رمزنگاری از ابتدا تا اکنون

نگاهی به تاریخچه رمزنگاری در تاریخ بشر

رمزنگاری به تمرین و مطالعه پنهان کردن/کدگذاری اطلاعات اشاره دارد، به منظور اطمینان حاصل کردن از این‌‍که تنها فرد مورد نظر قادر به دسترسی به آن اطلاعات باشد و جلوگیری از خواندن پیام‌های خصوصی توسط افراد ثالث. فرایند توسعه رمزنگاری تقریباً از سه مرحله عبور کرده است: رمزنگاری کلاسیک، رمزنگاری مدرن و رمزنگاری معاصر.

 

 

در عصر رمزنگاری کلاسیک، اصلی‌ترین روش برای پنهان کردن اطلاعات به محرمانه بودن الگوریتم‌ها بستگی داشت. در دوران یونان باستان، رهبران قبایل اطلاعات را بر روی پوست سر بردگان می‌نوشتند و آن را با استفاده از موهای خود پنهان می‌کردند تا امنیت انتقال اطلاعات بین قبایل را تضمین کنند.

 

این عمل به عنوان سرنگاری شناخته می‌شد و توسط چندین قبیله مختلف، از جمله سکاها، تراکی‌ها و ایلیری‌ها استفاده می‌شد. این یک فرآیند پیچیده و زمان‌بر بود، اما هم‌چنین یک روش بسیار موثر برای پنهان کردن اطلاعات بود.

برای شروع، رهبر قبیله یک برده با موهای ضخیم را انتخاب می‌کرد. سپس موهای برده تراشیده می‌شد و پوست سر او با مخلوطی از خاکستر و روغن پاک می‌شد. این کار باعث می‌شد پوست سر بیشتر به جوهر واکنش نشان دهد. سپس رهبر قبیله از یک قلم نوک‌تیز برای نوشتن پیام روی پوست سر برده استفاده می‌کرد. جوهر از مخلوطی از دوده، آب و صمغ عربی ساخته می‌شد. آن را با قلم نوک‌تیز روی پوست سر می نوشتند و اجازه می‌دادند کاملاً خشک شود. هنگامی که جوهر خشک شد، موهای برده رشد می‌کرد. پیام زیر موها پنهان می‌شد و برای چشم غیرمسلح نامرئی بود.

 

سرنگاری برای طیف وسیعی از اهداف استفاده می‌شد، از جمله:

• ارسال پیام‌های مخفی به سایر رهبران قبیله
•  ثبت وقایع مهم، مانند پیروزی‌های جنگی
• حفظ تاریخ و فرهنگ قبیله‌ای

 

برخی بر این باورند که سرنگاری برای اولین بار در عصر برنز (3000-1200 قبل از میلاد) استفاده شد. این روش در دوران یونان (800-323 قبل از میلاد) نیز ادامه یافت و حتی ممکن است در دوران رومی (27 قبل از میلاد-476 پس از میلاد) نیز استفاده شده باشد.

چند نمونه از سرنگاری وجود دارد که توسط باستان‌شناسان کشف شده است. یک نمونه جمجمه برده سکایی است که در کریمه پیدا شد. این جمجمه به قرن چهارم قبل از میلاد بازمی‌گردد و روی آن پیامی به زبان سکایی نوشته شده است.

نمونه دیگر جمجمه برده تراکی است که در بلغارستان پیدا شد. این جمجمه به قرن سوم قبل از میلاد بازمی‌گردد و روی آن پیامی به زبان تراکی نوشته شده است.

 

سرنگاری نمونه‌ای جالب از نحوه استفاده تمدن‌های اولیه از فن‌آوری برای ارتباط و حفظ فرهنگ خود است. این یادآوری است که حتی تمدن‌های باستانی‌ترین نیز روش‌های پیچیده‌ای برای ارتباط و به اشتراک گذاشتن اطلاعات داشتند.

مهم است که توجه داشته باشید که سرنگاری برای بردگانی که مجبور به انجام آن بودند، عملی خطرناک بود. فرآیند نوشتن روی پوست سر دردناک بود و خطر عفونت وجود داشت. علاوه بر این، بردگان اغلب مجبور بودند مسافت‌های طولانی را با پیام پنهان شده روی پوست سر خود سفر کنند که آن‌ها را در معرض خطر دستگیری یا مرگ قرار می‌داد.

 

با وجود خطرات، سرنگاری روشی موثر برای ارسال و دریافت پیام‌های مخفی بود. هم‌چنین راهی برای رهبران قبیله برای حفظ تاریخ و فرهنگ خود بود.

---

 

رمزنگاری، به معنای محافظت از اطلاعات از دسترسی، استفاده، افشای غیرمجاز، اختلال، تغییر یا تخریب است. این یک هنر و علم باستانی است که قدمت استفاده شناخته شده اولیه آن به مصریان و بابلیان در حدود 2000 قبل از میلاد باز می‌گردد.

 

 

یکی از اولین دستگاه‌های رمزنگاری شناخته شده، اسکیتیله است که توسط اسپارتی‌ها در قرن پنجم قبل از میلاد استفاده می‌شد. اسکیتیله یک استوانه چوبی بود که یک نوار پوستی به دور آن پیچیده می‌شد. پیام روی پوست به صورت مارپیچ نوشته می‌شد و سپس پوست از استوانه جدا می‌شد و به گیرنده ارسال می‌شد. برای خواندن پیام، گیرنده باید پوست را به دور یک استوانه یکسان می‌پیچید.

