مقدمه:
امنیت اطلاعات و رمزنگاری آن موضوعی است که بشر از زمان اختراع رسم‌الخط تاکنون با آن مواجه بوده و نیاز به رمزنگاری اطلاعات در هر قرنی مهم تر و با اهمیت تر از قرن پیشینش بوده و الگوریتم ها و متدهای رمزنگاری نیز بلطبع با رشد فناوری و دانش بشر در حال پیشرفته تر و پیچیده تر شدن هستند.
با توجه به عدم دانش جمع کثیری از انسانهایی که در قرن های پیش می زیسته اند روش های رمزنگاری بسیار ساده و پیش پا افتاده بوده‌اند اما به مرور روشهای جدید ابداع و کیفیت رمزنگاری اطلاعات به شدت بالاتر رفته است در حدی که شکستن رمز های الگوریتم های رمزنگاری از توان بشر خارج و چالش های مربوط به آن در سطح ابر کامپیوتر ها در حال بررسی است و شکستن رمز الگوریتم های پیشرفته امروزی تنها از ابرکامپیوترها بر می آید و بشر به تنهایی قادر به شکستن آنها نیست.
در این مقاله تاریخچه رمزنگاری و روشهای رمزنگاری اطلاعات را معرفی و مسیر تعالی و رشد الگوریتم های رمزنگاری و افراد تاثیرگذار در این مسیر را به صورت اجمالی معرفی خواهیم کرد.
3500 سال قبل از میلاد:
خط میخی ابداع سومری ها و قدیمی‌ترین رسم‌الخط شناخته شده در تاریخ بشر است که تا قرن نوزدهم میلادی کسی از مضمون آن چیزی نمی دانست و نهایتاً در قرن 21 دانشمندان زبان باستانی موفق به رمزگشایی آن شدند.
اگرچه در همین قرون کاربرد ترسیم اشکال در انتقال مضامین در تمدنهای مختلف مرسوم بوده است ولی خط میخی را می‌توان نخستین رسم الخط باستانی به حساب آورد. در مصر نیز همین حدود از پهنه تاریخ خط هیروگلیف ابداع شده است.
هیروگلیف مرموزتر و دشوارتر از خط میخی بود و اعتقاد بر این بود که مرموز و مبهم بودن این رسم الخط دلایل مذهبی و تاریخی دارد و عمدتاً افکار کاهنان و فراعنه را منتقل می‌کرده است ولی اکنون پژوهش‌ها نشان میدهد که ابداع این رسم‌الخط بیشتر جنبه اقتصادی و بازرگانی داشته است.
1900 سال قبل از میلاد:
اولین رگه های رمزنگاری متون به آثاری کشف شده از حدود ۱۹۰۰ سال قبل از میلاد بر می گردد یعنی حدود ۱۶۰۰ سال بعد از ابداع رسم الخط هیروگلیف. در کنده کاری ها و پاپیروس های کشف شده از این دوران به نظر می‌رسد که از رسم الخط نامتعارف هیروگلیف برای مخفی نگه داشتن مضمون نوشته از بیگانگان و دشمنان بهره گرفته شده است در همین دوران امضای فرامین توسط فرعون برای رسمیت بخشیدن به فرامین سلطنتی مرسوم شده است در این دوران رسم الخط هیروگلیف به غنای کامل رسیده بود و الفبای این زبان بیش از ۷۵۰ نماد را در برمیگرفت.
1500 سال قبل از میلاد:
در بین النهرین از رمزنگاری برای مخفی نگه داشتن فرمول ساخت ظروف سفالی استفاده شده است. تحقیقات نشان میدهد که در لوح رمزنگاری شده این فرمولها از حروف میخی که کمترین کاربرد و پایینترین تکرار را در متون میخی رایج داشته بهره گرفته شده است.
500 تا 600 سال قبل از میلاد:
عبریها در نوشتن کتاب مقدس ارمیای نبی گاه به نوعی از رمزنگاری متوسل شدند که به رمز ATBASH شهرت دارد.
نام بسیاری از مکان ها و افراد در کتاب مقدس عبریها عمداً با رمز ATBASH به صورت مخفی و مبهم نوشته شده است.
