Kryptografi, alltså vetenskapen om att skriva koder och chiffer för säker kommunikation, är en av de viktigaste delarna som ingår i att göra moderna kryptovalutor och blockkedjor möjliga. De kryptografiska teknikerna som används idag är resultatet av en otroligt lång utvecklingshistoria. Redan sedan antiken har människor använt kryptografi för att överföra information på ett säkert sätt. Här är den fascinerande historien om kryptografi som har lett fram till de avancerade och sofistikerade metoderna som används för modern digital kryptering.
Kryptografins anrika historia
Man vet att primitiva kryptografiska tekniker har funnits under antiken och de flesta tidiga civilisationer verkar ha använt kryptografi till viss del. Symbolbyte är den mest grundläggande formen av kryptografi och förekommer i både forntida egyptiska och mesopotamiska skrifter. Det tidigaste kända exemplet på denna typ av kryptografi hittades i graven för en egyptisk adelsman vid namn Khnumhotep II, som levde för cirka 3 900 år sedan.
Syftet med symbolbyte i Knhumhotep-inskriptionen var inte att dölja information, utan att förbättra dess språkliga stil. Det tidigaste kända exemplet på kryptografi som används för att skydda känslig information är för cirka 3 500 år sedan, när en mesopotamisk skrivare använde kryptografi för att dölja en formel för keramikglasyr, som användes på lerplattor.
Vid senare perioder under antiken användes kryptografi i stor utsträckning för att skydda viktig militär information, vilket är ett syfte som det fortfarande tjänar idag. I den grekiska staten Sparta krypterades meddelanden genom att skrivas på pergament som lades över en cylinder av en viss storlek, vilket gjorde meddelandet okrypterbart tills det lindades runt en liknande cylinder av mottagaren. På samma sätt är spioner i forntida Indien kända för att ha använt kodade meddelanden så tidigt som 100 år före Kristus.
Förmodligen uppnåddes den mest avancerade kryptografin i den antika världen av romarna. Ett bra exempel på romersk kryptografi, känd som Caesar-chiffer, innebar att bokstäverna i ett krypterat meddelande flyttades med ett visst antal platser ner i det latinska alfabetet. Genom att känna till detta system och antalet platser att flytta bokstäverna kan en mottagare lyckas avkoda det annars oläsliga meddelandet.
Utvecklingen under medeltiden och renässansen
Under medeltiden blev kryptografi allt viktigare, men substitutionschiffer, som Caesar-chiffret är ett exempel på, förblev standard. Kryptanalys, vetenskapen genom vilken koder och chiffer kan lösas, började komma ikapp den fortfarande relativt primitiva vetenskapen om kryptografi. Al-Kindi, en känd arabisk matematiker, utvecklade en teknik som kallas frekvensanalys runt 800 e.Kr. och som gjorde substitutionschiffer sårbara för dekryptering. För första gången fick personer som försökte dechiffrera krypterade meddelanden tillgång till en systematisk metod för att göra detta, vilket gjorde det nödvändigt för kryptografin att avancera ännu längre för att förbli användbar.
År 1465 utvecklade Leone Alberti det polyalfabetiska chiffret, som anses vara lösningen på Al-Kindis frekvensanalysteknik. I ett polyalfabetiskt chiffer kodas ett meddelande med två distinkta alfabet. Det ena är alfabetet som det ursprungliga meddelandet är skrivet i, medan det andra är ett helt annat alfabet där meddelandet visas efter att ha kodats. I kombination med traditionella substitutionschiffer ökade polyalfabetiska chiffer säkerheten för kodad information ordentligt. Om inte läsaren kände till alfabetet där meddelandet ursprungligen hade skrivits, var frekvensanalystekniken meningslös.
Nya metoder för kodning av information utvecklades även under renässansperioden, inklusive en populär tidig metod för binär kodning som uppfanns av den välkända polymatematikern Sir Francis Bacon 1623.
Framsteg under senare århundraden
Vetenskapen om kryptografi fortsatte att utvecklas gradvis genom århundradena. Ett stort genombrott inom kryptografin beskrevs, men kanske aldrig genomfördes, av Thomas Jefferson på 1790-talet. Hans uppfinning var känd som chifferhjulet och bestod av 36 ringar av bokstäver på rörliga hjul som kunde användas för att uppnå komplex kodning. Detta koncept var så avancerat att det skulle bli grunden för USA:s militära kryptografi fram till så sent som andra världskriget.
Andra världskriget skulle också få det perfekta exemplet på analog kryptografi, kallad Enigma-maskinen. Liksom hjulchiffret använde den här enheten, som användes av axelmakterna, roterande hjul för att koda ett meddelande, vilket gjorde det praktiskt taget omöjligt att läsa utan en annan Enigma-maskin. Tidig datorteknik användes så småningom för att hjälpa till att lösa Enigma-chiffret och den framgångsrika dekrypteringen av Enigma-meddelandena anses fortfarande vara en nyckelkomponent i de allierades seger.
Kryptografi i datorernas era
I och med ökningen av datorer blev kryptografi mycket mer avancerad än vad den var i den analoga eran. 128-bitars matematisk kryptering blev mycket starkare än ett anrikt eller medeltida chiffer och är nu standarden för många privata enheter och datorsystem. Från och med 1990 var en helt ny form av kryptografi, kallad kvantkryptografi, under utveckling av datavetare, i hopp om att återigen höja skyddsnivån som erbjuds av modern kryptering.
På senare tid har kryptografiska tekniker även använts för att göra kryptovalutor möjliga. Kryptovalutor utnyttjar flera avancerade kryptografiska tekniker inklusive hashfunktioner, kryptering med offentlig nyckel och digitala signaturer. Dessa tekniker används främst för att trygga säkerheten för data som lagras på blockkedjor och för att autentisera transaktioner. En specialiserad form av kryptografi, känd som Elliptical Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA), ligger till grund för Bitcoin och andra kryptovalutasystem som ett sätt att ge extra säkerhet och se till att tillgångar endast kan användas av deras rättmätiga ägare.
Kryptografi har utvecklats mycket under de senaste 4 000 åren och det är inte troligt att utvecklingen kommer att stanna av. Så länge känsliga data kräver skydd fortsätter kryptografin att utvecklas. Även om de kryptografiska systemen som används i kryptovalutornas blockkedjor idag representerar några av de mest avancerade formerna av denna vetenskap, är de även en del av en tradition som sträcker sig tillbaka genom en del av mänsklighetens historia.