Kryptografie - od skytalé ke kvantové fyzice

24. září 2010
Historický snímek Enigmy

Chceme-li utajit a zakódovat zprávu či informaci, nebo ji naopak dešifrovat, říkáme tomu kryptografie a kryptoanalýza, dohromady kryptologie. Někteří odborníci ji považují nejen za vědu, ale i za umění, které se rodilo již ve starověkých kulturách.

Prvopočátky kryptografie sahají do dějin Mezopotámie, kde se utajovaly návody na hrnčířskou glazuru přehazováním a nahrazováním znaků v textu. Rovněž z Egypta se dochovaly zápisy s nestandardně využitými hieroglyfy. V Řecku, v 5. stol. př. n. l., existovala metoda využívající hůl (skytalé), na niž se namotala páska z látky, papyru či pergamenu, a na ni se shora dolů napsal text. Páska se pak odeslala příjemci, jenž musel mít hůl o stejném průměru, aby namotanou pásku mohl přečíst. Z Řecka také pochází jedna ze základních šifrovacích metod, Polybiův čtverec. Polybius do čtvercové šachovnice vepsal písmena alfabety a jednotlivé řady a sloupce očísloval. Každé písmeno pak bylo v šifrovaném textu reprezentováno dvěma čísly.

Starohebrejský šifrovací systém z 6. až 5. stol. př. n. l., zvaný Atbash, zaměňuje první písmeno abecedy posledním, druhé druhým od konce atd. S abecedou pracuje i starořímská metoda, zvaná Caesarova šifra (zmínka je o ní v Zápiscích o válce galské). Šlo o zaměňování písmen posunem abecedy o tři místa dále. Kromě toho Římané užívali zvláštní kódy pro jména osob, lokalit atp.

Na podivuhodné výši byla arabská kryptografie, jež byla v arabském světě využívána celých tisíc let a o níž se dochovaly informace v práci Abu Bakr Ahmada z roku 885. Navíc Arabové byli zřejmě objevitelé prvních kryptoanalytických metod.

O evropské kryptografii se poprvé dočítáme až roku 1379 v kompilačním díle Gabriela de Lavinde. Kolem roku 1500 vzniklo dílo opata Johannese Trittheima, který doporučoval náhodně vkládat do textů klamače, tedy znaky ztěžující statistický rozbor, jímž lze odhalit jazyk zakódované zprávy. Protože zřejmě prozradil příliš mnoho, byl označen za čarodějníka. Podobně Francois Viete, dešifrující pro francouzského krále Jindřicha IV. Navarrského španělské depeše, byl nařčen ze spojení s ďáblem, protože použité šifrovací kódy byly považovány za nerozluštitelné. V následujících staletích bylo vynalezeno nesčetné množství šifer, většinou alfabetických a číselných.

V 19. stol. rozvoj utajování zpráv vděčí hlavně telegrafu. Tento spoj mohl odposlouchávat prakticky každý a nutil jeho uživatele k promýšlení zabezpečovacích metod. Vymýšlely se proto tajné kódovací klíče známé pouze komunikujícím stranám. Další prudký rozvoj nastal především v období světových válek, např. roku 1918 byl sestrojen slavný šifrovací stroj Enigma německé provenience a za druhé světové války se do dějin vepsal tah Američanů, kteří při vysílání radiových zpráv využili Indiánů z kmene Navajo, kteří jednoduše komunikovali svou mateřštinou. Protože Japonci kódovou řeč neodhalili, Američané ji s úspěchem použili ještě ve válce v Severní Koreji a ve Vietnamu.

Rovněž studená válka byla pro kryptologii úrodným obdobím, a dokonce samotná kryptologie byla jaksi střežena. Asi od 70. let našli své uplatnění nejlepší matematici, jež si tajné služby vyhlížely již během studií. Podstatou šifer se staly rafinované a složité matematické algoritmy využívající vlastností prvočísel, a dokonce jevů popsaných kvantovou fyzikou, v tzv. kvantové kryptografii. Kryptologie pěstovaná v tajných službách se tak dostala daleko dopředu před kryptologii odborné veřejnosti. Je však otázkou, jak daleko, ale to asi provždy zůstane přísně tajné.

Spustit audio
autor: Zuzana Fialová