 

 

گایوس ژولیوس سزار، ژنرال و سیاستمدار معروف رومی، در دوران روم باستان رمز سزار را اختراع کرد. رمز سزار نوعی ساده اما موثر از رمزنگاری است که با جابه‌جایی هر حرف از الفبا به تعداد معینی به سمت راست کار می‌کند. این کار پیام را برای هر کسی که مقدار جابه‌جایی یا کلید را نمی‌داند، غیرقابل خواندن می‌کند.

 

سزار از رمز سزار برای محافظت از ارتباطات خود در طول نبردهای نظامی استفاده می‌کرد. او از رمز برای ارسال پیام‌های مخفی به ژنرال‌ها و فرماندهان خود استفاده می‌کرد و آن‌ها از همان رمز برای ارسال پاسخ‌های خود به او استفاده می‌کردند. این امر به اطمینان از این‌که دشمن نمی‌تواند پیام‌های او را رهگیری و بخواند، کمک کرد.

 

 

رمز سزار هنوز امروز برای وظایف رمزگذاری ساده استفاده می‌شود. این امر آسان است و می‌تواند بسیار موثر در برابر مهاجمان غیر پیچیده باشد. با این حال، رمز سزار در برابر تکنیک‌های رمزگشایی مدرن چندان ایمن نیست و نباید برای ارتباطات حساس استفاده شود.

 

در این‌جا مثالی از نحوه عملکرد رمز سزار آورده شده است:

• Plaintext: “ATTACK AT DAWN” متن ساده: “حمله در سپیده دم”
• مقدار جابه‌جایی: 3
• Ciphertext: “DWWDFN DW GHDG”

 

برای رمزگذاری پیام، هر حرف از متن ساده را 3 جای به سمت راست جابه‌جا می‌کنیم. این به ما متن رمزگذاری شده “DWWDFN DW GHDG” را می‌دهد. برای رمزگشایی پیام، به سادگی هر حرف از متن رمزگذاری شده را 3 جای به سمت چپ جابه‌جا می‌کنیم. این به ما پیام متن ساده اصلی “حمله در سپیده دم” را می‌دهد.

 

رمز سزار راهی ساده اما موثر برای مخفی کردن اطلاعات است. این توسط ژولیوس سزار برای محافظت از ارتباطات خود در طول نبردهای نظامی استفاده می‌شد و هنوز امروز برای وظایف رمزگذاری ساده استفاده می‌شود.

 

 

رمز سزار در برابر مهاجمانی که مقدار جابه‌جایی را نمی‌دانند، بسیار موثر است. با این حال، اگر مهاجم مقدار جابه‌جایی را حدس بزند، می‌تواند پیام رمزگذاری شده را رمزگشایی کند.

علیرغم محدودیت‌های خود، رمز سزار هنوز یک ابزار رمزگذاری ساده و موثر است. این امر برای وظایف رمزگذاری ساده، مانند ارسال پیام‌های مخفی به دوستان یا خانواده، مفید است.

 

---

 

در دوران سلسله‌های شانگ و ژو، جیانگ زیا “یین فؤ” را اختراع کرد که اطلاعات مختلف میدان نبرد را از طریق طول چوب ماهیگیری نشان می‌داد.

 

 

جیانگ زیا، که با نام جیانگ تایگونگ نیز شناخته می‌شود، یک استراتژیست نظامی و سیاستمدار افسانه‌ای در چین در دوران سلسله‌های شانگ و ژو بود. او به اختراع “یین فؤ” (یین فؤ)، یک کد نظامی که از طول چوب ماهیگیری برای نشان دادن اطلاعات مختلف میدان نبرد استفاده می‌کرد، شهرت دارد.

 

یین فؤ مجموعه‌ای از 36 نماد است که هر کدام به یک قطعه اطلاعات میدان نبرد، مانند تعداد نیروها، نوع زمین یا تشکیل دشمن، مربوط می‌شود. جیانگ زیا می‌توانست از طول چوب ماهیگیری خود برای ارتباط این نمادها با فرماندهان خود استفاده کند که سپس دستورات او را اجرا می‌کردند.

 

یین فؤ راهی بسیار موثر برای ارتباط سریع و مخفیانه اطلاعات نظامی بود. هم‌چنین بسیار دشوار بود که دشمن آن را رمزگشایی کند. این به جیانگ زیا برتری قابل توجهی در نبرد داد.

در این‌جا مثالی از نحوه استفاده از یین فؤ در نبرد آورده شده است:

• جیانگ زیا روی تپه‌ای ایستاده بود و میدان نبرد را زیر نظر داشت.
• او چوب ماهیگیری خود را بلند می‌کرد و به فرماندهان خود علامت می‌داد.
• فرماندهان طول چوب ماهیگیری جیانگ زیا را مشاهده می‌کردند و نماد مربوطه را تعیین می‌کردند.
• سپس فرماندهان دستورات جیانگ زیا را اجرا می‌کردند.

 

یین فؤ کدی بسیار مخفی بود که فقط جیانگ زیا و فرماندهان مورد اعتمادترین او از آن اطلاع داشتند. گفته می‌شود که جیانگ زیا هرگز کد را ننوشت، بلکه آن را به صورت شفاهی به جانشینان خود منتقل کرد.

یین فؤ نمونه‌ای جالب از نحوه استفاده رهبران نظامی چین باستان از فن‌آوری و نوآوری برای کسب برتری در نبرد است. این گواهی بر نبوغ و خلاقیت جیانگ زیا به عنوان یک استراتژیست نظامی است.