این رمز بسیار شبیه به رمز جانشینی است.
یک کار کرد این رمزنگاری بدین صورت است که در ATBASH اولین حرف از الفبای عبری با آخرین حرف جدول الفبا جانشین میشد. به همین نحو دومین حرف با حرف ماقبل آخر و این روال به همین ترتیب تکرار میشد تا متن رمز شده به دست آید.
486 سال قبل از میلاد:
یونانیان باستان روشی را برای مخفی نگه داشتن نوشته ها ابداع کردند که بسیار ساده بود. یک چوب بلند و نازک را با نواری باریک از پاپیروس چند و یا پوست به صورت اریب نوارپیچی می کردند. سپس پیام به صورت افقی بر روی این استوانه نوشته و سپس نور را باز و آن را تحویل پیک می دادند تا به گیرنده تحویل بدهد. بدیهی است که فقط کسی می‌توانست این پیام را بازخوانی کند که چوب و او از لحاظ ضخامت و طول هم اندازه با چوب کاتب پیام باشد. بر اساس شواهد ضمنی ابداع این روش به شاعر یونانی “ارشیلوس” که در قرن هفتم قبل از میلاد می‌زیسته منسوب است. حدود ۵۰۰ سال را از این روش مخفی ماند تا در نهایت در سال ۱۲۰ قبل از میلاد راز این روش نگارش برملا شد.
50 تا 60 سال قبل از میلاد:
ژولیوس سزار با ابداع روشی بسیار ساده به ارسال رمزنگاری شده پیام برای فرماندهان خود رسمیت بخشید. این روش در عین سادگی اولین الگوی رمزنگاری ثبت شده در تاریخ به شمار می آید. در این الگو هر حرفی از متن با حرف ای که در جدول الفبا به فاصله K حرف فاصله داشت جانشین میشد.
اگر بخواهیم مثالی را با الفبای انگلیسی بیان کنیم و فرض کنید که در رمز سزار K مساوی 3 فرض شده باشد یعنی هر حرف از متن با حرف ای که در جدول الفبا به فاصله سه حرف بعد از آن قرار گرفته جانشین شود بدین ترتیب جدول جانشینی بدست می آید.مثلا حرف A به D تبدیل میشود. الگوی رمزنگاری ژولیوس سزار برای دورانی که ازهر قبیله به ندرت کسانی باسواد بودند به قدر کافی از امنیت لازم برخوردار بود ولی امروزه بیشتر به یک شوخی شبیه است.
1466 سال پس از میلاد:
دانشمند ایتالیایی به اسم لئون باتیستا آلبرتی یک دیسک رمزنگاری چند حرفی را ابداع کرد که با چرخش دیسک یک حرف جدید برای جایگزینی به دست می آمد .این روش تا قرن شانزدهم مورد استفاده قرار می گرفت و به خیال آلبرتی روش غیرقابل شکسته شدنی بود.
در دیسک آلبرتی که از دو بخش هم محور فلزی تشکیل شده بود بر روی لبه بیرونی حروف به ترتیب معمولی جدول الفبا هک شده بودند بر روی دیسک میانی حروف الفبا با ترتیبی تصادفی درج شده بود رمزنگاری و رمزگشایی به یک کلید رمز نیاز داشت تا بر اساس آن میزان چرخش دیسک چرخ آن مشخص شود. دوچرخه فلش دیسک بر اساس کلید رمز جانشین حرف با حرف جدید مشخص می گردید از آنجا که این جانشینی بر اساس کلید صورت می گرفت و بسیار مستحکم تر از روشی مثل روش سزاربود.
1587 پس از میلاد:
رمز وینگر روشی چند حرفی است بدین معنا که به جای آنکه ارتباطی یک به یک بین حرف و جانشین آن تعریف شود هر حرف می تواند با یکی از چندین حرف تعریف شده جایگزین شود در رمز ویگنر باید کلیدی انتخاب و برای آنکه طول کلید هم اندازه متن شود به تعداد مورد نیاز تکرار شود.
