Kryptografi, vitenskapen om å skrive koder og chifre for sikker kommunikasjon, er et av de viktigste elementene som er med på å gjøre moderne kryptovalutaer og blokkjeder mulig. Men de kryptografiske teknikkene som brukes i dag, er et resultat av en utrolig lang utviklingshistorie. Helt siden antikken har folk brukt kryptografi for å overføre informasjon på en sikker måte. Her er den fascinerende historien til kryptografi som har ført til de avanserte og sofistikerte metodene som brukes i moderne digital kryptering.
Kryptografiens røtter
Vi vet at primitive kryptografiske teknikker eksisterte i oldtiden, og det ser ut til at de fleste tidlige sivilisasjoner har brukt kryptografi til en viss grad. Utskifting av symboler, den mest grunnleggende formen for kryptografi, finnes i både gamle egyptiske og mesopotamiske skrifter. Det tidligste kjente eksemplet på denne typen kryptografi ble funnet i graven til en egyptisk adelsmann med navnet Khnumhotep II, som levde for omtrent 3900 år siden.
Formålet med utskifting av symboler i Knhumhotep-inskripsjonen var ikke å skjule informasjon, men å forbedre den språklige appellen. Det tidligste kjente eksemplet på at kryptografi ble brukt til å beskytte sensitive opplysninger, skjedde for rundt 3500 år siden da en mesopotamisk skriftlærd brukte kryptografi for å skjule en formel for keramikkglasur som ble brukt på leirtavler.
I senere perioder av antikken ble kryptografi mye brukt for å beskytte viktig militærinformasjon, et formål den fortsatt har i dag. I den greske bystaten Sparta ble meldinger kryptert ved at de ble skrevet på pergament som ble lagt over en sylinder av en bestemt størrelse, noe som gjorde meldingen ikke-dechiffrerbar før mottakeren la den rundt en lignende sylinder. Og spioner i det gamle India var kjent for å ha brukt kodede meldinger så tidlig som på 100-tallet f.Kr.
Den kanskje mest avanserte kryptografien i oldtiden sto romerne bak. Et fremtredende eksempel på romersk kryptografi, kjent som cæsarchiffer, innebar å flytte bokstavene i en kryptert melding med et visst antall plasseringer nedover på det latinske alfabetet. Hvis man kjente til dette systemet og antall plasseringer bokstavene skulle flyttes, kunne mottakeren lykkes med å dekode den ellers uleselige meldingen.
Utviklingen i middelalderen og renessansen
Gjennom middelalderen ble kryptografi stadig viktigere, men substitusjonschiffer, som cæsarchifferet er et eksempel på, fortsatte å være standarden. Kryptoanalyse, vitenskapen som gjør at koder og chifre kan knekkes, begynte å ta igjen den fortsatt ganske så primitive vitenskapen bak kryptografi. Al-Kindi, en kjent arabisk matematiker, utviklet en teknikk som er kjent som frekvensanalyse, rundt 800 e.Kr. som gjorde substitusjonschifre sårbare for dekryptering. For første gang fikk folk som prøvde å dechiffrere krypterte meldinger, tilgang til en systematisk metode for å gjøre det, og dette gjorde det nødvendig for kryptografien å gjøre fremskritt for å forsette å være nyttig.
I 1465 utviklet Leone Alberti det polyalfabetiske chiffer, som regnes som løsningen på Al-Kindis teknikk for frekvensanalyse. I et polyalfabetisk chiffer blir en melding kodet ved hjelp av to forskjellige alfabeter. Det ene er alfabetet som den opprinnelige meldingen skrives i, mens den andre er et helt annet alfabet som meldingen vises i etter å ha blitt kodet. Kombinert med tradisjonelle substitusjonschifre økte polyalfabetiske chifre i høy grad sikkerheten til kodet informasjon. Med mindre leseren kjente til alfabetet som meldingen opprinnelig var skrevet i, var frekvensanalyseteknikken ubrukelig.
Nye metoder for å kode informasjon ble også utviklet i renessansen, inkludert en populær tidlig metode for binær koding som ble oppfunnet av den kjente polyhistoren Sir Francis Bacon i 1623.
Fremskritt i senere århundrer
Vitenskapen om kryptografi fortsatte å utvikle seg gradvis gjennom århundrene. Et stort gjennombrudd innen kryptografi ble beskrevet, men kanskje aldri laget, av Thomas Jefferson på 1790-tallet. Han oppfant noe som kalles chifferhjulet, som besto av 36 ringer med bokstaver på bevegelige hjul som kunne brukes til å oppnå kompleks koding. Dette konseptet var så avansert at det fortsatt ble brukt som grunnlag for amerikansk militær kryptografi helt frem til andre verdenskrig.
I andre verdenskrig fikk vi også se det perfekte eksempelet på analog kryptografi, kjent som Enigma-maskinen. I likhet med chifferhjulet brukte denne enheten, som ble brukt av aksemaktene, roterende hjul for å kode en melding, og dette gjorde det praktisk talt umulig å lese uten en annen Enigma. Tidlig datateknologi ble etter hvert brukt for å knekke Enigma-chifferet, og vellykket dekryptering av Enigma-meldinger anses som en viktig del av de alliertes seier.
Kryptografi i dataalderen
Etter hvert som datamaskinen kom på banen, ble kryptografien mye mer avansert enn i den analoge tiden. 128-bits matematisk kryptering – mye sterkere enn noen chifre fra oldtiden eller middelalderen – er nå standarden for mange sensitive enheter og datasystemer. Fra og med 1990 ble en helt ny form for kryptografi, som ble kalt kvantekryptografi, begynt utviklet av informatikere i håp om igjen å heve beskyttelsesnivået som tilbys av moderne kryptering.
I den senere tid har kryptografiske teknikker blitt brukt for å gjøre kryptovaluta mulig. Kryptovaluta utnytter flere avanserte kryptografiske teknikker, inkludert hash-funksjoner, kryptografi med offentlig nøkkel og digitale signaturer. Disse teknikkene brukes først og fremst for å sikre dataene som lagres på blokkjeder, og for å autentisere transaksjoner. En spesialisert form for kryptografi, kjent som Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA / algoritme for digital signatur med elliptisk kurve), støtter Bitcoin og andre kryptovalutasystemer som noe som gir ekstra sikkerhet, og som sørger for at pengene bare kan brukes av de rettmessige eierne.
Kryptografi har kommet langt de siste 4000 årene, og det er ikke sannsynlig at det stopper opp med det første. Så lenge sensitive data krever beskyttelse, kommer kryptografi til å fortsette å utvikle seg. Selv om de kryptografiske systemene som brukes i kryptovalutablokkjeder i dag, representerer noen av de mest avanserte formene for denne vitenskapen, er de også en del av en tradisjon som strekker seg tilbake gjennom store deler av menneskenes historie.