Obrázok používateľa CEZ OKNO
Kódy a šifry

História kódov a šifier ja príbeh boja medzi tvorcami a lúštiteľmi šifier. Bol to boj prebiehajúci po mnoho storočí a mal značný dopad na priebeh dejín. Tento boj spočíva v tom, že kryptológovia zakaždým vytvorili nejakú šifru a lúštitelia sa v nej pokúšali nájsť nejakú slabinu, ktorá by im pomohla ju rozlúštiť. Keď sa podarilo šifru rozlúštiť, vždy sa našiel niekto, kto prišiel s novou, dokonalejšou šifrou. Kryptografia sa neustále rozvíjala a v dnešnej dobe internetu a mobilných komunikácií je jej význam dôležitejší než kedykoľvek predtým.

Čo je to kryptológia

Kryptológia je náuka o šifrách. Je vedou o utajení správ a zahŕňa pod seba všetky formy kryptografie (tvorenie šifier) a kryptoanalýzy (lúštenia šifier). Samotná kryptografia je veda o šifrovaní správ a o utajení zmyslu správy. Kryptoanalýza je veda o tom, ako treba správu rozlúštiť bez akejkoľvek zalosti jej obsahu alebo formy šifrovania, ktorá na ňu bola použitá. Inak povedané, kryptológia skúma jednotlivé princípy tvorby a lúštenia zašifrovaných textov. Jej dopad na svetovú históriu bol obrovský. Králi, kráľovné a mnohí generáli sa po mnoho storočí spoliehali nasvoje komunikačné reťazce, ktoré im umožňovali vládnuť, riadiť armádu a zasielať rozkazy o tajných misiách. Uvedomovali si však, aké nebezpečenstvo im hrozí, keby sa ich informácie dostali do rúk nepriateľa. Bolo to práve riziko vyzradenia, ktoré viedlo k rozvoju šifier a techník určených k ukrytiu obsahu správy.

Rozdiel medzi kódom a šifrou

Slovo kódovanie sa vzťahuje len na konkrétny typ tajnej komunikácie, ktorá postupom času stratila význam. V rámci kódovania sa celé slovo nahrádza iným slovom, číslom alebo symbolom. Alternatívou ku kódu je šifra. Pri šifrovaní sa však nahrádzajú jednotlivé písmená inými písmenami, číslami alebo znakmi.

Rozvoj šifrovania

Najstaršia zmienka o snahe ukryť tajnú správu pochádza z Perzie približne z 5. storočia pre našim letopočtom. Je to ukrytie správy takzvaná steganografe, teda utajenie samotnej existencie správy. Steganografia, alebo inak povedané ukrytie textu, spočívala v tom, že text napísanej správy sa nejakým spôsobom ukryl, ale nie zašifroval. Vďaka tajnej správe, ktorá bola napísaná na doske a následne prekrytá vrstvou vosku, sa Gréci dozvedeli o plánovanom útoku Peržanov. Dobre pripravili svoju armádu a v krvavej bitke porazili obrovskú perzskú vojenskú silu.

V priebehu storočí sa v rôznych častiach sveta rozvinuli rôzne formy steganografie. Číňania napríklad písali správu na jemný hodváb, ktorý potom zmačkali do guličky, zaliali voskom a posol potom guličku prehltol.

Správa sa dala ukryť napríklad aj vo vajci uvarenom na tvrdo. Pomocou špeciálneho atramentu vyrobeného z kamenca a pinty octu sa správa napísala na škrupinku, roztok cez jej póry prenikol a zanechal správu na varenom bielku.

Do oblasti steganografie patria aj neviditeľné atramenty. Táto technika poskytuje istý druh bezpečnosti, ale má aj jednu zásadnú chybu, a tou je, že keď je správa zachytená, tak je odhalená celá naraz.