 

اهمیت یین فؤ

 

یین فؤ به دلایل متعددی مهم است. اول، این یکی از قدیمی‌ترین نمونه‌های شناخته شده از یک کد نظامی است. دوم، این یک راه بسیار موثر برای ارتباط سریع و مخفیانه اطلاعات نظامی است. سوم، این گواهی بر نبوغ و خلاقیت جیانگ زیا به عنوان یک استراتژیست نظامی است.

یین فؤ هم‌چنین از نظر نمادین اهمیت دارد. چوب ماهیگیری نماد سنتی چینی خرد و استراتژی است. استفاده جیانگ زیا از چوب ماهیگیری برای نشان دادن اطلاعات مختلف میدان نبرد نشان می‌دهد که او رهبر خردمند و استراتژیکی بود.

 

یین فؤ یادآوری این است که حتی تمدن‌های باستانی‌ترین نیز روش‌های پیچیده‌ای برای ارتباط و به اشتراک‌گذاری اطلاعات داشتند. این هم‌چنین یادآوری این است که نوآوری برای موفقیت در نبرد ضروری است.

---

 

چی جیگوانگ، ژنرال دوران سلسله مینگ، در قرن شانزدهم فنگ کیه را اختراع کرد. این یک روش سنتی برای نشان دادن تلفظ یک کاراکتر چینی با استفاده از دو کاراکتر چینی دیگر برای رمزگذاری اطلاعات است.

فنگ کیه با تجزیه یک کاراکتر چینی به دو قسمت کار می‌کند: صدای اولیه (声母) و صدای نهایی (韵母). صدای اولیه صدای صامت در ابتدای کاراکتر است و صدای نهایی صدای مصوت و هر صامتی که دنبال می‌شود.

 

برای رمزگذاری یک کاراکتر چینی با استفاده از فنگ کیه، از دو کاراکتر چینی دیگر استفاده می‌کنید، یکی برای نشان دادن صدای اولیه و یکی برای نشان دادن صدای نهایی. کاراکتر صدای اولیه اول نوشته می‌شود، به دنبال کاراکتر صدای نهایی.

 

 

برای مثال، کاراکتر چینی “中” (zhōng) دارای صدای اولیه “zh” و صدای نهایی “ōng” است. برای رمزگذاری این کاراکتر با استفاده از فنگ کیه، از کاراکترهای “知” (zhī) و “東” (dōng) استفاده می‌کنید.

فنگ کیه در دوران سلسله مینگ راهی بسیار موثر برای رمزگذاری اطلاعات بود. این کار برای دشمن دشوار بود که آن را رمزگشایی کند، و هم‌چنین نسبتاً آسان بود که یاد بگیرند و از آن استفاده کنند.

 

در این‌جا مثالی از نحوه استفاده از فنگ کیه در دوران سلسله مینگ آورده شده است:

• چی جیگوانگ پیامی را در فنگ کیه می‌نوشت و آن را به فرماندهان خود می‌فرستاد.
• فرماندهان از یک فرهنگ لغت برای رمزگشایی پیام استفاده می‌کردند.
• سپس فرماندهان دستورات چی جیگوانگ را اجرا می‌کردند.

فنگ کیه هم‌چنین برای رمزگذاری نقشه‌های نظامی و سایر اسناد حساس استفاده می‌شد. این ابزار مهمی برای ارتش سلسله مینگ بود و به آن‌ها کمک کرد تا در برابر دشمنان خود بسیاری از پیروزی‌ها را به دست آورند.

 

اهمیت کد فنگ کیه

کد فنگ کیه به دلایل متعددی مهم است. اول، این یکی از قدیمی‌ترین نمونه‌های شناخته شده از یک کد رمزنگاری چینی است. دوم، این یک راه بسیار موثر برای رمزگذاری اطلاعات در دوران سلسله مینگ بود. سوم، نسبتاً آسان بود که یاد بگیرند و از آن استفاده کنند.

کد فنگ کیه هم‌چنین از نظر فرهنگی اهمیت دارد. این یادآور نبوغ و خلاقیت مردم چین باستان است. همچنین یادآور اهمیت رمزنگاری در تاریخ نظامی است.

 

کد فنگ کیه نمونه‌ای جالب از نحوه استفاده رهبران نظامی چین باستان از فن‌آوری و نوآوری برای کسب برتری در نبرد است. این گواهی بر نبوغ و خلاقیت چی جیگوانگ به عنوان یک استراتژیست نظامی است.

فنگ کیه از یک سیستم 20 صدای اولیه و 6 صدای نهایی استفاده می‌کرد. این کاراکترها به گونه‌ای انتخاب شده بودند که تلفظ آن‌ها به راحتی قابل تشخیص باشد. فنگ کیه تا قرن نوزدهم در چین استفاده می‌شد. سپس توسط سیستم‌های رمزنگاری مدرن جایگزین شد.

 

با این حال، فنگ کیه هنوز هم در برخی از زمینه‌های سنتی، مانند آموزش زبان چینی، استفاده می‌شود.

---

 

رمزنگاری در طول قرون وسطی و رنسانس نیز ادامه یافت. در قرن شانزدهم، ریاضیدان ایتالیایی جووانی باتیستا بلاسو، رمز چندالفبایی را اختراع کرد که نوعی رمز است که از چندین الفبا برای رمزگذاری پیام استفاده می‌کند. این نوع رمز بسیار دشوارتر از رمزهای قبلی بود و توسط دولت‌ها و ارتش‌ها قرن‌ها استفاده می‌شد.

