Загадкове і захопливе мистецтво шифрування простягається впродовж століть. Воно має не тільки практичне значення, а й надає нотку таємності та інтриги у житті. А як все починалося? Пропоную вирушити у короткий екскурс історією цього питання, який починається в третьому тисячолітті до нашої ери та актуальний до сьогодні.
Але спочатку, як завжди, дамо визначення такому важливому терміну як криптографія.
«Грецький термін «криптографія» означає «секретний шрифт»» — пояснює нам Гугл. Але в наш час, коли ми говоримо про криптографію, то маємо на увазі науку, методи чи алгоритми захисту інформації.
Тайнописи
Отже, необхідність приховувати певну інформацію постала з самого початку існування людства. Цим можна пояснити тайнописи на скелях і, навіть, появу у світі різних мов. Але як шифрували важливі повідомлення, які мали передаватися на великі відстані?
Задовго до винайдення спеціальних шифрів люди вдавалися до неймовірних хитрощів: феодали голили своїх рабів, писали на їх тілі повідомлення, чекали, поки шкіряний покрив знову вкриється волоссям, і після цього відправляли рабів у дорогу. У пункті призначення раба знову голили й зчитували інформацію. На щастя, минуло чимало часу і науковці у сфері криптографії здійснили величезний прорив.
Шифр Цезаря
Першим кроком до винайдення шифрування у сучасному розумінні стало створення шифру Цезаря у 100-44 роках до нашої ери. Цей шифр є чи не найпримітивнішим, що існує зараз. Він полягає у зміщенні позиції літер в абетці на фіксовану довжину. Цезар як ключ використовував 4 позиції, тобто, якби він шифрував повідомлення українською мовою, то літера А шифрувалася б як Ґ, Б — як Д, а Я, врешті решт — як Г.
Цей шифр наразі не володіє жодною стійкістю, але саме він призвів до появи складніших моноалфавітних і поліалфавітних шифрів. Як приклад можна навести Атбаш, який використовується для івриту і полягає у заміні кожної літери абетки відповідній їй літері з кінця, та шифр Віженера. Останній з них з’явився в шістнадцятому сторіччі й залишався незламаним протягом декількох століть. У такому шифрі як ключ використовується певне слово і далі здійснюється шифрування відповідно до подібної таблиці.
Шифр Вернама
Одним із найвидатніших шифрувальників криптографії, яка не базується на математичних перетвореннях, був Гільберт Вернам, творець шифру Вернама, який також часто ототожнюють з шифром одноразового блокнота. Для шифрування тексту випадково генерується ключ такої ж довжини, як і текст, при цьому він може застосовуватися лише один раз і після цього знищується. Цей шифр використовувався навіть під час Другої світової війни, і на цей час є єдиною системою шифрування, для якої доведена абсолютна стійкість. А отже, зашифроване таким чином повідомлення не може піддаватися будь-якому криптоаналізу.
«Криптологічна бомба»
Однак, справжній прорив у криптографії стався у XX столітті з винаходом спеціалізованих шифрувальних машин. Тут на сцену вийшли такі імена, як Алан Тьюринг, який разом зі своєю командою, під час Другої світової війни розробили машину «Криптологічна бомба», яка виявилася здатною зламати шифр Енігми, шифрувальної машини нацистської Німеччини. Цей винахід зіграв ключову роль у ході війни.
Математична криптографія
Нашою сучасністю є математична криптографія. Ще наприкінці Першої світової війни людство готувалося до абсолютно нового бачення шифрування. На той час були сформовані усі розділи математики, необхідні для її впровадження в захисті інформації. Але перші шифри, засновані на математичних алгоритмах, стали з’являтися ближче до 1960-х років. Технології розвиваються надзвичайно швидко, тож багато з цих шифрів вже не є криптографічно стійкими, але кожного року створюються нові рішення.
Сьогодні криптографія є невіддільною частиною нашого цифрового життя. Вона забезпечує безпеку інформації в інтернеті, захищає наші фінансові транзакції та забезпечує конфіденційність листування. З розвитком квантових комп'ютерів з'являються нові виклики та потреби у створенні нових криптографічних алгоритмів, здатних впоратися з новими загрозами. Над цим, зокрема, працюють викладачі й студенти спеціальності 125 «Кібербезпека і захист інформації» Першого серед кращих.
До речі, місяць тому служба держспецзв’язку України провела студентські змагання з кібербезпеки — CTF (Capture the Flag), у якому взяли участь декілька команд студентів з ХНУРЕ. Один з п’ятьох блоків завдань присвячувався криптографії.
Таким чином, історія криптографії та шифрування переплітається з міфологією, науковими відкриттями та розвитком технологій. Від стародавніх цивілізацій до сучасної цифрової ери, шифри й криптографія продовжують захоплювати нас своїми загадками та пропонують захист нашої інформації. У них укладена сила знання і мудрості, яка зберігає секрети й забезпечує надійність нашої комунікації.
Піклуйтеся про себе та про свою інформаційну безпеку!
Аліна Тельнова
