Криптографія, наука про написання кодів і шифрів для безпечного зв'язку, є одним з найбільш важливих елементів, який уможливлює появу сучасних криптовалют і блокчейнів. Однак криптографічні методи, які використовуються сьогодні, є результатом неймовірно довгої історії розвитку. З давніх часів люди використовували криптографію для безпечної передачі інформації. Нижче наводиться цікава історія криптографії, яка призвела до появи передових і складних методів, що використовуються для сучасного цифрового шифрування.
Давнє коріння криптографії
Відомо, що примітивні криптографічні методи існували в давнину, і більшість ранніх цивілізацій, схоже, тією чи іншою мірою використовували криптографію. Заміна символів, найбільш основна форма криптографії, зустрічається як у давньоєгипетських, так і в месопотамських письменах. Перший відомий приклад цього типу криптографії було знайдено в гробниці єгипетського дворянина на ім'я Хнумхотеп II, який жив приблизно 3900 років тому.
Метою заміни символів у написах Хнумхотепа було не приховування інформації, а посилення її лінгвістичної привабливості. Найперший відомий приклад криптографії, що використовується для захисту конфіденційної інформації, був знайдений близько 3500 років тому, коли месопотамський писар використовував криптографію, щоб приховати формулу керамічної глазурі, яка використовувалася на глиняних табличках.
У пізніші періоди античності, криптографія широко використовувалася для захисту важливої військової інформації, цій меті вона служить і до сьогодні. У грецькому місті-державі Спарта, повідомлення були зашифровані записом на пергаменті, який обгортали навколо циліндра певного розміру, що робило повідомлення нерозбірливим, поки одержувач не обгортав його навколо аналогічного циліндра. Також відомо, що шпигуни в стародавній Індії використовували закодовані повідомлення ще у 2 столітті до нашої ери.
Найімовірніше, що найдосконаліша криптографія у стародавньому світі була досягнута римлянами. Яскравий приклад римської криптографії, відомої як шифр Цезаря, використовував зміщення літер зашифрованого повідомлення на ті, що йдуть на декілька місць пізніше у латинському алфавіті. Знаючи цю систему та кількість місць для перестановки букв, одержувач міг успішно розшифрувати повідомлення.
Розвиток в епоху Середньовіччя та Відродження
У середньовіччі криптографія ставала дедалі більш просунутою, але шифри заміщення, прикладом яких є шифр Цезаря, залишалися стандартом. Криптоаналіз – наука, за допомогою якої зламуються коди та шифри, почала наздоганяти все ще відносно примітивну науку криптографії. Аль-Кінді, відомий арабський математик, розробив метод, відомий як частотний аналіз, приблизно у 800 р. н.е., який зробив шифри заміщення вразливими для дешифрування. Тоді люди, які намагаються розшифрувати зашифровані повідомлення, вперше отримали доступ до систематичного методу, що дозволяє криптографії просуватися ще далі та бути корисною.
У 1465 році Леоне Альберті розробив поліалфавітний шифр, який вважається рішенням проти методу частотного аналізу Аль-Кінді. У поліалфавітному шифрі повідомлення кодується за допомогою двох різних алфавітів. Перший – це алфавіт, де написано вихідне повідомлення, а другий – це зовсім інший алфавіт, у якому повідомлення з'являється після кодування. У поєднанні з традиційними шифрами заміни, поліалфавітні шифри значно підвищують безпеку закодованої інформації. Якщо читач не знав алфавіту, в якому спочатку було написано повідомлення, метод частотного аналізу був марним.
Нові методи кодування інформації були розроблені в епоху Відродження, зокрема популярний метод двійкового кодування, винайдений знаменитим ерудитом сером Френсісом Беконом у 1623 році.
Досягнення останніх століть
Криптографія продовжувала активно прогресувати протягом століть. Великий прорив у криптографії був описаний Томасом Джефферсоном у 1790-х роках, хоча, можливо, так не був реалізований. Його винахід, відомий як колесо шифрування, складався з 36 кілець з літерами на рухомих колесах, які можна використовувати для досягнення складного кодування. Ця концепція була настільки розвинена, що стала основою для американської військової криптографії аж до Другої світової війни.
Друга світова війна також побачила чудовий приклад аналогової криптографії, відомої як машина Енігма. Подібно до колеса шифрування, цей пристрій, що використовувався державами Осі, використовував колеса, які оберталися для кодування повідомлення, що робило практично неможливим читання без іншого пристрою Енігма. Ранні комп'ютерні технології зрештою використовувалися, щоб допомогти зламати шифр Енігма. Успішне дешифрування повідомлень Енігма вважається найважливішим компонентом перемоги союзників.
Криптографія в комп'ютерну еру
З появою комп'ютерів криптографія стала більш просунутою, ніж в аналогову епоху. 128-бітове математичне шифрування, надійніше, ніж будь-який древній або середньовічний шифр, тепер є стандартом для багатьох пристроїв та комп'ютерних систем. Починаючи з 1990 року, вчені розробляли зовсім нову форму криптографії, яку називають квантовою криптографією, сподіваючись ще раз підвищити рівень захисту сучасного шифрування.
Нещодавно криптографічні методи також почали використовуватися для створення криптовалют. Криптовалюти використовують кілька передових криптографічних методів, зокрема хеш-функції, криптографію з публічним ключем та цифрові підписи. Ці методи використовуються головним чином для забезпечення безпеки даних, що зберігаються в блокчейні, а також для автентифікації транзакцій. Спеціалізована форма криптографії, відома як алгоритм цифрового підпису еліптичної кривої (ECDSA), лежить в основі Bitcoin та інших криптовалютних систем як засіб забезпечення додаткової безпеки та гарантії того, що коштами можуть користуватися лише їхні законні власники.
Криптографія пройшла довгий шлях за останні 4000 років, і навряд чи вона зупиниться. Поки конфіденційні дані вимагають захисту, криптографія продовжуватиме розвиватися. Криптографічні системи, що використовуються у криптовалютних блокчейнах сьогодні, є однією з найбільш просунутих форм цієї науки. Вони також є частиною традиційної історії людства.