 

---

 

رمزنگاری مدرن به فن‌آوری رمزنگاری اشاره دارد که در طول دوره جنگ جهانی اول و دوم تا سال ۱۹۷۶ ظهور کرد. این فن‌آوری‌ها اغلب توسط ماشین‌های رمزنگاری مانند ماشین انیگما، که توسط آرتور شربیوس در سال ۱۹۱۹ طراحی شد، استفاده می‌کردند. این سیستم‌ها ترکیبی از قابلیت‌های مکانیکی و الکترونیکی بودند و در آن زمان، فن‌آوری ارتباط امن آلمان را در جبهه جنگ به کار می‌بردند.

 

 

ماشین انیگما یک دستگاه رمزنگاری الکترومکانیکی پیچیده بود که در طول جنگ جهانی دوم برجسته شد و عمدتاً توسط ارتش آلمان برای ارتباط امن استفاده می شد. طراحی پیچیده آن و توانایی تولید تعداد زیادی از رمزگذاری های احتمالی، آن را ابزاری قدرتمند برای محافظت از اطلاعات حساس کرد.

 

 

آرتور شربسی، مهندس و کارآفرین آلمانی، در اوایل دهه 1900 ماشین انیگما را اختراع کرد. در ابتدا، او قصد داشت دستگاه ارتباطی امنی برای اهداف تجاری ایجاد کند، اما پتانسیل آن برای کاربردهای نظامی در طول جنگ جهانی اول آشکار شد.

 

در سال 1918، شربسی و شرکت او، شربسی و ریتر، برای ماشین انیگما حق ثبت اختراع دریافت کردند. اولین مدل های تجاری موجود در اوایل دهه 1920 ظاهر شد و توجه سازمان های مختلف از جمله ارتش آلمان را به خود جلب کرد.

 

فرآیند رمزگذاری ماشین انیگما شامل تعامل پیچیده ای از روتور، تخته وصل و مدار الکتریکی بود. هنگامی که پیامی تایپ می شد، از این اجزا عبور می کرد و هر حرف را به حرف دیگری تبدیل می کرد.

روتورها، قلب ماشین انیگما، دیسک‌های قابل تعویض با الگوهای سیم‌کشی مختلف بودند. این دستگاه معمولاً از سه یا چهار روتور استفاده می‌کرد، که هر کدام دارای یک ترتیب سیم کشی متفاوت بودند.

تخته وصل پیچیدگی بیشتری را با اجازه دادن به کاربر برای تعویض اتصال بین جفت حروف معرفی کرد. این یک لایه رمزگذاری دیگر اضافه کرد و پیام ها را حتی دشوارتر برای رمزگشایی کرد.

 

 

ماشین انیگما نقشی اساسی در جنگ جهانی دوم ایفا کرد، به ویژه در مراحل اولیه زمانی که ارتباطات نظامی آلمان نسبتاً ایمن بود. با این حال، پیشرفت های رمزگشایی، به ویژه توسعه ماشین تورینگ توسط آلن تورینگ و تیم او در بلتشلی پارک، به تدریج نفوذپذیری انیگما را از بین برد.

 

 

با وجود شکستن کد انیگما در نهایت، تأثیر ماشین بر جنگ قابل توجه بود. این به ارتش آلمان امکان داد تا اطلاعات حساس را با اطمینان بالایی مبادله کند، عملیات هماهنگ را تسهیل کند و تلاش های اطلاعاتی متفقین را مختل کند.

 

میراث ماشین انیگما فراتر از کاربردهای جنگی آن است. این پیشرفت های قابل توجهی در رمزنگاری و رمزگشایی ایجاد کرد و پایه و اساس تکنیک های رمزگذاری مدرن را بنا نهاد. تأثیر آن در زمینه های مختلف، از پروتکل های ارتباطی امن گرفته تا اقدامات امنیتی دیجیتال، مشهود است.

 

ماشین انیگما آرتور شربسی گواهی بر نبوغ انسان و کاربردهای آن در هر دو زمینه سازنده و مخرب است. در حالی که نقش آن در جنگ جهانی دوم پتانسیل فن‌آوری را برای درگیری برجسته می کند، هم‌چنین اهمیت رمزنگاری را در محافظت از اطلاعات حساس و اطمینان از ارتباط امن در دنیای مدرن برجسته می کند.

 

برای اطلاعات بیشتر به موزه ماشین انیگما می‌توانید مراجعه کنید: enigma museum

---

 

در سال 1883، Kerckhoffs پیشنهاد کرد که امنیت یک سیستم رمزنگاری نباید به الگوریتم‌های تغییرناپذیری بستگی داشته باشد که به راحتی قابل تغییر نیستند، بلکه به کلیدهایی بستگی دارد که می‌توانند در هر زمان تغییر کنند.

 

 

آگوست کرکوفس یک رمزنگار هلندی بود که در قرن نوزدهم زندگی می کرد. او بیشتر به خاطر شش اصل رمزنگاری خود شناخته می‌شود که هنوز هم امروز نیز معتبر تلقی می‌شوند. یکی از این اصول این است که امنیت یک سیستم رمزنگاری نباید به رازداری الگوریتم بستگی داشته باشد.

