streda, 11. septembra 2013

Kryptografia - heslo z Encyklopédie z roku 1902

Kryptografia


KRYPTOGRAFIA (z gréc. kruptein, skryť) resp. písať šifrou (z arabského cifr, prázdny, bezvýznamný), nazývaná tiež steganografia, z gréc. stegane, zakrývanie), je umenie písania správy, atď. takým spôsobom, že jej rozumia iba tí, ktorí vlastnia použitý kľúč k znakom. Odhalenie písma sa nazýva dešifrovanie.

Kryptografia sa stala výnimočným umením, Bacon ju klasifikuje (pod názvom šifry) ako časť gramatiky.

Tajné spôsoby komunikácie sa používali už od najstarších čias. Lakadémoniáni, podľa Plutarcha, mali metódu, ktorá sa nazývala tzv. scytale, ktorej názov pochádzal od palice (skutale) používanej pri konštrukcii a dešifrovaní správy. Keď si sparťanskí eforovia želali poslať rozkazy svojim veliteľom do cudziny, šikmo navinuli pás pergamenu na skutale, tak aby sa okraje navzájom dotkli a potom sa naňho napísala správa tak, že stred línie písania bol na rohoch pergamenu. Keď sa zvitok odvinul pozostával z rozhádzaných písmen; a za takýchto podmienok bola poslaná na miesto určenia, generálovi, do ktorého rúk sa dostal, ho dešifroval pomocou skutale s presne takými istými rozmermi ako bol ten použitý eformi. Polybius spomenul aj ďalšie metódy kryptografie.

Toto umenie sa používalo aj medzi Rimanmi. Pri znovu objavení sa listových metód tajnej korešpondencie boli zavedené do súkromného obchodu, diplomacie, spiknutí, atď.; a pretože štúdium tohto umenia vždy predstavovalo pôvaby pre učencov, výsledkom bolo značné množstvo literatúry.

Titulná strana Zväzku č. 6 spisu Polygraphia (vydanie z roku 1518),
 prvej tlačenej knihy o kryptografii.
 Ilustrácia ukazuje jej autora, Johannesa Trithemia,
 opáta zo Sponheimu, oblečeného vo svojom benediktínskom habite a kľačiaceho,
 predstavujúc pri tom kópiu svojej knihy cisárovi svätej ríše rímskej Maximiliánovi.

Ján Trithemius [Johannes Trithemius], opát zo Sponheimu [v dnešnom Nemecku], bol prvým dôležitým spisovateľom píšúcim o kryptografii. Jeho Polygraphia, uverejnená v roku 1500, prešla mnohými vydaniami a položila tak základy na ktorých stavali ďalší spisovatelia. Začalo to na popud želania vojvodu z Bavorska; ale Trithemius najprv nemal v úmysle ju uverejniť, na základe toho, že by to malo škodlivý účinok na verejné záujmy.

Ďalšími dôležitými traktátmi boli spisy Jána Krstiteľa Portu, neapolského matematika, ktorý napísal dielo De furtivis literarum notis, 1563; a  Blaisa de Vigenere, ktorého Traité des chiffres sa objavilo v Paríži v roku 1587.

Lord z Verulamu navrhol dômyselný systém kryptografie na podklade toho, čo sa nazýva dvojitá šifra; ale kým takto prepožičal umeniu slávu svojho veľkého mena, poskytol náznak ako všeobecnú mienku utvorenú z nej a rovnako aj vrstvám ľudí, ktorí ju použili. Preto keď prenasledovaním Earla zo Somersetu vo veci otrávenia Overburyho, naliehal na to ako zhoršenie zločinu, že Earl a Overbury "mali šifry a žargón pre kráľa a kráľovnú a všetkých veľkých mužov -- veci používané len zriedkavo, ale buď vládcami a ich vyslancami a ministrami alebo ako práca a prax prinajlepšom proti vládcom."

Napokon boli s umením spojení aj iní eminentní angličania. John Wilkins, neskôr biskup z Chesteru, publikoval v roku 1641 anonymné pojednanie nazvané Mercury, or The Secret and Swift Messenger, -- malá, ale obsiahla práca o problematike a mimoriadny dar diplomatom a vodcom občianskej vojny. Dešifrovanie mnohých rojalistických listín v tom období, ako napr. listov, ktoré padli do rúk parlamentu v bitke pri Naseby, mal byť Henrym Stubbem povolaný slávny mathematik Dr. John Wallis (Athen. Oxon, iii.1072), ktorého spojenie s problematikou šifrovania je spomínané ním samým vo oxfordskom vydaní jeho matematických prác, v roku 1689, strana 659; rovnako tiež vydané Johnom Davysom. Dr. Wallis inde prehlasuje, že toto umenie, v minulosti niekomu známe len zriedkavo, avšak familiárne počas občianskych nepokojov "takže v súčasnosti je zriedkavo osoba s kvalitami, ktorá by viacmenej s ním nebola oboznámená a preto keďže je príležitosť, využívame ho."

