Úvod do kryptografie
2007 © Kamilla Amirová (xamirova[at]fd.cvut.cz)
Historie kryptografie

Se vznikem lidské civilizace vznikla potřeba přenosu informace tak aby nežádoucí osoby nedozvěděli o čem vlastně jde. Na začátku lidi používali pro přenos zprav výhradně hlas a pohyby (gesto). Se vznikem písemnosti problém zabezpečení utajení a pravosti přenášených dat stal velmi aktuálním.

Mezi nejstarší šifrovací algoritmy patří Sumerům (3500B.C.) a Egypťanům (1900 B.C.). Sumeři vyvinuli klínové písmo a egypt’ané hieroglyfické. Sumerské klínové písmo je nejstarší známé v dějinách lidstva a bylo rozšifrováno jen v 19 století.


klínové písmo


hieroglyfy


Hebrejští písaři používali obracenou abecedu jednoduchou substituční šifru známou jako ATBASH (500-600 B.C.). tato šifra funguje tak, že první písmeno abecedy se nahradí poslední, druhé se nahradí předposlední atd. Například, “A” se stane “Z”, písmeno “B” se stane Y, “C” se nahradí “X” atd.


Atbash

Mezi nejznámější kryptografické algoritmy patří řecká šifra Skytala (486 B.C.) a Caesarova šifra (50-60 B.C.).

Princip Skytala

Skytala


Caesarova šifra - jedná se o klasický substituční systém (znaky otevřeného textu jsou nahrazovány jinými znaky, dle předem dohodnutého systému). Caesar tuto šifru používal i při dopisování s egyptskou královnou Kleopatrou. Princip Caesarovy šifry byl jednoduchý: šifrování probíhalo tak, že se každý znak nahradil znakem, který je v abecedě o 3 pozice před ním. Substituční klíč tedy vypadal takto:


Caesarova šifra

Ve středověku byl velmi populární kryptografický algoritmus Vigenere podle jména zakladatele Blaise de Vigenere (1523-1596 A.D.) Při šifrování se používala klíčová tabulka a klíčové slovo.


Vigenere

Neobyčejným vynálezem byla Morseova abeceda. Tady se nejedná o klasickou šifru, ale spolu s vynálezem telegrafu činila velký průlom v oblasti kryptografie. Jednalo se o první šifrovací systém, ve kterém odesilatel a příjemce mohli rychle komunikovat na dálku bez potřeby třetí strany k přenosu šifrované informace. Morseova abeceda je velice jednoduchý systém, kdy jsou jednotlivé hlásky kódovány do podoby krátkých a dlouhých zvukových signálů:


Morseova abeceda

V době druhé světové války německá vojska k šifrování tajných informací používali šifrovací stroj Enigma (pochází z latiny, zn. „hádanka“). Autorem tohoto stroje byl Artur Scherbius.
Enigma svým vzhledem připomíná klasický psací stroj. Před její klávesnicí je umístěno 26 konektorů, které slouží k propojení jednotlivých písmen. Za klávesnicí se pak nachází svítící deska, která obsahuje 26 písmen. Šifrovací mechanismus se skládá z prostoru, na jehož stranách jsou dvě kola, mezi která se vkládají další tři kola. Obě krajní kola mají 26 kontaktů, které odpovídají jednotlivým písmenům abecedy. Tři vnitřní kola se vybírají z pěti možných různých kol. Každé z vnitřních kol obsahovalo. Vždy, když je stisknuto písmeno na klávesnici, tak se první kolo otočí o jednu pozici. Poté, co se první okolo otočí 26x, otočí se druhé a nakonec třetí.


Enigma