bullet next back 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).