Criptografia şi codurile secrete care au marcat istoria

Pentru a evita astfel de neplăceri, am putea opta pentru criptografie, metoda de codare care ne asigură că scrisoare va rămâne inteligibilă pentru intruşi, măcar o perioadă de timp, până când aceştia reuşesc să găsească cheia.

Criptografia este o ştiinţă destul de veche care s-a născut din necesitatea de a transmite mesaje secrete şi de a comunica eficient fără ca duşmanul să cunoască conţinutul scrisorii.

• Test de cultură generală. Cum sunt stabilite cursurile valutare?
• Povestea desprinsă din cărţi a îndrăgitului Petre Ispirescu. Nu a făcut niciun an de şcoală, a…

Aşa cum era de aşteptat, primele încercări de a trimite mesaje secrete s-au bazat pe ascunderea propriu-zisă a textului. Unele dintre cela mai vechi exemple au fost semnalate de Herodot în scrierile sale. Prezentând disputele dintre greci şi persani, părintele istoriei explică cum numai arta scrierii secrete a salvat Grecia de mânia armatei persane, atunci când elenii nu i-au trimis tribut şi daruri lui Xerxes, Regele Regilor. Spre norocul, grecilor, în Persia trăia Demaratos, un grec exilat care deşi locuia în oraşul persan Susa se simţea încă loial ţării natale, aşa că a trimis acasă un mesaj prin care să avertizeze conducătorii de pericolul ce îi aştepta. Neputând să trimită o simplă scrisoare, el a ras ceara de pe o tăbliţă, a scrijelit mesajul pe lemn şi a reacoperit suprafaţa cu ceară. Conform lui Herodot, grecii nu au ştiut ce să facă cu tăbliţa până când, fiica lui Cleomenes şi soţia lui Leonidas, Gorgo, şi-a dat seama că mesajul se afla sub ceara. Mulţumită acestui avertisment trimis printr-o metodă ingenioasa, grecii l-au învins pe Xerxes chiar în ziua atacului, în data de 23 septembrie 480 î.Hr.

Aşa a luat naştere steganografia, comunicarea secretă creată prin ascunderea mesajului care s-a manifestat prim mijloace inedite în primele secole, de la tatuarea mesajelor pe scalpul unui sol, aşa cum a făcut Histaios atunci când i-a trimis un mesaj de încurajare lui Aristagoras din Milet pentru a-l convinge să lupte împotriva regelui persan, până la scrierea sa pe o bucată de mătase ce urma a fi împăturită şi acoperită cu ceară pentru ca mesagerul să o poată înghiţi, aşa cum era obiceiul la vechii chinezi.

Deşi steganografia a fost utilizată îndelung, ea are un mare defect şi anume acela că mesajul odată descoperit, poate fi descifrat cu uşurinţă. Prin urmare, apariţia criptografiei era imperios necesară nu pentru a ascunde neapărat mesaje ci pentru a le face inteligibile.

La rândul său, criptologia poate fi şi ea împărţită în două subdiviziuni: transpoziţia şi substituţia. Transpoziţia presupune ca literele dintr-un mesaj să fie pur şi simplu rearanjate cu scopul de a crea anagrame. Totuşi, această metodă este folosită cu precădere pentru mesajele scurte şi poate fi nesigură având în vedre că, în acest caz există un număr limitat de litere ce pot fi rearanjate relativ repede. În textele lungi, transpoziţia oferă oarecare siguranţă. Pe măsură ce numărul literelor creşte, numărul combinaţiilor posibile se multiplică, iar descifrarea mesajului se poate face doar cunoscând sau aflând procedeul exact de codificare.

Substituţia, pe de altă parte, ca metodă de codificare, este una dintre cele mai vechi modalităţi de criptare şi unele dintre cele mai vechi descrieri ale sale apar în Kama-sutra, text scris în secolul al IV-lea de învăţatul brahman Vatasyayana. Aici, femeilor li se recomandă să studieze 64 de arte printre care şi arta scrierii secrete prin care pot comunica în secret cu iubiţii. Una dintre tehnicile recomandate de brahman este gruparea alfabetului pe perechi alese la întâmplare pentru ca apoi fiecare literă să fie substituită cu perechea ei.

Simplitatea şi eficienţa acestui mod de codare a mesajului a făcut ca substituţia să domine scrierile din primul secol. Dar tot în această perioadă au apărut şi indivizii specializaţi în spargerea codurilor. Deşi marii învăţaţi credeau că nu este posibil ca mesajele secrete create prin substituţie să fie sparte, din cauza numărului uriaş de potenţiale chei, spărgătorii de coduri au găsit metode prin care mesajele erau descifrate rapid.

De fapt, descoperirea s-a produs în Orient, acolo unde comerţul, dar şi dezvoltarea culturală erau în floare şi unde rata infracţionalităţii era redusă datorită legilor şi pedepselor stricte. Mare parte din comunicarea de aici era bazată pe criptare. Până şi administratorii foloseau alfabete cifrate pentru a-şi scrie actele, iar important este faptul că ei nu au făcut numai atât, ci au reuşit să pună bazele criptanalizei, ştiinţa prin care codurile pot fi sparte fără a fi nevoie de cunoaşterea cheilor care au dus la criptare.

