ar kuru varēja atvērt daudzalfabētu šifru, piemēram, Vinžera šifru, kurš līdz šim tika uzskatīts par neuzlaužamu. Kazijskis piedāvāja paroles burtu skaita statistiskās analīzes metodi: burtu atkārtošanās parolē kopā ar burtu atkārtošanos atvērtajā tekstā dod burtu atkārtošanos šifrētajā tekstā. Autors secināja, ka attālums starp atkārtojumiem šifrētajā tekstā būs vienāds vai dalīsies bez atlikuma ar paroles periodu, tas ir, tā garumu. Pēc paroles garuma noskaidrošanas aizšifrētais teksts tiek sadalīts gabalos, kas ir vienādi ar paroles garumu. Vienīgais atlikušais uzdevums ir noskaidrot nobīdi. Šī metode tiek saukta par „Kazijska metodi”
No XIX gs. 80 gadiem visās ietekmīgākajās valstīs kriptogrāfiju sāk uzskatīt par zinātni un sāk mācīt militārajās akadēmijās.
XX gadsimts un CITAS vajadzības
XX gs. ir divu pasaules karu laiks un zinātniski tehniskā progresa laiks. Laiks, kad tika pārdalītas valstu robežas. Šajā gs. kriptogrāfija kļuva elektromehāniska un pēc tam - elektroniska.
Populārākās pag. gs. 20. gadu šifrēšanas mašīnas, kas bija izgudrotas šifrēšanas procesa automatizēšanai, bija amerikāņu SIGABA M-134, angļu TYPEX, vācu ENIGMA - attēlā un japāņu PURPLE, kas visas darbojās pēc rotora principa: substitūcijas veikšanai tika lietots mehānisks rats. Rotoru mašīnas sastāv no klaviatūras un savā starpā sasietiem rotoriem. ENIGMA gadījumā šifrēšana notika pēc Vižinera (franču XVI gs. diplomāts) vairākalfabētu šifra principa, kas tika publicēts 1586. gadā un nosaukts franču XVI gs. diplomāta vārdā, kurš nodarbojās ar šifrēšanas sistēmu pilnveidošanu. Vižinera šifrēšanas princips ir līdzīgs Cēzara šifrēšanai, kurā substitūciju atslēga mainās no burta uz burtu.
Vēlāk, 1980. – 1990. gados kriptogrāfija ieņēma nopietnu vietu komerciālajā komunikāciju nozarē. Datoru un interneta plašā izmantošana mainīja tās elitāri militāro nozīmi un datu šifrēšana kļuva par kritiski nepieciešamu nozari informāciju tehnoloģijās. Šobrīd vispopulārāko algoritma principu – RSA – izgudroja 70. gados.
Autore - Anita Līce