ملکه اسکاتلند وقتی متنی رمزنگاری شده به روش تک حرفی را علیه ملکه الیزابت نوشت نمی‌دانست که توماس فیلیپس این رمز را خواهد شکست و پرده از توطئه ملکه اسکاتلند بر خواهد داشت. شکسته شدن رمز نامه ملکه که برای خیانت به ملکه الیزابت و دستگاه پادشاهی او و براندازی تاج و تختش نوشته شده بود سرش را به باد داد چرا که به دستور ملکه الیزابت فوران گردن زده شد و دنیای رمز شکنی اولین قربانی خود را در تاریخ ثبت کرد.
1626 پس از میلاد:
در دربار لویی چهاردهم یک روش رمزنگاری به نام رمز کبیر توسط رزینول ابداع شد که به جای حروف و اعراب زبان فرانسه اعداد جایگزین میشدند.
1753 پس از میلاد و اختراع تلگراف:
با اختراع تلگراف هیچ چاره‌ای باقی نمی ماند مگر آنکه حروف به نحوی با سیگنالهای الکترواستاتیکی جایگزین شود لذا باید نوعی از رمزنگاری به کار گرفته میشد تا بتوان حروف ۱۶ گانه جدول الفبا را از طریق خطوط تلگراف منتقل کرد.
1845 پس از میلاد و کد مورس:
ساموئل مورس کد مورس را که بیشتر از یک قرن کاربرد داشت ابداع کرد اختراع کد مورس با این هدف صورت گرفت که هر حرف الفبا به دنباله ای از علائم الکتریکی شامل ۵ نماد مختلف کد شده و بر روی یک رشته سیم واحد ارسال شود و بدیهی است که در سمت گیرنده بایستی کد مورس توسط یک متخصص بازخوانی و رمزگشایی میشد.
1863 پس از میلاد و شکستن رمز وینگر توسط کاسیسکی:
کاسیسکی در این سال روشی را برای شکستن رمز وینگر ارائه کرد که مبتنی بر یافتن طول کلمه کلید بود.
سپس متن رمز شده به قطعاتی متناسب با طول کلید تقسیم میشد.
این قطعات در حقیقت طبق جدول وینگر با مقادیر مشخص جانشین شده بودند لذا طبق پیشنهاد کاسیسکی ابتدا این قطعات مورد مطالعه آماری قرار می‌گرفتند تا مشخص شود چه قطعاتی بیشترین تکرار را دارند. سپس این قطعات با تحلیل فراوانی تکرار حروف تحلیل و رمز شکنی میشدند تا کلید رمز و در نهایت متن اصلی به دست آید.
1883 پس از میلاد و آگوست کرکهوفس:
وی به خاطر دو مقاله بسیار مهم که در سال ۱۸۸۳ در رنال علوم نظامی منتشر کرد در دنیای رمزنگاری مدرن جایگاه بسیار ویژه ای دارد. اصول شش گانه ای به نام خود او در تاریخ ثبت شده که زیر بنای روش های رمزنگاری مدرن است.
تلگرام زیمرمن و جنجال 1917:
در سال ۱۹۱۷ تلگرامی توسط زیمرمن رمزنگاری و مخابره شد که به دست حکومت بریتانیا افتاد و رمز شکنی شد. در این تلگرام زیمرمن پیشنهاد داده بود که آلمان ها با مکزیک متحد شود و با پیشنهاد کمک های مالی سران مکزیک را به تحریک علیه آمریکا و اتحاد با آلمان ترغیب کنند. موسیقی این پیام بهانه ای بود که ایالات متحده نیز در جنگ جهانی اول به صف مخالفان آلمان بپیوندد. در خلال جنگ جهانی اول ارتش آلمان از روشی موسوم به ADFGVX برای رمزنگاری پیام ها استفاده می کرد.