Neskorší spisovatelia píšúci o problematike sú John Falconer (Cryptomenysis Patefacta), 1685; John Davys (An Essay on the Arts of Decyphering: v ktorej je vložený rozbor Dr. Wallisa), 1737; Philip Thicknesse (A Treatise on the Art of Decyphering and of the Writing in Cypher), 1772; William Blair (autor obsiahleho článku "Cipher" v Reesovej Cyclopedii), 1819; a G. von Marten (Cours Diplomatique), 1801 (štvrté vydanie, ktoré sa objavilo v roku 1851).

Pravdepodobne najlepšia moderná práca o tejto tématike je kniha Kryptographik od J. L. Klübera (Tübingen, 1809), ktorý bol vtiahnutý k svojmu skúmaniu osobnou inklináciou a úradnými okolnosťami. V tejto práci sú rozpísané rozličné metódy kryptografie.

Medzi ďalších patria Gustavus Selenus (t.j. Augustus, vojvoda z Brunswicku), 1624; Cospi, preložený Nicerónom v roku 1641; markíz z Worcesteru, 1659; Kircher, 1663; Schott, 1665; Hiller, 1682; Comiers, 1690; Baring, 1737; Conrad, 1739, atď.

Postupy kryptografie sa dajú predviesť na nekonečne mnoho spôsobov. Bacon pokladá nasledovné ako "prednosti", ktoré v nich treba hľadať: -- "že nie sú prácne pri písaní a čítaní; že je ich nemožné dešifrovať; a v niektorých prípadoch sa používajú bez povšimnutia." Tieto princípy sú viac alebo menej nezohľadnené vo všetkých spôsoboch, ktoré boli zdokonalené, vrátane toho, ktorý používal sám Bacon, ktorý bol bezdôvodne vychvaľovaný jeho obdivovateľmi ako "jedna z najdômyselnejších metód písania šifier a najťažšie dešifrovateľná zo všetkých doposiaľ objavených" (Thickeness, s. 13).

Najjednoduchšia a najbežnejšia zo všetkých tých šifier je tá, v ktorej pisateľ volí namiesto vlastných písmen určité ďalšie písmená nachádzajúce sa bezprostredne za nimi. Táto metóda premiestnenia bola použitá Juliom Caesarom. "Per quartam elementorum literam" písal namiesto "a" písmeno "d", namiesto "b", "e" a tak ďalej.

U židovských rabínov existujú príklady takéhoto usporiadania a dokonca aj u svätých spisovateľov. Ich ilustrácia sa vyskytuje v Jeremiášovi (xxv, 26), kde prorok, aby utajil význam jeho predpovede pred všetkými, okrem zasvätených, píše Sheshach namiesto Babel (Babylon), názov mesta; t.j. na miesto použitia druhého a dvanásteho písmena hebrejskej abecedy (b, b, l) z jej začiatku, píše druhé a dvanáste (sh, sh, ch) od konca. Tomuto druhu písania v šifrách Buxtorf dáva názov Atbaš (podľa a, prvého písmena hebrejskej abecedy a th posledného; b ako druhého od začiatku a h druhého od konca). Ďalší židovský kabalizmus podobnej povahy bol nazvaný Albam; ktorého príklad je v Izaiášovi vii, 6, kde namiesto Remaliah je napísané Tabeal.

Pri svojej adaptácii do angličtiny je táto metóda premiestňovania, pre ktorú existujú mnohé modifikácie, porovnateľne ľahšia na dešifrovanie. Hrubý kľúč sa dá odvodiť z preskúmania patričných početností písmen na písmolejcovom hárku  alebo tlačiarenskej "kazete". Prvou vecou lúštiteľa je usporiadať písmená tajnej správy podľa poradia ich frekvencie výskytu. Písmeno, ktoré sa vyskytuje najčastejšie je e; a ďalšie v poradí frekvencie je t. po nich nasledujú tieto skupiny písmen, oddelené návzájom podľa hodnoty zmenšujúceho sa výskytu: -- a, o, n, i; r, s, h; d, l; c, w, u, m; f, y, g, p, b; v, k; x, q, j, z. všetky jednotlivé písmená musia byť a, I alebo O. Písmená vyskytujúce sa spolu sú ee, oo, ff, ll, ss, atď. Najčastejšie sa vyskytujúce slová o dvoch písmenách sú (usporiadané približne v poradí ich frekvencie) of, to, in, it, is, be, he, by, or, as, at, an, so, atď. Najčastejšie sa vyskytujúce trojpísmenné slová sú and (v prevažnej miere), for, are, but, all, not, atď.; a štvorpísmenné -- that, with, from, have, this, they, atď. Oboznámenosť s kompozíciou jazyka bude naznačovať početné iné pomôcky, ktoré sú pre lúštiteľa neoceniteľné.