Kvôli tomuto sa súbežne so steganografiou začala rozvíjať aj kryptografia, ktorej cieľom nie je utajiť existenciu správy, ale jej význam a to pomocou šifrovania. Nepriateľ šifru nevie rozlúštiť, pokiaľ nepozná jej pravidlá. Kryptografia a steganografia sú nezávislé techniky, ale pre väčšiu bezpečnosť utajenia sa dajú kombinovať. Kryptografiu môžeme rozdeliť na dve odvetvia: TRANSPOZÍCIU a SUBSTITÚCIU. Pri transpozícii sa písmená textu usporiadajú iným spôsobom ako pôvodným, toto však nie je príliš bezpečné pri krátkych (jednoslovných) správach. (napríklad slovo strom- koľkými spôsobmi sa dá usporiadať?) S narastajúcim počtom slov narastá aj počet možností usporiadania. Vezmite si napríklad túto krátku vetičku po odstránení medzier, interpunkcie a diakritiky má celkom 35 písmen, ktoré sa však dajú usporiadať 39 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 odlišnými spôsobmi. Transpozícia vyzerá veľmi dobre z hľadiska bezpečnosti, lebo je veľmi ťažko rozlúštiteľná pre nepriateľa. Jej chybou však je, že tak, ako je ťažko rozlúštiteľná pre nepriateľa, je ťažko rozlúštiteľná aj pre adresáta správy. Transpozícia má rôzne formy (naprogramované- rôzne transpozičné šifry -zámena 1. a 2. písmena, dvoj a viacriadkový plot – text rozdelíme do lubovoľného počtu riadkov, pre príklad si môžeme uviesť do troch, a to takým spôsobom, že prvé písmeno textu umiestnim do prvého riadku, druhé do druhého, tretie do tretieho a štvrté znovu do prvého, piate do druhého a takto postupujem až kým neuložím celý text. Potom jednoducho riadky napíšem po rade za sebou (od prvého po tretí) a správa je zašifrovaná.). Ďalšou formou transpozície je historicky prvé vojenské zariadenie, takzvané „scytle“ zo Sparty.

Ide o drevenú tyč okolo ktorej sa omotá koža alebo pergamen, text sa napíše pozdĺž tyče a potom sa pás zase odmotá a správa je zašifrovaná. Dešifrovať ju dokáže len ten, kto má tyč rovnakých rozmerov.

Alternatívou k transpozícii je substitúcia. Substitúcia funguje na zámene jednotlivých písmen inými písmenami alebo znakmi. Na jej použitie musím vytvoriť dve abecedy pričom tá prvá bude OTVORENÁ ABECEDA- klasická abeceda (abeceda pôvodného textu), a druhá bude ŠIFROVÁ ABECEDA- abeceda pre znaky alebo písmená (ľubovoľne poprehadzované písmená abecedy otvorenej), z ktorého každé šifruje dané písmeno otvoreného textu.

Otvorená abeceda: ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

Šifrová abeceda: ONMLKJIHGFEDCBAZYXWVUTSRQP

Napríklad môžem použiť dve abecedy, spárovať ľubovoľné písmená a pri písaní správy napísať vždy písmeno šifrovej abecedy na miesto písmena z abecedy otvorenej ku ktorému je priradené.

Rozvoj kryptografie v Európe

Okolo roku 1000 sa v Európe pracovalo na tajných správach prevažne len v kláštoroch. Stredovekí mnísi zistili, že v starom zákone sú aj úseky zašifrovaného textu. Sú tam napríklad úseky textu zašifrované hebrejskou šifrou ATBAŠ. Tá spočíva v tom, že vezmem písmeno, zistím ako je vzdialené od začiatku abecedy a nahradím ho písmenom rovnako vzdialeným od konca abecedy. Tomuto spôsobu šifrovania napovedá už aj názov tejto šifry ATBŠ= ktorá sa skladá z prvého písmena hebrejskej abecedy (alef), po ňom nasleduje posledné písmeno (tav), potom druhé (bet) a nakoniec predposledné (šin).

V 14.-15. storočí sa začína šifrovanie vyvíjať aj v Európe. Goeffrey Chaucer je autorom jednej z najslávnejších starých európskych šifier. Chaucerova šifra nahradzuje otvorený text symbolmi. Šifrový text s podivnými symbolmi vyzerá zložito, ale spôsob dešifrovania ostáva rovnaký.

Okolo 14. storočia sa šifrovanie začína stále častejšie využívať a to hlavne na komunikáciu v jednotlivých štátoch. Utajujú sa hlavne politické informácie, a preto jednotlivé štáty postupne zriaďujú šifrovacie kancelárie.

