03

Historické souvislosti

Na počátku používání metod pro utajení zpráv se objevují jednak primitivní kryptografické algoritmy, jednak zajímavé steganografické postupy. Často citován je např. Herodotos, který ve svých Dějinách zaznamenal patrně nejstarší využití steganografie.



Odesílatel zprávy Histiaeus napsal text na oholenou hlavu svého otroka, který s ní, samozřejmě již opět vlasatý, dorazil do Milétu, kde přispěl k povstání proti Peršanům.



Dalšími steganografickými metodami, které se postupem času objevovaly, jsou tajný inkoust či nějakým způsobem vyznačená písmena vběžném textu (propíchnutím, sklonem, pořadím ve slově aj.). Dnes se zřejmě steganografie používá jen doplňkově, mezi často zmiňované možnosti patří např. ukrytí v grafických souborech, v nevyužívaných bitech apod. Mezi „zajímavé“ možnosti (zřejmě bez valné praktické použitelnosti), objevivší se v souvislosti s rozmachem elektronické komunikace, patří i ukrytí zprávy ve spamech.

Z Řecka (přesněji ze Sparty) pochází i nejstarší známé kryptografické zařízení — skytála. Jde o hůl přesně stanovené šířky, na niž se namotal proužek kůže, na který byla napsána zpráva. Ta mohla být přečtena opět jen na holi stejné šířky. V moderní terminologii se hovoří o tzv. transpoziční metodě.

Skytála

Naproti tomu, ve starém Římě byly položeny základy druhému hojně používanému principu, tzv. substitučním metodám. Šlo o metodu, která se dnes (patrně neprávem) říká Caesarova šifra — každé písmeno textu bylo nahrazeno písmenem stojícím v abecedě o 3 místa za ním.


Caesarova šifra

Tyto dva základní typy kryptografických metod jsou používány srůznými modifikacemi v podstatě dodnes. Smyslem modifikací je snaha o to, aby šifrový text vykazoval co nejméně odchylek od textu statisticky náhodného atak znesnadnit kryptoanalýzu.

Dalším neobyčejným vynálezem byla Morseova abeceda. Ona nepředstavuje šifru, ale spolu s vynálezem telegrafu učinila 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, který jednotlivé hlásky kóduje do podoby krátkých a dlouhých zvukových signálů.


Morseova abeceda


3.1 Kryptografické stroje

S rozvojem metod pro kryptoanalýzu (zejména Friedmann začátkem 20. století) se zjistilo, že pro ztížení kryptoanalýzy je výhodné často měnit tajný klíč. Pro tento účel se ukázaly velmi vhodnými mechanické stroje. Nejznámější z nich je patrně šifrovací stroj Enigma.

Šifrovací stroj Enigma

Enigmu (v několika variantách) používaly různé složky německé armády ve II. sv. válce. Vypadala jako psací stroj, který po stisku klávesy provedl několik permutací apo těchto operacích bylo rozsvíceno písmeno šifrového textu odpovídající stisknuté klávese. Enigma obvykle sestávala z3– 4 rotorů, 1 reflektoru a 26 zdířek, odpovídajících jednotlivým písmenům, které mohly navíc definovat dodatečnou permutaci. Po zašifrování jednoho znaku dojde k otočení nejpravějšího rotoru o jeden dílek, po jedné otáčce se otočí jeho soused o jeden dílek atd. Tajný klíč byl tvořen jednak výběrem rotoru, jejich prvotním nastavením a propojením zdířek. Šlo o poměrně komplikovaný stroj, který však neodolal kryptoanalýze spojenců (zejména díky zachycení jednoho exempláře Enigmy z ponorky U-505 a použití speciálního, Poláky vyvinutého a Turingem zdokonaleného, stroje Bombe, který fungoval jako „hrubá síla“, testující všechny možné pozice rotoru a poskytující sadu možných otevřených textů.

Mezi velmi úspěšné kryptografické stroje použité během II. sv. války se dají zařadit tzv. Code-talkers – příslušníci indiánského kmene Navajo. Často používané výrazy měly přímo definovaný kód v navajštině, u ostatních slov bylo jejich každé písmeno při šifrování nahrazeno anglickým slovem (z pevně definované sady), na toto písmeno začínajícím a to bylo posléze převedeno do Navajštiny (bud jako ekvivalent nebo opis původně v tomto jazyce neexistujícího slova). Díky pečlivě volenému kódovaní slov nebylo toto šifrování během války prolomeno ani přesto, že Japonci mohli využít příslušníka kmene Navajo pro překlad zachycených termínu.