Môže si tiež zaobstarať ďalšie vodítka z Poeovho príbehu nazvaného The Gold Bug (Zlatý skarabeus). Pre správy v kontinentálnych jazykoch zostavených podľa tohto systému premiestňovania, pravidlá pre dešifrovanie sa môžu odvodiť z Breithauptovho Ars decifratoria, z roku 1737 a ďalších pojednaní.

Bacon poznamenáva, že hoci šifry boli často písmenové a abecedné, tiež môžu byť zostavené pomocou slov. Na tomto základe sa dajú zostaviť kódy, rozdelené slová prevzaté zo slovníkov používané na vyjadrenie úplných myšlienok. V nedávnych rokoch boli takéto kódy prevzaté obchodníkmi a ďalšími pre komunikáciu pomocou telegrafu a mali slúžiť účelu nielen udržiavania utajenia obchodných záležitostí, ale taktiež zníženia prehnanej ceny telegrafných správ mieriacich na vzdialené trhy. Zrejme táto trieda šifry predstavuje pre schopného lúštiteľa väčšie ťažkosti.

Ako písmeno sa tiež používajú čísla a iné znaky; a spolu s nimi boli skombinované intervaly čísel ako predstavitelia slabík, časti slov, samotné slová a úplné frázy. Pod touto hlavičkou by mali byť uvedené aj depeše Giovanniho Michaela, benátskeho ambasádora v Anglicku za vlády kráľovnej Márie - dokumenty, ktoré boli dešifrované iba nedávno.
Kráľ Karol I. z Anglicka (1600-49), 
ktorý napísal mnoho svojich súkromných listov
 a písomností pomocou kryptografických šifier



Mnohé zo súkromných listov a písomností z pera Karola I. a jeho kráľovnej, ktorí boli schopní adepti v používaní šifier, sa dajú popísať rovnako. Jeden z listov tohto monarchu, dokument značných záujmov, pozostávajúci výlučne z účelovo skomplikovaných čísel, bol v roku 1858 dešifrovaný profesorom Wheatstoneom, vynálezcom dômyselného šifrovacieho stroja a článok vyšiel vďaka spoločnosti Philobiblon.

Ďalšie listy podobného charakteru mali byť publikované v prvej správe Royal Commission on Historical Manuscripts v roku 1870. V druhej a následných správach tej istej komisie bolo zapísaných niekoľko kľúčov, ktoré zdá sa odkazujú na tu popísané metódy kryptografie.

V tomto spojení by sa malo zmieniť aj o "charaktériách", ktoré diarista Pepys zostavil, keď pracoval ako úradník pre Sira George Downinga a sekretár earla zo Sandwichu a Admiralitu a ktoré sú často spomínané v jeho denníku. Pepys popísal jeden z nich ako " veľké rozľahlé znaky," nad ktorými strávil mnoho času, ale ktoré boli úplne dokončené dňa 25. apríla 1660; "bolo to" ako hovorí "veľmi pekne spravené a samo o sebe veľmi dobre, ale nebolo to skutočne abecedné."

Tesnopisné značky a iné ľubovoľné znaky mali byť zväčša importované do kryptografických systémov, aby predstavovali písmená ako aj slová, ale tie druhé boli oveľa častejšie. Tento zápis bol údajne poprvýkrát používaný starým rímskym básnikom Enniom. Tvoril základ metódy Cicerovho prepustenca Tiróna, ktorý zdá sa systematizoval práce svojich predchodcov.

Veľké množstvo týchto znakov bolo vyreznaných na Gruterových Inscriptiones. Korešpondencia Karola Veľkého  bola zčasti vytvorená pomocou takéhoto druhu značiek. V Reesovej Cyclopaedii boli predvedené ukážky drevorezby šifry používanej kardinálom Woolseyom na cisárskom dvore vo Viedni v roku 1524, šifry, ktorú používal Sir Thomas Smith v Paríži v roku 1563 a šifry, ktorú používal Sir Edward Stafford v Madride v roku 1586; vo všetkých boli uvedené arbitrárne značky.