Rozvoj kryptoanalýzy bol aj v Európe značný. Prvý veľký kryptoanalytik bol Giovanni Soro, ktorý bol začiatkom 16. storočia tajomníkom pre šifry v Benátskej republike. Bol aj veľmi dobrým lúštiteľom správ. Dokonca aj Vatikán, v tej dobe druhé najdôležitejšie centrum kryptoanalýzy, posielal Sorovi zdanlivo nerozlúštiteľné správy, ktoré ukoristili jeho ľudia. Soro dokázal správy od pápeža rozlúštiť a poslal mu ich spať. Keď raz zachytil nepriateľ tajnú správu zaslanú pápežom, sám pápež poslal kópiu tejto správy Sorovi, v nádeji, že ho uistí o jej nerozlúštiteľnosti. Soro skutočne potvrdil, že správu rozlúštiť nedokáže, takže by sa to nemalo podariť ani nepriateľovi. Možno to však bol len taktický manéver, ktorého cieľom bolo vzbudiť vo vatikánskych kryptografoch falošný pocit bezpečia. Soro zjavne nestál o to, aby poukazoval na slabé miesta pápežských šifier, lebo tým by prinútil Vatikán, aby zdokonalil svoj systém šifrovania, a potom by ho už ani on sám nedokázal rozlúštiť.

Ako sme už spomínali, história kódov a šifier je boj medzi kryptografmi a kryptoanalytikmi. V tejto dobe začali mať prevahu kryptoanalytici a tak sa kryptografi pokúšali zdokonaľovať svoje šifry. Jedným z najjednoduchších zdokonalení monoalfabetickej substitučnej šifry bolo zavedenie klamačov alebo núl, teda symbolov alebo písmen, ktoré nereprezentujú žiadne písmená pôvodného textu. Keď klamače rozmiestnim ľubovoľne do zašifrovaného textu, výrazne sa tým sťaží kryptoanalýza. Príjemca tieto nuly odignoruje, ale nepriateľského kryptoanalytika to zmetie, pretože mu skomplikujú prácu s frekvenčnou analýzou. Podobný účinok má zámerne zlý pravopis, ktorý použijem pred zašifrovaním správy (napr. „freqenzia jednotlyvíh hlázog“). Ďalším vylepšením bolo použitie kódových slov alebo symbolov, ktoré nahradzovali slová textu (napríklad slovo kráľ nahradím znakov „Ω“, slovo večer znakom „ψ“ a slovo zabiť „D“). Toto by som zašifrovala:

Otvorený text: Zabite večer kráľa.

Šifrovaná správa: D-ψ-Ω.

Na prvý pohľad sa zdá, že kódy sú bezpečnejšie ako šifry. Pretože slová podliehajú frekvenčnej analýze omnoho menej než písmená, pri zakódovanom texte je potrebné odhaliť znaky k stovkám či tisíckam slov. Keď sa však lepšie pozrieme na kódy, zistíme, že v porovnaní so šiframi trpia dvoma veľkými nedostatkami. Jednak pri šifrách stačí, aby sa odosielateľ a príjemca dohodli na kľúči, ktorý definuje význam 26 znakov a môžu si bezpečne vymieňať správy. Pri kódoch je treba presne zadefinovať znak pre každé z tisícou slov. Kvôli tomuto začali vznikať kódové knihy a ich vytvorenie trvalo veľmi dlho. Toto však odhalilo ďalšiu slabinu kódov a to takú, že keď knihu získa nepriateľ, sú mu ihneď prístupné všetky tajné informácie. Okrem toho tieto ohromne hrubé zväzky musia obdržať všetky zainteresované strany, takže pri krádeži tejto knihy musí dôjsť k obtiažnému vymýšľaniu nových kódov a k zdĺhavej distribúcii kníh. Pri odhalení kľúča substitučnej šifry stačí, aby sa všetky strany, podieľajúce sa na komunikácii, dohodli na novom kľúči a môžu naďalej komunikovať.

Už v 16. storočí si boli ľudia vedomí tohto nedostatku kódov a preto radšej používali šifry, alebo NOMENKLÁTORY. Nomenklátor je kódovací systém, pri ktorom sa väčšina textu zašifruje pomocou šifrovej abecedy a iba niektoré vopred určené slová sa nahradia kódom. Avšak boj opäť začínajú vyhrávať kryptoanalytici, ktorý si dokázali poradiť aj s nomenklátormi, aj so zmenami pravopisu, ale aj s nulami. Kryptoanalytici dokázali rozlúštiť všetky tajné správy, ktorých obsah pomerne ovplyvnil dejiny Európy.

- pokračovanie -

Autori: Zuzana Karliková, Michaela Izakovičová, Natália Vašková

Čerpané z: 1sg.sk

 


Štítky: 
marec 17, 2008 23:15 popoludní
  • Komentáre

0 Komentáre

 

Top