 

کرکوفس استدلال کرد که اگر الگوریتم مخفی باشد، یک مهاجم می‌تواند به سادگی آن را مهندسی معکوس کند. این کار به ویژه اگر الگوریتم تغییر آن آسان نباشد، سهل است. هنگامی که یک مهاجم الگوریتم را می داند، می تواند هر پیامی را که با آن الگوریتم رمزگذاری شده است، رمزگشایی کند.

 

در عوض، کرکوفس استدلال کرد که امنیت یک سیستم رمزنگاری باید به رازداری کلید بستگی داشته باشد. کلید قطعه اطلاعاتی است که برای رمزگذاری و رمزگشایی پیام ها استفاده می‌شود. اگر کلید مخفی نگه داشته شود، یک مهاجم نمی تواند پیام ها را رمزگشایی کند حتی اگر الگوریتم را بداند.

 

این اصل هنوز هم امروز نیز معتبر تلقی می‌شود. همه سیستم‌های رمزنگاری مدرن بر رازداری کلید استوار هستند. الگوریتم معمولاً دانش عمومی است. این امکان را برای افراد فراهم می کند تا الگوریتم را بررسی کنند و مطمئن شوند که ایمن است. هم‌چنین باعث می‌شود پیاده‌سازی الگوریتم در سیستم‌های مختلف آسان‌تر شود.

 

مزایای قرار دادن الگوریتم در دانش عمومی شامل موارد زیر می‌باشد:

– اجازه می دهد تا بررسی همتا انجام شود: اگر الگوریتم در دانش عمومی باشد، هر کس می تواند آن را بررسی کند و مطمئن شود که ایمن است. این می تواند به شناسایی هر گونه ضعف در الگوریتم که می تواند توسط مهاجمان مورد بهره برداری قرار گیرد، کمک کند.

– پیاده‌سازی الگوریتم را در سیستم‌های مختلف آسان‌تر می‌کند: اگر الگوریتم در دانش عمومی باشد، هر کس می تواند آن را در سیستم خود پیاده سازی کند. این می‌تواند به ترویج استفاده از رمزنگاری قوی کمک کند.

– می‌تواند به ایجاد اعتماد در الگوریتم کمک کند: اگر الگوریتم در دانش عمومی باشد، مردم می توانند با اطمینان بیشتری مطمئن شوند که ایمن است. این می تواند برای برنامه هایی که امنیت برای آن‌ها حیاتی است، مانند بانکداری آنلاین یا تجارت الکترونیک، مهم باشد.

 

البته، برخی از مضرات بالقوه نیز برای قرار دادن الگوریتم در دانش عمومی وجود دارد. به عنوان مثال، می تواند به مهاجمان در توسعه حملات علیه الگوریتم آسان تر کند. با این حال، مزایای قرار دادن الگوریتم در دانش عمومی به طور کلی بر معایب آن می چرخد.

 

در نتیجه، اصل آگوست کرکوفس مبنی بر این‌که امنیت یک سیستم رمزنگاری نباید به رازداری الگوریتم بستگی داشته باشد، هنوز هم امروز نیز معتبر تلقی می‌شود. این اصل به رمزنگاری ایمن تر و گسترده تر کمک کرده است.

 

اصل کرکوفس یک اصل اساسی در رمزنگاری مدرن است. این اصل به این دلیل مهم است که الگوریتم‌های رمزنگاری می‌توانند پیچیده باشند و توسعه آن‌ها دشوار است. با قرار دادن الگوریتم در دانش عمومی، می‌توان آن را به طور گسترده تر بررسی و بهبود بخشید. این هم‌چنین می‌تواند به کاهش خطرات امنیتی ناشی از الگوریتم‌های مخفی کمک کند.

 

اصل کرکوفس هم‌چنین به این دلیل مهم است که کلیدهای رمزنگاری را به منبع اصلی امنیت تبدیل می کند. کلیدها معمولاً کوتاه‌تر از الگوریتم ها هستند و بنابراین حفظ آن‌ها آسان تر است. این امر کلیدها را به اهداف آسان‌تری برای مهاجمان تبدیل می‌کند. با این حال، با قراردادن الگوریتم در دانش عمومی، می توان بر این خطر غلبه کرد.

اصل کرکوفس یک اصل اساسی در رمزنگاری مدرن است که امنیت و قابلیت استفاده را بهبود می بخشد.

 

---

 

در سال 1949، شانون[1] مقاله کلاسیک A Mathematical Theory of Communication را منتشر کرد، که واقعاً رمزنگاری را به یک علم تبدیل کرد.

 

پیش از کار شانون، رمزنگاری تا حد زیادی یک هنر بود، و متخصصان با تکیه بر رازداری و شهود برای طراحی سیستم‌های ارتباطی امن، کار می‌کردند. با این حال، شانون نشان داد که رمزنگاری می‌تواند به روشی علمی‌تر، با اعمال اصول ریاضی برای تجزیه و تحلیل امنیت طرح‌های ارتباطی مختلف، مورد بررسی قرار گیرد.

 

یکی از مشارکت های کلیدی مقاله شانون، توسعه مفهوم آنتروپی بود. آنتروپی معیاری از عدم قطعیت یا تصادفی بودن در یک پیام است. شانون نشان داد که آنتروپی یک پیام می‌تواند برای تعیین حداقل مقدار اطلاعاتی که برای انتقال ایمن آن لازم است، استفاده شود. این اطلاعات اکنون به عنوان محدودیت شانون شناخته می‌شود.

