История криптографии
Основы
Сложные методы современного цифрового шифрования берут начало в древности. На протяжении истории люди использовали криптографию для безопасной передачи конфиденциальной информации. Криптография — практика кодирования сообщений и создания шифров для защищённой связи — является неотъемлемой частью современных криптовалют и блокчейнов. В целом криптографические приёмы, используемые сегодня, являются кульминацией долгой и увлекательной истории развития.
Древние истоки криптографии
Криптография использовалась с древнейших времён. Первые примитивные приёмы прослеживаются у ранних цивилизаций. Замена символов, самая базовая форма криптографии, встречается в записях древнего Египта и Месопотамии. Первый документированный пример этой техники был найден в гробнице Кхнумхотепа II, египетского дворянина, жившего примерно 3900 лет назад. Однако в ранних случаях криптография использовалась не для безопасности, а чтобы украшать текст.
Самый ранний известный пример криптографии, применявшейся для защиты чувствительной информации, датируется примерно 3500 лет назад в Месопотамии. Писец использовал криптографию, чтобы скрыть формулу глазури для керамики на глиняных табличках. Со временем криптография стала широко применяться для защиты военных тайн. В Спарте, например, сообщения шифровали, записывая их на пергамент, который сворачивали вокруг цилиндра определённого диаметра — без такого же цилиндра у получателя было невозможно прочесть сообщение. Шпионы в древней Индии использовали кодированные послания уже во II веке до н.э.
Римляне, возможно, достигли наибольшего развития криптографии в античном мире. Шифр Цезаря — яркий пример римской криптографии. Эта техника заключалась в сдвиге букв сообщения на определённое число позиций по латинскому алфавиту. Только знавший алгоритм шифра и число сдвигов мог расшифровать сообщение.
Достижения в Средние века и эпоху Возрождения
В Средние века криптография значительно развилась: по-прежнему доминировали подстановочные шифры. Криптоанализ стал догонять криптографию, и арабский математик Аль-Кинди разработал частотный анализ, который сделал подстановочные шифры уязвимыми для дешифровки.
Леоне Альберти в 1465 году создал полиалфавитный шифр, чтобы противостоять частотному анализу. Сообщение кодировалось с использованием двух разных алфавитов, что делало его более надёжным. Этот метод повышал безопасность закодированной информации и был устойчив к частотному анализу, если не был известен исходный алфавит.
Эпоха Возрождения принесла множество новых способов кодирования информации. Одним из изобретений стал двоичный код, предложенный сэром Фрэнсисом Бэконом. Он получил распространение в 1623 году.
Прогресс криптографии в более поздние столетия
За последние столетия область криптографии сделала значительный прогресс. В 1790-х Томас Джефферсон придумал новое изобретение — шифровальный диск. Диск состоял из 36 вращающихся колец с буквами, которые можно было перемещать для сложного кодирования; его концепция была достаточно продвинутой, чтобы служить основой американской военной криптографии вплоть до Второй мировой войны.
Во Второй мировой войне машина Enigma была ярким примером аналоговой криптографии. Устройство использовали страны Оси; оно применяло вращающиеся барабаны для кодирования сообщений, что делало их практически нечитабельными без другой машины Enigma. Ранние компьютеры в итоге были использованы для взлома шифра Enigma, что считается важной составляющей победы союзников.
Эволюция криптографии в цифровую эру
Появление компьютеров стало серьёзной вехой в развитии криптографии. Современная криптография теперь использует 128‑битное математическое шифрование, которое значительно сильнее древних и средневековых шифров. В 1990‑х годах учёные начали разрабатывать квантовую криптографию с целью повысить уровень защиты, обеспечиваемой шифрованием.
Криптографические методы также сделали возможными криптовалюты. Хеш‑функции, криптография с открытым ключом и цифровые подписи используются для защиты данных в блокчейнах и аутентификации транзакций. Биткойн и другие криптовалюты применяют специализированную форму криптографии, известную как алгоритм цифровой подписи на эллиптических кривых (ECDSA), чтобы обеспечить дополнительную защиту и гарантировать, что средства доступны только их законным владельцам.
Заключение
За последние 4000 лет криптография прошла впечатляющий путь, и эта тенденция, похоже, не собирается замедляться. Пока существует необходимость защищать конфиденциальные данные, криптография будет продолжать развиваться. Хотя криптографические системы, применяемые в блокчейнах криптовалют, являются одними из самых сложных форм этой науки, они также являются частью традиции, уходящей корнями в древность.