A Titkosítás történelme

A titkosítás történelme mondhatni egyidős a civilizációval és a háborúkkal. A történelem folyamán számos olyan háború volt, ahol üzenetet kellett eljuttatni A pontból B pontba és értelemszerűen ezen információknak nem szabadott az ellenség kezébe kerülni.

Éppen ezért, már Caesar idején rájöttek arra, hogy ha az üzenetek titkosítva vannak valamilyen módszerrel, akkor jó esetben az ellenség nem tudja őket elolvasni, rosszabb esetben pedig csak némi késéssel fér hozzá a tartalomhoz.

A II. világháború jelentős lökést adott az algoritmusok és a módszerek fejlesztésének, mivel akkortájt jelentek meg az elektronikus titkosító berendezések, amelyek már akkora kulcstérrel rendelkeztek, hogy kézzel a kulcs visszafejtése jelentős időt vett igénybe.

A leghíresebb II. világháborús titkosító berendezés a német Enigma gép volt. Ez egy elektromechanikus gép volt. Az általa alkalmazott titkosítást nehezítette, hogy ugyanarra az üzenetre nem adta kétszer ugyanazt a választ.

Ez egy szimmetrikus titkosítás volt, vagyis ha a titkosított üzenetet újra titkosítottuk a kulcs segítségével, akkor az eredeti üzenetet kaptuk vissza.

Eredetileg kereskedelmi célra szánták a gépet, így bőven a háború kitörése előtt (1932) ismert volt, hogy hogyan lehet visszafejteni az így kódolt üzeneteket, azonban a háborúban használt gépek kulcstere jelentősen bővült, illetve a titkosításhoz használt kulcsokat naponta cserélték, így a szövetséges kódfejtőknek egy nap állt rendelkezésre a kulcs visszafejtéséhez. Ha ez még sikerült is nekik, akkor sem tudtak minden üzenetet dekódolni.

Éppen ezért egy Alan Turing nevű matematikus elkezdte megépíteni, kifejleszteni a Turing bomba névre keresztelt gépet, ami automatizálta a kulcsok megkeresését. A gép létezését a lehető legnagyobb titokban tartották. A Turing bombák segítségével a háború utolsó éveiben átlagosan 24 másodperc alatt dekódoltak egy üzenetet, ami nagymértékben hozzájárult a szövetséges oldal győzelméhez.

A Turing bomba lényegében egy specializált Turing-gép volt. A Turing gép egy olyan gép modellje, ami pár alapművelettel dolgozik. Ha egy algoritmus megvalósítható ezekkel a műveletekkel, akkor matematikailag bizonyított, hogy építhető a megoldására egy gép. Lényegében ez adja a számítástechnika matematikai alapját, sőt egy programozási nyelvet igazán nem is tekintenek programozási nyelvnek, amíg az nem "Turing teljes".

Leegyszerűsítve egy nyelv akkor számít Turing teljesnek, ha bármilyen Turing-gép szimulálására használható. Ennek a bizonyítása nem triviális, éppen ezért a legegyszerűbb bizonyítás, ha a programozási nyelvünkben elkészítünk egy fordítót, vagy feldolgozót egy, már bizonyítottan Turing teljes programozási nyelvhez.

Na de térjünk vissza az enigma rendszerhez. A tényt, hogy a II. világháború során gépiesítették a feltörését és a módszer nem megbízható, egészen az 1970-es évek elejéig titkos volt. Érdekesség, hogy az 1969-ben bemutatott Unix operációs rendszer is az Enigmán alapuló algoritmust használta fájlok titkosítására.

A modern kriptográfia létrejötte az 1970-es évek elejére tehető, mivel ebben az időben jelentek meg a cégek, bankok is a titkosítási módszerek felhasználóinak.

Az első titkosítási algoritmus, ami szabvány szintre emelkedett, 1976-ban jelent meg. Létrejöttét az indokolta, hogy a különböző gyártók különböző megoldásokat kínáltak, de egyik sem volt átlátható a végfelhasználóinak.

Éppen ezért a DES megalkotásakor az volt az cél, hogy egy olyan algoritmust alkossanak, ami esetén a biztonság csupán a kulcs biztonságától függjön, ne pedig az algoritmus elrejtett működésétől. A DES a feladatát egész jól végezte, mivel csak a 2000-es évek elején került leváltásra.

Szintén az 1970-es évekre tehető az aszimmetrikus titkosítás felfedézése is. Az asszimetrikus titkosítási algoritmusok két különböző, de valamilyen módon összefüggő kulcsot használnak. Egy külön kulcsot a titkosításra és egy külön kulcsot a visszafejtésre.