Kryptografie, věda o programování a šifrování bezpečné komunikace, je jeden z nejdůležitějších faktorů, který umožnil vznik dnešních kryptoměn a blockchainů. Dnešní kryptografické techniky jsou ale výsledkem neuvěřitelně dlouhého vývoje. Lidé používají kryptografii k bezpečnému přenosu informací už od starověku. V tomto článku se dozvíte o fascinující historii kryptografie, která vedla až k pokročilým a sofistikovaným metodám používaným v dnešním digitálním šifrování.
Prastaré kořeny kryptografie
Primitivní kryptografické techniky existovaly už ve starověku a zdá se, že kryptografii do určité míry používala většina raných civilizací. Záměna symbolů, nejzákladnější forma kryptografie, se objevuje ve staroegyptských i mezopotámských písemnostech. Nejstarší známý příklad tohoto typu kryptografie byl nalezen v hrobce egyptského aristokrata Chnumhotepa II., který žil přibližně před 3 900 lety.
Účelem záměny symbolů v Chnumhotepově nápisu tedy nebylo jen skrýt informace, ale povýšit jeho jazykový půvab. Nejstarší známý příklad použití kryptografie k ochraně citlivých informací pochází z období přibližně před 3 500 lety, kdy mezopotámský písař použil kryptografii k utajení složení keramické glazury, která se používala na hliněných tabulkách.
V pozdějších obdobích starověku se kryptografie hojně využívala k ochraně důležitých vojenských informací, k čemuž slouží dodnes. V řeckém městském státě Sparta se zprávy šifrovaly tak, že se napsaly na pergamen, který byl položený na válci určité velikosti, takže zprávu nebylo možné rozluštit, dokud ji příjemce neobtočil kolem podobného válce. Špióni ve starověké Indii obdobně používali kódované zprávy už ve 2. století před naším letopočtem.
Pravděpodobně nejpokročilejší kryptografii ve starověkém světě ovládali Římané. Významným příkladem římské kryptografie byla takzvaná Caesarova šifra, která spočívala v posunu písmen šifrované zprávy o určitý počet míst v latince. Tuto nečitelnou zprávu bylo možné úspěšně dekódovat jen se znalostí tohoto systému a počtu míst, o kolik se měla písmena posunout.
Vývoj ve středověku a renesanci
V průběhu středověku začala kryptografie nabývat na významu, ale standardem zůstávaly substituční šifry, jako například Caesarova šifra. Kryptoanalýza, věda, která se zabývá luštěním kódů a šifer, začala dohánět dosud relativně primitivní vědu o kryptografii. Al-Kindí, významný arabský matematik, vyvinul kolem roku 800 n. l. techniku známou jako frekvenční analýza, která dokázala prolomit substituční šifry. Lidé, kteří se snažili dešifrovat zašifrované zprávy, získali poprvé systematickou metodu, která vytvořila nezbytnost zdokonalování kryptografie.
V roce 1465 vyvinul Leone Alberti polyalfabetickou šifru, která se považuje za řešení proti Al-Kindího technice frekvenční analýzy. Polyalfabetická šifra kóduje zprávu pomocí dvou různých abeced. V jedné abecedě je napsána původní zpráva a ve druhé abecedě se zpráva objeví po zakódování. Polyalfabetické šifry, v kombinaci s tradičními substitučními šiframi, výrazně zvýšily bezpečnost kódovaných informací. Pokud čtenář neznal abecedu, ve které byla zpráva původně napsána, byla mu technika frekvenční analýzy k ničemu.
I v období renesance vznikaly nové metody kódování informací, včetně oblíbené rané metody binárního kódování, kterou v roce 1623 vynalezl známý polyhistor sir Francis Bacon.
Pokroky v posledních několika stoletích
Věda o kryptografii se v průběhu staletí postupně rozvíjela. Zásadní průlom v kryptografii v 90. letech 18. století popsal, i když ho možná nikdy nerealizoval, Thomas Jefferson. Jeho vynález, známý jako šifrovací válec, tvořilo 36 kroužků s písmeny na pohyblivých kotoučích, kterými bylo možné dosáhnout složitého kódování. Tento koncept byl natolik pokročilý, že sloužil jako základ americké vojenské kryptografie až do druhé světové války.
Za druhé světové války vznikl také dokonalý příklad analogové kryptografie, známý jako Enigma. Toto zařízení, které používaly mocnosti Osy, kódovalo zprávy, stejně jako šifrovací válec, rotujícími kotouči, což bez další Enigmy prakticky znemožňovalo její přečtení. K prolomení Enigmy byla nakonec použita raná počítačová technologie a úspěšné dešifrování zpráv Enigmy je dodnes považováno za klíčovou součást konečného vítězství Spojenců.
Kryptografie v počítačové éře
S nástupem počítačů začala být kryptografie mnohem pokročilejší než v analogové éře. Standardem pro mnoho citlivých zařízení a počítačových systémů je dnes 128bitové matematické šifrování, které je mnohem silnější než jakákoli starověká nebo středověká šifra. V roce 1990 začali počítačoví vědci vyvíjet zcela novou formu kryptografie – takzvanou kvantovou kryptografii – která měla opět posílit úroveň ochrany poskytovanou moderním šifrováním.
V nedávné době kryptografické techniky přispěly také ke vzniku kryptoměn. Kryptoměny využívají několika pokročilých kryptografických technik, včetně hashovacích funkcí, kryptografie s veřejným klíčem a digitálních podpisů. Tyto techniky se používají především k zajištění bezpečnosti dat uložených na blockchainech a k ověřování transakcí. Bitcoin a další kryptoměnové systémy vychází ze specializované formy kryptografie známé jako ECDSA (protokol digitálního podpisu s využitím eliptických křivek), která poskytuje dodatečné zabezpečení a zaručuje, že finanční prostředky mohou použít pouze oprávnění vlastníci.
Kryptografie urazila za posledních 4 000 let dlouhou cestu a v dohledné době se její vývoj pravděpodobně nezastaví. Kryptografie se bude vyvíjet, dokud budou citlivá data vyžadovat ochranu. Přestože kryptografické systémy používané na dnešních kryptoměnových blockchainech představují jedny z nejpokročilejších forem této vědy, jsou zároveň součástí tradice, která sahá hluboko do historie lidstva.