Prvý anglický systém tesnopisu -- uverejnený v Brightovom spise Characterie v roku 1588 -- patrí takmer do tej istej kategórie šifier. Obľúbený systém Karola I., používaný ním v roku 1646, bol systémom zostaveným z abecedy o dvadsiatich štyroch písmenách, ktoré boli reprezentované štyrmi jednoduchými ťahmi, majúcich rozličnú dĺžku, sklon a pozíciu. Táto abeceda je znázornená na drevoreze v spise Linear System of Shorthand, ktorého autorom bol Clive v roku 1830, a dá sa nájsť medzi kráľovskými rukopismi v Britskom Múzeu. Záujem viažúci sa k tejto šifre pramení zo skutočnosti, že bola používaná v dobre známom liste kráľa adresovanom earlovi z Glamorganu, v ktorom prvý menovaný ponúkol ústupky rímskym katolíkom v Írsku.

Do šifier boli zavedené komplikácie využitím tzv. "dummy-atrapa" písmen, -- "klamačov a insignifikantov" ako ich označil Bacon. Boli zavedené ďalšie spôsoby ako zmiasť lúštiteľa, ako napríklad vyhláskovanie slov pospiatku, vytváranie falošných medzier medzi slovami, atď. najväčšie zabezpečenie proti lúštiteľovi sa našlo pri použití vypracovaných tabuliek písmen, usporiadaných vo forme multiplikačnej tabuľky, správa sa zostavovala za pomoci meniteľných hesiel, detaily o fungovaní týchto šifier sa dajú nájsť v pojednaniach uvedených v tomto článku. Ich vylúštenie je jednou z najťažších úloh. Metóda  tohto druhu je vysvetlená v životopise Dr. Johna Barwicka, vydanom v latinčine a angličtine, ktorý v korešpondencií s pánom Hyde, narážajúc na schopnosti jeho politických oponentov v lúštení, hovorí, že "nikto sa ich nemusí obávať, ak starostlivo píšete dobrými šiframi." V ďalšom texte upokojuje  obavy svojho korešpondenta ohľadne vylúštenia ich listov.
"Priznávam sa Vám, že som si istý že zo žiadnej z mojich šifier sa nedá získať žiadna kópia pretože si nemyslím, že je pravdepodobné, že by sa mohli dostať k ich pravému významu. Ale bol som sebaistý, až dovtedy kým mi nepoviete, že veríte, že sám diabol nemôže vylúštiť list ktorý je dobre zašifrovaný, alebo zistí, že 100 znamená Sir H. Vane. Dopočul som sa o mnohých ašpirantov na túto schopnosť a hovoril som s niektorými z nich, ale zistil som, že všetci sú to šarlatáni; ani som sa ešte nedopočul o tom, že viacero listov kráľa, ktoré boli nájdené v Naseby, než tie, ktoré našli dešifrované alebo našli šifry podľa ktorých boli napísané, boli dešifrované. A veľmi dobre si spomínam, že vo zväzku, ktorý publikovali, sa nachádzala väčšina v šifrách, ktoré sa nedali prečítať a o ktorých verím, že by ich vysvetlili, ak by to bolo v ich moci."
Vynikajúca modifikácia princípu hesla bola zostavená neskorším admirálom Sir Francisom Beaufortom; prednedávnom bola uverejnená s ohľadom na jej využitie pri posielaní telegramov, korešpondenčných listkov a pohľadníc.

Šifry sa zostavovali aj na základe princípu menenia miest písmen bez zmenych ich významu. Správa sa najprv zapísala na spôsob čínštiny, zhora nadol a písmeno sa následne usporiadalo podľa riadkov z ľava do prava. V slávnej šifre používanej Earlom z Argyly, keď konšpiroval proti Jakubovi III., menil polohy slov. Bola zostavená veta bez významu, ale skutočný význam správy sa dal zozbierať zo slov umiestnených v určitých intervaloch. Táto metóda, ktorá je spojená s menom Cardano, je niekedy nazývaná ako mrežová alebo kartónová šifra.

Šifrovací disk, ktorý je talianským vynálezom, povrázková šifra, kruhová a mnohé iné sú úplne vysvetlené spolu s potrebnými diagramami vo vyššie uvedenej literatúre -- obzvlášť Klüber vo svojom pojednaní Kryptographik. (J. E. B)

Vyššie uvedený článok bol napísaný J. Eglintonom Baileym, autorom kníh John Dee and the Steganographia of Trithemius a Life of Thomas Fuller.

Pôvodný článok v encyklopédii z roku 1902: Cryptography

Žiadne komentáre:

Zverejnenie komentára