شانون هم‌چنین مفهوم امنیت کامل را معرفی کرد که قوی‌ترین شکل ممکن امنیت برای یک سیستم ارتباطی است. هنگامی یک سیستم دارای امنیت کامل است اگر برای یک مهاجم غیرممکن باشد که یک پیام را بدون دانستن کلید مخفی رمزگشایی کند. شانون نشان داد که امنیت کامل قابل دستیابی است اگر کلید حداقل به اندازه پیام باشد.

کار شانون در زمینه رمزنگاری تأثیر عمیقی بر توسعه این حوزه داشت. این یک پایه علمی دقیق برای رمزنگاری فراهم کرد و منجر به توسعه بسیاری از الگوریتم های رمزنگاری جدید و امن‌تر شد. کار شانون هنوز هم برای هرکسی که می خواهد پایه های رمزنگاری مدرن را درک کند، خواندن ضروری محسوب می‌شود.

 

کار شانون تأثیر ماندگاری بر حوزه رمزنگاری داشته است و هم‌چنان یک منبع مهم الهام بخش برای تحقیقات جدید است. کار شانون در رمزنگاری انقلابی بود. او رمزنگاری را از یک هنر رازآلود به یک علم تبدیل کرد. قبل از شانون، رمزنگاری بر اساس شهود و رازداری بود. شانون نشان داد که رمزنگاری را می توان با استفاده از اصول ریاضی به طور علمی بررسی کرد.

 

یکی از مهم‌ترین مشارکت‌های شانون مفهوم آنتروپی بود. آنتروپی معیاری از عدم قطعیت یا تصادفی بودن در یک پیام است. شانون نشان داد که آنتروپی یک پیام می‌تواند برای تعیین حداقل مقدار اطلاعاتی که برای انتقال ایمن آن لازم است، استفاده شود. این اطلاعات اکنون به عنوان محدودیت شانون شناخته می شود.

 

یکی دیگر از مشارکت های مهم شانون مفهوم امنیت کامل بود. امنیت کامل قوی ترین شکل ممکن امنیت برای یک سیستم ارتباطی است. یک سیستم گفته می شود دارای امنیت کامل است اگر برای یک مهاجم غیرممکن باشد که یک پیام را بدون دانستن کلید مخفی رمزگشایی کند. شانون نشان داد که امنیت کامل قابل دستیابی است اگر کلید حداقل به اندازه پیام باشد.

کار شانون تأثیر عمیقی بر توسعه رمزنگاری مدرن داشته است. این منجر به توسعه بسیاری از الگوریتم های رمزنگاری جدید و امن تر شده است. کار شانون هنوز هم برای هرکسی که می خواهد پایه های رمزنگاری مدرن را درک کند، خواندن ضروری محسوب می شود.

 

---

 

در سال 1976، دیفی و هلمن[2] برای اولین بار مفهوم رمزنگاری کلید عمومی را در «جهت‌های جدید در رمزنگاری» پیشنهاد کردند. که راهنمایی جدیدی برای توسعه بعدی رمزنگاری ارائه کرد و وارد مرحله رمزنگاری مدرن شد.

 

تغییر پارادایم در رمزنگاری:

پیش از کار پیشگامانه دیفی و هلمن، رمزنگاری حول مفهوم رمزنگاری متقارن می‌چرخید، جایی که از همان کلید برای رمزگذاری و رمزگشایی استفاده می شد. این رویکرد اگرچه موثر بود، اما یک اشکال قابل توجه داشت: توزیع امن کلید مشترک یک کار چالش برانگیز و اغلب غیرعملی بود.

 

در مقاله اصلی خود، دیفی و هلمن مفهوم انقلابی را پیشنهاد کردند که چشم انداز رمزنگاری را متحول کرد: رمزنگاری کلید عمومی. این رویکرد نوآورانه مفهوم جفت کلید را معرفی کرد که از یک کلید عمومی و یک کلید خصوصی تشکیل شده است. کلید عمومی را می‌توان آزادانه با هرکسی به اشتراک گذاشت، در حالی که کلید خصوصی باید مخفی نگه داشته شود.

 

جوهر رمزنگاری کلید عمومی:

جوهر رمزنگاری کلید عمومی در رابطه ریاضی بین کلید عمومی و کلید خصوصی نهفته است. این رابطه امکان ارتباط ایمن را حتی زمانی که کلید مخفی مستقیماً بین فرستنده و گیرنده به اشتراک گذاشته نمی شود، فراهم می کند.

 

برای توضیح، فرض کنید فروغ و ابراهیم دو فردی هستند که می‌خواهند پیام‌های امنی با یکدیگر مبادله کنند. فروغ می‌تواند از کلید عمومی باب برای رمزگذاری پیام استفاده کند، که تضمین می‌کند فقط ابراهیم، با کلید خصوصی مربوطه، می‌تواند آن را رمزگشایی کند. این نیاز به کلید مشترک را برطرف می کند و مشکل توزیع کلید را که رمزنگاری متقارن سنتی را آزار می دهد، برطرف می کند.

