A kriptográfiaa biztonságos kommunikációhoz szükséges kódok és rejtjelek írásának tudománya, az egyik legfontosabb eleme a modern kriptovaluták és blokkláncok létrehozásának. A ma használt kriptográfiai technikák azonban hihetetlenül hosszú fejlődésen mentek keresztül. Az emberek már ősidők óta használják a kriptográfiát az információk biztonságos továbbítására. Az alábbiakban bemutatjuk a kriptográfia lenyűgöző történetét, amely a modern digitális titkosítás fejlett és kifinomult módszereihez vezetett.
A kriptográfia ősi gyökerei
Primitív kriptográfiai technikák már az ókorban is léteztek, és úgy tűnik, hogy a legtöbb korai civilizáció valamilyen mértékben használt kriptográfiát. A szimbólumcsere, a kriptográfia legalapvetőbb formája, mely mind az ókori egyiptomi, mind a mezopotámiai írásokban megjelenik. Az ilyen típusú kriptográfia legkorábbi ismert példáját egy Khnumhotep II nevű egyiptomi nemes sírjában találták meg, aki körülbelül 3900 évvel ezelőtt élt.
A Knhumhotep feliratban a szimbólumcsere célja nem az információ elrejtése, hanem a nyelvi vonzerő növelése volt. A legkorábbi ismert példa arra, hogy a kriptográfiát érzékeny információk védelmére használták, körülbelül 3500 évvel ezelőtt történt, amikor egy mezopotámiai írnok kriptográfiát alkalmazott, hogy elrejtse az agyagtáblákon használt kerámiamáz receptjét.
Az ókor későbbi időszakaiban a kriptográfiát széles körben használták a fontos katonai információk védelmére, és a mai napig ezt a célt szolgálja. A görög Spárta városállamban az üzeneteket úgy titkosították, hogy egy meghatározott méretű hengerre fektetett pergamenre írták, így az üzenet mindaddig megfejthetetlen volt, amíg a címzett egy hasonló henger köré nem tekerte. Hasonlóképpen, az ókori Indiában a kémek már az i. e. 2. században is használtak kódolt üzeneteket.
Az ókori világ talán legfejlettebb kriptográfiáját a rómaiak valósították meg. A római kriptográfia egyik kiemelkedő példája, a Caesar-rejtjel lényege, hogy a titkosított üzenet betűit a latin ábécé szerint egy bizonyos számmal eltolják. Ismerve a rendszert és a betűk eltolásának számát, a címzett sikeresen dekódolhatta az egyébként olvashatatlan üzenetet.
A középkori és reneszánsz fejlődés
A középkor folyamán a kriptográfia egyre fontosabbá vált, de a helyettesítő rejtjel, mint a Caesar-rejtjel maradt a norma továbbra is. A kriptoanalízis, a kódok és rejtjelek feltörésének tudománya, kezdett felzárkózni a kriptográfia még mindig viszonylag kezdetleges tudományához. Al-Kindi, egy neves arab matematikus Kr.u. 800 körül kifejlesztett egy frekvenciaelemzés néven ismert technikát, amely a helyettesítő rejtjeleket sebezhetővé tette a visszafejtéssel szemben. A titkosított üzenetek megfejtésére törekvő emberek először jutottak hozzá egy szisztematikus módszerhez, ami szükségessé tette, hogy a kriptográfia még tovább fejlődjön, hogy továbbra is hasznos maradhasson.
1465-ben Leone Alberti kifejlesztette a polialfabetikus rejtjelezést, amely megoldást jelent Al-Kindi frekvenciaelemzési technikájára. A polialfabetikus titkosításban az üzenetet két különböző betűkészlet segítségével kódolják. Az egyik az az ábécé, amelyben az eredeti üzenetet írták, míg a másik egy teljesen más ábécé, amelyben az üzenet a kódolás után megjelenik. A hagyományos helyettesítési kódokkal kombinálva a polialfabetikus kódok jelentős mértékben növelték a kódolt információ biztonságát. Hacsak az olvasó nem ismerte az ábécét, amelyben az üzenetet eredetileg írták, a frekvenciaelemzési technikának nem volt haszna.
Az információ kódolásának új módszereit is a reneszánsz korszakban fejlesztették ki, beleértve a bináris kódolás népszerű korai módszerét, amelyet a neves polihisztor, Sir Francis Bacon talált fel 1623-ban.
Előrelépések az elmúlt évszázadokban
A kriptográfia tudománya az évszázadok során folyamatosan fejlődött. A kriptográfia egyik legnagyobb áttörését Thomas Jefferson fogalmazta meg az 1790-es években, bár talán soha nem valósította meg. A Jefferson-henger néven ismert találmánya 36 mozgó kerékre szerelt betűgyűrűből állt, amelyekkel összetett kódolást lehetett létrehozni. Ez a koncepció annyira fejlett volt, hogy egészen a második világháborúig az amerikai katonai kriptográfia alapjául szolgált.
A második világháborúban az analóg rejtjelezés tökéletes példája, az Enigma gép is megjelenik. Ez a tengelyhatalmak által használt eszköz a hengeres rejtjelezéshez hasonlóan forgó kerekeket használt az üzenet kódolásához, ami gyakorlatilag lehetetlenné tette az üzenet elolvasását egy másik Enigma nélkül. A korai számítógépes technológiával végül feltörték az Enigma rejtjelezést, és a szövetségesek végső győzelmét a mai napig többek között az Enigma-üzenetek sikeres visszafejtésének tulajdonítják.
Kriptográfia a számítógépes korszakban
A számítógépek elterjedésével a kriptográfia sokkal fejlettebbé vált, mint az analóg korszakban. A 128 bites matematikai titkosítás, amely sokkal erősebb, mint bármelyik ősi vagy középkori rejtjelezés, ma már számos érzékeny eszköz és számítógépes rendszer szabványa. 1990 után az informatikusok kifejlesztették a kriptográfia egy teljesen új formáját, a kvantumkriptográfiát, abban a reményben, hogy tovább növelhetik a modern titkosítás által nyújtott védelem szintjét.
Újabban a kriptográfiai technikákat a kriptovaluták megvalósításához is használják. A kriptovaluták számos fejlett kriptográfiai technikát használnak, köztük hash-függvényeket, nyilvános kulcsú kriptográfiát és digitális aláírásokat. Ezeket a technikákat elsősorban a blokkláncokon tárolt adatok biztonságának garantálására és a tranzakciók hitelesítésére használják. A kriptográfia egy speciális formája, az úgynevezett elliptikus görbéken alapuló digitális aláírási algoritmus (ECDSA) a Bitcoin és más kriptovaluta rendszerek alapját képezi, amely extra biztonságot nyújt, és biztosítja, hogy a pénzeszközöket csak a jogos tulajdonosok használhassák fel.
A kriptográfia hosszú utat tett meg az elmúlt 4000 évben, és a jövőben valószínűleg még tovább fog fejlődni. Mindaddig, amíg az érzékeny adatok védelmet igényelnek, a kriptográfia tovább fog fejlődni. Bár a kriptovaluta blokkláncokon manapság használt kriptográfiai rendszerek e tudomány legfejlettebb formáit képviselik, egy olyan tradíció részét képezik, amely hosszú múltra tekint vissza.