Криптографията, науката за писане на кодове и шифри за сигурна комуникация, е един от най-важните елементи, който прави възможни съвременните криптовалути и блокчейни. Използваните днес криптографски техники обаче са резултат от невероятно дълга история на развитие. От древни времена хората са използвали криптография за предаване на информация по сигурен начин. Следва завладяващата история на криптографията, довела до напредничавите и усъвършенствани методи, използвани за съвременното дигитално криптиране.
Древните корени на криптографията
Известно е, че примитивни криптографски техники са съществували в древни времена и изглежда, че повечето ранни цивилизации са използвали криптография до известна степен. Замяната на символи, най-основната форма на криптография, се появява както в древните египетски, така и в месопотамските писания. Най-ранният известен пример за този тип криптография е открит в гробницата на египетски благородник на име Хнумхотеп II, живял преди около 3900 години.
Целта на заместването на символа в надписа на Хнумхотеп била не да се скрие информация, а да се подобри нейната езикова привлекателност. Най-ранният известен пример за използване на криптография за защита на чувствителна информация се появява преди около 3500 години, когато месопотамски писар използва криптография, за да прикрие формула за керамична глазура, която се използва върху глинени плочки.
През по-късните периоди на античността криптографията е широко използвана за защита на важна военна информация, цел, която служи и до днес. В гръцкия град-държава Спарта съобщенията са били криптирани, като са били написани върху пергамент, поставен върху цилиндър с определен размер, правейки съобщението неразгадаемо, докато не бъде увито около подобен цилиндър от получателя. По същия начин е известно, че шпионите в древна Индия са използвали кодирани съобщения още през 2 век пр.н.е.
Може би най-напредналата криптография в древния свят е постигната от римляните. Изявен пример за римска криптография, известен като Шифър на Цезар, включва преместване на буквите на криптирано съобщение с определен брой места надолу по латинската азбука. Познавайки тази система и броя на местата за разместване на буквите, получателят би могъл успешно да декодира иначе нечетливото съобщение.
Развитие през Средновековието и Ренесанса
През Средновековието криптографията става все по-важна, но заместващите шифри, от които шифърът на Цезар е един пример, остават стандарт. Криптоанализът, науката, чрез която се разбиват кодове и шифри, започна да догонва все още сравнително примитивната наука за криптографията. Ал-Кинди, известен арабски математик, разработва техника, известна като честотен анализ около 800 г. сл.н.е., която направи заместващите шифри уязвими за дешифриране. За първи път хората, опитващи се да дешифрират криптирани съобщения, получават достъп до систематичен метод за това, което наложи криптографията да напредне още повече, за да остане полезна.
През 1465 г. Леоне Алберти разработва полиазбучен шифър, който се счита за решение срещу техниката за честотен анализ на Ал-Кинди. В полиазбучен шифър едно съобщение се кодира с помощта на две различни азбуки. Едната е азбуката, на която е написано оригиналното съобщение, докато втората е съвсем различна азбука, на която съобщението се появява, след като е било кодирано. В комбинация с традиционните заместващи шифри, полиазбучните шифри значително повишават сигурността на кодираната информация. Освен ако читателят не знае азбуката, на която първоначално е било написано съобщението, техниката за честотен анализ е безполезна.
Нови методи за кодиране на информация също са разработени през периода на Ренесанса, включително популярен ранен метод за двоично кодиране, изобретен от известния ерудит сър Франсис Бейкън през 1623 г.
Напредък през по-новите векове
Науката за криптографията продължава да се развива прогресивно през вековете. Голям пробив в криптографията е описан, макар вероятно никога да не е бил изграден, от Томас Джеферсън през 1790-те. Неговото изобретение, известно като шифър колело, се състояло от 36 кръга от букви върху движещи се колела, които можели да се използват за постигане на сложно кодиране. Тази концепция е толкова напреднала, че служи като основа за американската военна криптография до края на Втората световна война.
Втората световна война също вижда перфектния пример за аналогова криптография, известна като машината Енигма. Подобно на шифъра на колелото, това устройство, използвано от силите на Оста, използва въртящи се колела, за да кодира съобщение, което го прави практически невъзможно да се прочете без друга Енигма. Ранната компютърна технология в крайна сметка е била използвана, за да помогне за разбиването на шифъра на Енигма, а успешното декриптиране на съобщенията на Енигма все още се счита за критичен компонент при евентуалната победа на съюзниците.
Криптографията в компютърната ера
С появата на компютрите криптографията става значително по-напреднала, отколкото е била в аналоговата ера. 128-битовото математическо криптиране, много по-силно от всеки древен или средновековен шифър, сега е стандарт за много чувствителни устройства и компютърни системи. В началото на 1990 г. изцяло нова форма на криптография, наречена квантова криптография, беше в процес на разработване от компютърни учени, надяващи се отново да повишат нивото на защита, предлагано от модерното криптиране.
Съвсем наскоро криптографските техники също бяха използвани, за да направят възможни криптовалутите. Криптовалутите използват няколко усъвършенствани криптографски техники, включително хеш функции, криптография с публичен ключ и дигитални подписи. Тези техники се използват предимно за гарантиране на сигурността на данните, съхранявани в блокчейни, и за удостоверяване на трансакции. Специализирана форма на криптография, известна като алгоритъм за дигитален подпис с елиптична крива (ECDSA), е в основата на биткойн и други системи за криптовалута като средство за осигуряване на допълнителна сигурност и гарантиране, че средствата могат да се използват само от техните законни собственици.
Криптографията измина дълъг път през последните 4000 години и няма вероятност скоро да спре. Докато чувствителните данни изискват защита, криптографията ще продължи да напредва. Въпреки че криптографските системи, използвани в криптовалутните блокчейни днес, представляват някои от най-напредналите форми на тази наука, те също са част от традиция, която се простира назад през голяма част от човешката история.