 

 

تاثیر بر رمزنگاری مدرن:

معرفی رمزنگاری کلید عمومی نقطه عطفی مهم در تکامل رمزنگاری بود. این راه را برای تعداد زیادی از برنامه ها و پروتکل هایی که زیربنای ارتباطات امن مدرن هستند، هموار کرد، از جمله:

• امضای دیجیتال: رمزنگاری کلید عمومی امکان ایجاد امضای دیجیتال را فراهم می‌کند که راهی برای تأیید اصالت و یکپارچگی پیام‌های دیجیتال ارائه می‌دهد.
• پروتکل های ارتباطی امن: رمزنگاری کلید عمومی اساس پروتکل های ارتباطی امن مانند TLS/SSL است که ترافیک اینترنت را از ضبط و دستکاری غیرمجاز محافظت می کند.
• تبادل کلید امن: رمزنگاری کلید عمومی تسهیل تبادل ایمن کلیدهای مخفی را فراهم می‌کند که سپس می‌توان از آن‌ها برای رمزگذاری مقادیر زیادی داده استفاده کرد.

 

مفهوم رمزنگاری کلید عمومی که توسط دیفی و هلمن در سال 1976 پیشنهاد شد، زمینه رمزنگاری را متحول کرد و پایه و اساس ارتباطات امن مدرن را بنا نهاد. تأثیر آن در جنبه های مختلف زندگی دیجیتال ما مشهود است، از معاملات آنلاین امن گرفته تا ارتباطات ایمیل محرمانه. رمزنگاری کلید عمومی همچنان نقش مهمی در محافظت از اطلاعات حساس و اطمینان از تبادل ایمن داده ها در دنیای دیجیتال در حال تکامل ایفا می کند.

 

رمزنگاری کلید عمومی دارای چندین مزیت نسبت به رمزنگاری متقارن است که از یک کلید برای رمزگذاری و رمزگشایی استفاده می‌کند. یکی از مزایای اصلی این است که کلید عمومی را می‌توان به طور آزادانه به اشتراک گذاشت، که توزیع کلید را آسان‌تر می‌کند.

مزیت دیگر این است که رمزنگاری کلید عمومی ایمن‌تر از رمزنگاری متقارن است. این به این دلیل است که کلید عمومی به تنهایی برای رمزگشایی پیام کافی نیست. برای رمزگشایی پیام، گیرنده باید کلید خصوصی را نیز داشته باشد.

 

رمزنگاری کلید عمومی در بسیاری از کاربردهای مختلف استفاده می شود، از جمله:

• ایمیل امن
• وب سایت های ایمن
• امضای دیجیتال
• انتقال پول

رمزنگاری کلید عمومی یک فن‌آوری مهم است که برای محافظت از اطلاعات حساس در دنیای دیجیتال مدرن استفاده می‌شود.

 

از زمان جنگ جهانی دوم، رمزنگاری به سرعت توسعه یافته است. در دهه 1970، رمزنگاری کلید عمومی اختراع شد. رمزنگاری کلید عمومی نوعی رمزنگاری است که از دو کلید مختلف برای رمزگذاری و رمزگشایی پیام استفاده می‌کند. یک کلید عمومی است و دیگری خصوصی. کلید عمومی می‌تواند برای رمزگذاری پیام استفاده شود، اما فقط کلید خصوصی می‌تواند برای رمزگشایی آن استفاده شود. این نوع رمزنگاری در بسیاری از کاربردهای امنیتی مدرن، مانند HTTPS و SSH استفاده می‌شود.

 

امروزه، رمزنگاری بخش ضروری زندگی مدرن است. برای محافظت از معاملات آنلاین، ارتباطات و داده‌های ما استفاده می‌شود. رمزنگاری توسط مشاغل، دولت‌ها و افراد در سراسر جهان استفاده می‌شود.

 

 

رمزگذاری، علمی است که به بررسی روش‌ها و الگوریتم‌هایی می‌پردازد که در ارتباطات محرمانه در محیط‌های ناامن استفاده می‌شود. واژه “رمزنگاری” از کلمات یونانی “Kryptós” (پنهان، راز) و “Gráphein” (نوشتن) مشتق می‌شود. رمزنگاری شامل طراحی الگوریتم‌های رمزنگاری متقارن مانند AES و SM4 و الگوریتم‌های رمزنگاری نامتقارن مانند RSA و SM2 می‌شود.

 

استفاده از فن‌آوری رمزنگاری در زندگی روزمره ما در حال حاضر بسیار رایج است. در نتیجه، داشتن دانش اولیه درباره رمزنگاری نه تنها می‌تواند دایره دانش فرد را گسترش دهد، بلکه به ما کمک می‌کند اطلاعات شخصی خود را بهتر محافظت کنیم.

 

---

پینوشت:

پادکست شماره 108 صدای مشاور: تاریخچه رمزنگاری

 

[1] شانون سی ای. تئوری ارتباطات سیستم های محرمانه [J]. مجله فنی سیستم بل، 1949، 28 (4): 656-715

 

[2] دیفی دبلیو، هلمن ام. مسیرهای جدید در رمزنگاری [J]. IEEE Transactions on Information Theory, 1976, 22(6): 644-654

 

الف -فهرست فیلم‌هایی که کریپتوگرافی و کدینگ در آن روایت شده است:

