Autor :
Jan B. Hurych
Název :
UMÍME SAMOSTATNĚ MYSLET?
Kapitola:
KRYPTOGRAFIE
Už od té doby, kdy se lidé naučili psát, přemýšleli o tom, jak to, co napsali, také utajit
před všetečnýma očima někoho, kdo umí také číst. Metody utajení můžeme zhruba rozdělit na dvoje:
1) kódy
2) šifry
3) steganografii
Prozatím nám stačí si říci, že texty v první a druhé skupině jsou hned nápadné tím, že jím není rozumět a tím se prozradí, že jsou tajné :-). O to větší pak musí být úsilí, aby je někdo nevyřešil.
Steganografie na druhé straně usiluje o to, aby nikoho ani nenapadlo, že zpráva - která vypadá jako normální - má v sobě ukryt tajný text. proto se soustřeďuje víc na zamaskování a přídavné kódování už je více méně jen jeho částí.
V dnešní době je utajování informace kódováním nebo šifrováním běžné - dokonce tak, že se často mluví jen o
zakódování a myslí se tím obojí. Elektronická pošta, finanční transakce, vojenské či průmyslové tajemství, to vše se vesele
zakrývá našim očím a uším a heslo "nepřítel naslouchá" se vnucuje už dětem v kolébce.
Kódy je jeden takový způsob: za pomoci seznamu čísel (či hesel) se nahrazují
( většinou) celá slova slovy jinými. Mohou to být ale třeba i jen písmena, viz
morseovku, plným jménem "Morseův kód", který dokonce kdysi už sám stačil zatajit těm, co
morseovku neznali, obsah depeše. Nebo to může být cizí písmo, nebo něco ve formě hieroglyfů, vyberte si.
Tam, kde se nahrazují celá slova, je třeba mít tzv. "knihu kódů" - tu když pak seženete, je s
nepřítelem ámen :-).
Když ji ovšem neseženete, musíte pracně hádat význam jednotlivých slov
či kódů. I to se vyplatí, protože vytvořit takovou knihu trvá dlouho a proto se často nevyměňuje. V dnešní době počítačů to je ovšem lehčí: nejen že vám ji rychle pomohou vyrobit, ale ji i někam šikovně uloží a vy si ji pak šikovně stáhnete a může se pak
brzo vyrobit zase jiná. Špióni už ve druhé s větové válce měli tzv.
"onetime pad" což byl blok, na každé stránce jiná série kódu, jeden
list na každý den a ten se použil a utrhl a zničil. I když nepřítel vyluštil jednu zprávu (
teoreticky - prakticky to je jedné z právy nemožné,
pokud neseženeme klíč na ten den) nebylo mu to už druhý den nic platné.
Nevýhoda? Jistě: noste s sebou po kapsách trhací blok s nápadným i kódy!.
Daleko
praktičtější jsou šifry, kde si stačí jen zapamatovat
algoritmus.. Ty jsou dvojího druhu: substituční a transpoziční.
Substituční šifra nahrazuje každé písmeno nějakým jiným a to buď
"jednou abecedou" (jedno písmeno pořád tím samým) nebo "více abecedami" (písmeno se jednou nahradí jedním,
jindy zase jiným, podle té které abecedy). První způsob se luští tav. "frekvenční
tabulkou". Každé písmeno se totiž vyskytuje v tom kterém jazyce v
textu jen v určitým procentu. Není to perfektní, hodně se musí hádat, ale jde to
(pokud znáte ten jazyk). U víceabecedních šifer je ale frekvenční charakteristika plochá, každé písmeno
se tam vyskytuje poměrně stejně; právě protože se nahradí pokaždé jiným. Pak je užitečnější
tabulka tzv. bigrafů, tj. dvojic písmen a existují ještě rafinovanější metody. Pořadí, v jakém
nahrazujeme písmena a použité abecedy, to vše je dáno klíčem. Při sestavování textu (zašifrování) nám dnes značně pomáhají
počítače - a pochopitelně i s odšifrováním. Substituční šifry se
dnes hodně používají pří digitálním šifrování e-mailu a jiných dokumentů, protože jsou rychlé a velký počet
kombinací je nezastraší.
Transpoziční šifry ( s přemístěním písmen či částí slov) je poměrně lehké sestavit, ale daleko těžší už vyřešit. Pořadí písmen u zprávy s 100 písmeny je totiž možno sestavit v 9.33262154 × (10na157) kombinacích (tj. číslo se 157 nulami). Při šifrování se
totiž zanedbávají mezery a celkový text se pak normálně píšeí ve skupinách
po pěti, zvyk ještě z doby telegrafie. Už 400 let stará Cardanova mřížka ( popsaná
například ve Verneově "Matyáši Sandorfovi" je
takovou výbornou pomůckou: používá se nejen k šifrování, ale i naopak. Modernější jsou pak matricové ( čtvercové
či obdélníkové) šifry, opět lehce sestavené počítači, s tolika kombinacemi, že
je jejich řešení i počítači - nesmírně obtížné, protože rozlámou
slovní vazby.. Asi proto je o ně teď v komunikaci velký zájem.
I zde jde
ovšem použít frekvenční charakteristika písmen, která se ale liší pro
ten který jazyk a vyžaduje alespoň 500 písmen, aby byla věrohodná. Potíže působí také "nuly", tj. písmena, která nemají význam a jsou
tam dosazená jen proto, aby doplnila mřížku na potřebný počet písmen.
A aby
se řečení ještě víc ztížilo, používají se i kombinace. zpráva se
nejprve zašifruje substitucí a pak ještě zpřehází, nebo se používají víceabecední šifry., dokonce zmechanizované. První taková byla německá
Enigma, kde se daná abeceda pro to které písmeno určovala polohou kotoučů,
která se měnila písmeno od písmena. Počáteční poloha kotoučů se také měnila od zprávy ke zprávě,
takže není divu, že si Němci - a Japonci - mysleli, že to prostě nikdo nemůže rozluštit. Bohužel
neuměli samostatně myslet:-): operátoři používali často stejné počáteční pozice kotoučů,
stejné začátky zpráv nebo jejich ukončení a podobně. Také pomohlo, že se
pár nových kotoučů a mašin našlo (Enigma začala se třemi, později už měla
pět) - ale to vše by nestačilo, kdyby nebylo Angličana Touringa, který nejen pomáhal zkonstruovat celý řešící systém, ale dokázal vymyslet i nové, geniální metody řešení
a navíc automatizované ( kotouče poháněl motor).