1918 ماشین انیگما:
در این سال آرتور شربیوس دستگاه مکانیکی مشهور به انیگما را برای رمزنگاری اسناد محرمانه عرضه کرد که بر اساس چرخش یکسری روتور هم محور و یکسری اتصالات الکتریکی ساخته شده بود. بر روی روتر ها حروف Aتا Z هک شده بودند و هر روتور به ۲۶ اتصال الکتریکی مجهز بود. به ازای هر حرف که بر روی این ماشین تایپ فشار داده میشد حرفی در خروجی چاپ میشد که به موقعیت فعلی روتور و وضعیت کنونی اتصالات وابسته بود نازی ها قبل از جنگ جهانی دوم از مشتریان پروپاقرص این ماشین بودند.
1937 کد ناواجو:
کد ناواجو مشهور ترین روش ارسال پیام های سری در قالب کد ها و کلمات نامفهوم و مبهم بود که در خلال جنگ جهانی دوم توسط ارتش ایالات متحده به کار گرفته شد.
این کد از یک لهجه محلی سرخپوستی به نام ناواجو الهام گرفته شده بود هیچ ادبیات مکتوب یا الفبای خطی نداشت و طبعاً این لهجه آهنگ این پیچیده و سریع که در یک اجتماع بسیار کوچک تکلم می شد در آن ایام هیچ مترجمی نداشت. در خلال جنگ جهانی دوم در کل دنیا شمار افراد غیر بومی که این زبان را می‌فهمیدند از ۳۰ نفر فراتر نمی رود و تمام این افراد نیز در آژانس امنیت ملی آمریکا خدمت می کردند.
1949 کلودشانون:
در این سال آقای کلود شانون با انتشار مقاله خود رابطه مقدار حداقل اطلاعات رمز نشده ای را که می‌توان از معادل رمز شده آن استخراج کرد (با فرض دسترسی نفوذگر به منابع بی پایان مثل زمان و امکانات) پیشنهاد کرد.
او با پایه گذاری تئوری اطلاعات کمک بزرگی به علم سایبرنتیک کرد که دانش رمزگذاری نیز از آن بهره بسیاری بود
رساله کارشناسی ارشد آقای شنون بهترین پروژه قرن شناخته شده است.
1970 سرویس MI6:
سرویس اطلاعاتی انگلستان به رهبری جیمز هالیس روش رمزنگاری کلید عمومی را ابداع ولی آن را مخفی نگه داری کرد.به همین دلیل نام آن ها در سایه نام ری وست،شامیر و ادلمن مخفی ماند چرا که این سه نفر در دانشگاه ام آی تی هم این روش را به ثبت رسانده و به طور فراگیر اعلام کردند.
1971 هارست فیستل:
آقای فیستل در سیستم رمزنگاری متقارن خود “لوسیفر” را در شرکت IBM ابداع و تکمیل کرد. این ابداع بعداً پایه روش رمزنگاری DES شد که برای حدود ۲۰ سال استاندارد دولت فدرال آمریکا بود. با معرفی تحقیقات آقای فیستل در IBM دامنه تحقیقات رمزنگاری به دانشگاه ها و مراکز تحقیقاتی غیر نظامی کشیده شد و توانست جای خود را به عنوان شاخه ای از دانش در اذهان عمومی باز کند چرا که تا قبل از این زمان تحقیقات رمزنگاری با هاله ای از بدبینی مواجه بود.
نتیجه گیری:
اگر امنیت نسبی اطلاعات در سال 2021 را شاهد هستیم این امر را مدیون افرادی هستیم که در طول تاریخ و به اقتضای زمانه و نیاز ها و سطح دانش بشر در آن زمان اقدام به ابداع روش های رمزنگاری نموده اند که برای عصر آنها بسیار کارآمد بوده و امنیت اطلاعات آنها را حفظ کرده است.
بدون شک امنیت الگوریتم های رمزنگاری امروزی نیز در آینده مورد چالش قرار میگیرد و همانگونه که روش های رمز نگاری گذشتگان برای ما راحت به نظر می‌آید بعید نیست که آیندگان ما نیز همین نظر را در مورد الگوریتم های فوق پیشرفته کنونی داشته باشند.
زندگی در جریان است و بشر به راه رشد و تعالی همواره ادامه میدهد.زنده باد علم
منبع : کتاب امنیت داده ها دکتر احسان ملکیان-دکتر ذاکرالحسینی