1. Hakeri rata (2021 TV Movie)
2. Secrets of War (1998– ) Episode: Rommel’s Enigma (1998)
3. Noir (1996 Video Game)
4. A Beautiful Mind (2001)
5. Better Call Saul (2015–2022) Episode: Axe and Grind (2022)
6. World War II in Colour (2009) Episode: Britain at Bay (2009)
7. The Nine Tailors (1974)
8. The Adventures of Sherlock Holmes (1984–1985) Episode: Die tanzenden Männchen (1984)
9. The Imitation Game (2014)
10. Battle of the Atlantic (2002– )
11. American Experience (1987– ) Episode: The Codebreaker (2021)
12. Miss Fisher’s Murder Mysteries (2012–2015) Episode: The Blood of Juana the Mad (2013)
13. Breakthrough: The Ideas That Changed the World (2019) Episode: The Smartphone (2019)
14. Nova (1974– ) Episode: Einstein’s Quantum Riddle (2019)
15. Zodiac (2007)
16. MacGyver (2016–2021) Episode: Soccer + Desi + Merchant + Titan (2020)
17. Medium (2005–2011) Episode: The Medium Is the Message (2009)
18. The Blacklist (2013–2023) Episode: Wujing (No. 84) (2013)
19. Smoke & Steel – Secrets of the Modern World (2022– ) Episode: A Subterranean Revolution (2022)
20. From Russia with Love (1963)
21. Snowden (2016)
22. Les vampires (1915)
23. ABC Weekend Specials (1977–1995) Episode: The Gold Bug (1980)
24. Breaking the Code (1996 TV Movie)
25. Sneakers (1992)
26. Inside Q’s Lab (2000 Video)
27. Horizon (1964– ) Episode: Inside the Dark Web (2014)
28. The Falcon and the Snowman (1985)
29. Midway (2019)
30. For Your Eyes Only (1981)
31. Midway (1976)
32. The Da Vinci Code (2006)
33. U-571 (2000)
34. Rendezvous (1935)
35. The Code Talkers: A Secret Code of Honor (2003 Video)
36. Aelita, the Queen of Mars (1924)
37. Sekret Enigmy (1979)
38. The Man from Downing Street (1922)
39. Windtalkers (2002)
40. Mercury Rising (1998)
41. Jane Doe: Vanishing Act (2005 TV Movie)
42. So Sweet, So Dead (1972)
43. Sebastian (1968)
44. Cold Weather (2010)
45. The Red Machine (2009)
46. Black Kiss (2004)
47. Travelling Salesman (2012)
48. The Numbers Station (2013)
49. Asalto informático (2002 TV Movie)
50. Revelation (2001)
51. Jaws of Justice (1933)
52. Imagination (2007)
53. The Amateur (2024)
54. Paper Empire (2024– )
55. UUelcome (2008– )
56. Crix
57. The Making of the Numbers Station (2013 Video)
58. Gateway (IV)
59. Foreign Intrigue (1951–1955) Episode: The Boy in the Park (1955)
60. The Ryan Dawson Channel (2009– ) Episode: BTC Talk and Police Psychology with Cory Hughes (2019)
61. TED-Ed (2012– ) Episode: The World’s Most Mysterious Book (2017)
62. DoS – Domain of Science (2010– ) Episode: The Map of Mathematics (2017)
63. Matthew Weathers (2006– ) Episode: The unsolved math problem which could be worth a billion dollars (2019)
64. Secrets of War (1998– ) Episode: Breaking the Japanese Code
65. Sciencephile the AI (2016– ) Episode: The Iceberg of Quantum Physics Explained (2021)
66. Battlefront (2001– ) Episode: Battle of Midway (2001)
67. Quanta Magazine (2015– ) Episode: The High Schooler Who Solved a Prime Number Theorem (2022)
68. Battlefield (1995– ) Episode: The Battle of Midway (1995)

 

ب- رمان‌های که کریپتوگرافی و کدینگ در آن روایت شده است:

• نام گل سرخ (1980)- اثر اومبرتو اکو: این رمان جنایی تاریخی داستان یک راهب فرانسیسکن را دنبال می کند که برای تحقیق در مورد یک سری قتل در یک صومعه بندیکتی فرستاده می شود. قتل ها به یک کتاب مرموز مرتبط است که حاوی یک کد مخفی است.

 

• رمزنگاری (1999)- اثر نیل استیونسن: این رمان پراکنده داستان دو برادر را روایت می کند که در عملیات مخفی شکستن کد در طول جنگ جهانی دوم درگیر هستند. این رمان همچنین تاریخ رمزنگاری و نقش آن در شکل گیری جهان مدرن را بررسی می کند.

 

• رمز داوینچی (2003)- اثر دان براون: این رمان پرفروش داستان یک نمادشناس هاروارد را روایت می کند که در حال تحقیق در مورد یک سری قتل است که به یک انجمن مخفی مرتبط است. این رمان پر از اشاره به رمزنگاری است، از جمله استفاده از آناگرام ها و نمادهای پنهان.

 

 

• تاریخ مخفی (1992)- اثر دونا تارت: این رمان بلوغ داستان یک گروه از دانشجویان کالج را روایت می کند که درگیر قتل می شوند. این رمان همچنین موضوعات رازداری و خطرات وسواس را کاوش می کند.

 

• نویسنده غیب (2007)- اثر رابرت هریس: این رمان سیاسی داستان یک نویسنده غیب را دنبال می کند که برای تکمیل خاطرات یک نخست وزیر سابق بریتانیا استخدام می شود. نویسنده غیب به زودی متوجه می شود که نخست وزیر یک راز تاریک را پنهان می کند.

 

ج – پادکست‌های مرتبط:

 

• قسمت 6، 7 پادکست رخ: داستان زندگی هیتلر

• قسمت 18 پادکست بی پلاس : خلاصه کتاب مجمع ‌الجزایر گولاگ (The Gulag Archipelago)

 

• قسمت 40 پادکست بی پلاس: خلاصه کتاب آدم‌های معمولی (Ordinary Men)