Stróż świata cyfr

Kryptologia

wywodzi się od greckich słów kryptós (ukryty) i lógos (słowo, rozum). To obszar badawczy, który koncentruje się na bezpiecznym przekazywaniu informacji poprzez zastosowanie technik szyfrowania, mających na celu zabezpieczenie przed dostępem nieautoryzowanym. Kryptologia stanowi dziedzinę matematyki i informatyki, dzieląc się na dwa główne obszary:

1. kryptografię: zajmującą się opracowywaniem technik szyfrowania, czyli tworzeniem różnego rodzaju kodów i algorytmów, które zapewniają bezpieczne przekazywanie informacji.
2. kryptoanalizę: skupiającą się na analizie i łamaniu tych szyfrów, czyli odkrywaniu zawartości zaszyfrowanej informacji bez posiadania odpowiedniego klucza dostępu.

Istnieją dwa rodzaje kluczy szyfrowania:

• szyfry symetryczne to takie, w których zarówno osoba szyfrująca, jak i osoba odczytująca szyfr musiały znać ten sam klucz, a odszyfrowanie sprowadzało się do złamania klucza;
• szyfry asymetryczne polegają na tym, że komputer udostępnia w sieci klucz publiczny i przy jego pomocy każdy może zaszyfrować informację płynąca do nas, jednak wiadomość tą może odczytać tylko ta osoba, która posiada klucz prywatny, zapisany na naszym komputerze. Zdobycie klucza prywatnego jest zawsze celem hakerów.

Historia

Do czasów epoki nowożytnej kryptografia związana była wyłącznie z zachowaniem poufności przekazywanych informacji, co oznaczało ich szyfrowanie poprzez przekształcanie treści z zrozumiałej formy na niezrozumiałą i z powrotem. Celem tego procesu było uniemożliwienie odczytania wiadomości przez osoby nieposiadające odpowiedniego klucza do odszyfrowania, które mogłyby przechwycić lub podsłuchać tę wiadomość.

W początkowych formach ukrywania treści pisemnych, zważywszy na fakt, że większość ludzi nie posiadała umiejętności czytania, wymagało to jedynie prostych narzędzi, porównywalnych do ówczesnych pióra i papieru. Rozwój umiejętności czytania i pisania, zwłaszcza u potencjalnych przeciwników, zaowocował ewolucją rzeczywistej sztuki kryptografii.

Jednym z najwcześniejszych szyfrów podstawieniowych był szyfr Cezara, w którym każda litera tekstu jawnego zastępowana była literą oddaloną o pewną ustaloną liczbę pozycji w alfabecie. Szyfr ten został nazwany na cześć Juliusza Cezara, który używał go (z przesunięciem o 3) do komunikacji podczas kampanii wojskowych; jest on podobny do kodu Excess-3 w Algebrze Boole’a.

Dla ułatwienia szyfrowania wykorzystywano w ciągu wieków różnego rodzaju urządzenia i pomoce. Prawdopodobnie do najwcześniej używanych – w starożytnej Grecji – należały skytale (patrz zdjęcie), stosowane ponoć przez Spartan jako pomoc przy szyfrowaniu przestawieniowym. W średniowieczu wynaleziono inne pomoce, np. matrycę szyfrującą (ang. cipher grille) – używaną do kodowania będącego rodzajem steganografii.

Podstawowym obszarem zainteresowania kryptografii aż do wczesnych lat XX wieku było skoncentrowanie się na wzorcach językowych. Jednak od tego okresu główne kierunki rozwoju w kryptografii przesunęły się w stronę nauk ścisłych. Obecnie kryptografowie intensywnie korzystają z matematyki, obejmującej różne aspekty teorii informacji, teorii złożoności obliczeniowej, statystyki, kombinatoryki, algebry abstrakcyjnej i teorii liczb.

Kryptografia jest również specyficzną dziedziną inżynierii, ponieważ musi radzić sobie z aktywnym, inteligentnym oporem ze strony potencjalnych wrogów; w przeciwieństwie do większości innych gałęzi inżynierii, które mają do czynienia wyłącznie z neutralnymi siłami natury. W trakcie badań podejmowane są również wysiłki mające na celu rozwiązanie problemów kryptograficznych poprzez wykorzystanie zasad fizyki kwantowej (patrz: komputer kwantowy i kryptografia kwantowa).

Warto również wspomnieć, że klasyczne szyfry wciąż cieszą się popularnością, zwłaszcza w kontekście rozrywki umysłowej, takiej jak łamigłówki i szyfrogramy.