Cunoscând arta prelucrării hârtiei, civilizaţia musulmană a ajutat la răspândirea cunoştinţelor dobândite. Astfel europenii au putut învăţa modalităţile de decriptare pe care au început să le pună în practică în diverse instituţii, pe măsură ce criptografia devenea un instrument diplomatic.

În Cartea Codurilor scrisă de Simon Singh, autorul susţine că istoria europeană îl indică drept prim mare cartograf pe Giovanni Soro, care a fost numit în funcţia de secretar criptograf al Veneţiei în 1506. Soro era faimos în toată Italia iar statele prietene îi trimiteau mesaje pentru a le descifra. Chiar şi Vaticanul, care la ora aceea era al doilea centru activ de analiză, apela la serviciile lui.

Şi la alte curţi din Europa criptologia era foarte serios tratată de specialişti renumiţi. În Franţa, de exemplu, Philibert Babou era un criptanalist dedicat regelui Francisc I. Din păcate, însă, regele a profitat de faptul că Babou lucra zi şi noapte le descifrarea mesajelor şi a avut o relaţie amoroasă cu soţia sa. Un alt francez renumit pentru capacitatea sa uimitoare de a descifra mesaje a fost Francois Viete care avea o pasiune pentru decriptarea mesajelor spaniole. Atunci când regele Spaniei, Filip al II-lea, a aflat că francezii i-au interceptat mesajele a considerat că abilităţile lui Viete sunt diavoleşti şi s-a plâns Vaticanului. Deşi conducătorul spaniol a cerut judecarea criptanalistului pe motiv că „s-a făcut frate cu dracu” şi utilizează magia, Papa, care avea proprii specialişti în decriptare, a respins cererea.

Între timp, dându-şi seama de importanţa cifrului, marile puteri optat pentru îmbunătăţirea lui. Una din cela mai simple modificări a fost adoptarea nulelor, a acelor simboluri care nu înlocuiesc litere, ci care au rolul de a-l induce în eroare pe inamic.

Probabil cel mai reprezentativ şi cunoscut caz care a implicat criptanaliza a fost cel al Reginei Maria a Scoţiei, a cărei soartă a fost hotărâtă de un petec de hârtie. În anul 1568, Maria merge în Anglia unde caută refugiu, fiind alungată de nobilime, însă Regina Elisabeta I, o arestează sub pretextul că şi-ar fi omorât propriul soţ. De fapt, adevăratul motiv era că Maria, o catolică, reprezenta o ameninţare pentru verişoara ei Elisabeta care încerca să persuadeze poporul şi să adopte protestantismul. În 1586, după 18 ani de închisoare, ea primeşte de un val de scrisori cu mesaje criptate de la susţinători. Mai mulţi tineri plănuiesc să o elibereze pe Maria şi să o înlăture pe „uzurpatoarea” Elisabeta, fiica nelegitimă a lui Henric.

Din păcate, spionii lui Sir Francis Walsingham, secretarul de stat al reginei Elisabeta, pun mâna pe mesaj şi reuşesc să îl descifreze şi chiar să îl şi falsifice.

După ce Maria le dă susţinătorilor ei binecuvântarea de a-şi duce la bun sfârşit planul care presupunea uciderea Elizabetei, Walsingham, cel ce interceptase şi acest mesaj, falsifică un postscriptum la scrisoarea întemniţatei şi le cere susţinătorilor mai multe detalii pentru a putea afla cine stătea în spatele acestui complot.

Din cauza acestui cifru slab, în data de 15 octombrie, Regina Maria este adusă în faţa justiţiei şi este acuzată de trădare, iar la 8 februarie 1587 este decapitată la Castelul Fotheringhay, în faţa a sute de oameni.

În urma acestui eveniment este clară necesitatea unei schimbări în ceea ce priveşte complexitatea cifrului. După ce timp de mai multe secole, substituţia monoalfabetică a fost suficientă pentru transmitere mesajelor secrete, în anii 1460 a început să se aducă o îmbunătăţire revoluţionară. La sfaturile florentinului Leon Battista Alberti, timp de mai multe zeci de ani, specialiştii vor pune bazele unui cifru care utiliza mai multe alfabete. Acum, metoda este cunoscută sub numele de cifru Vigenere, în onoarea celui care i-a acordat forma finală, Blaise Vigenere, şi presupune utilizarea a 26 de alfabete pentru scriere unui mesaj. Fiecare alfabet din tabel este decalat cu o literă, iar expeditorul poate cripta un mesaj folosind unul sau mai multe rânduri. Pentru descifrarea mesajului, destinatarul trebuie să cunoască care rând din pătrat să folosească pentru citirea fiecărei litere. Prin urmare, expeditorul şi receptorul trebuie să stabilească între ei un sistem de schimbare a rândurilor. Mulţumită acestui tip de criptare, o literă care apare de câteva ori într-un text, va putea fi reprezentată de fiecare dată de o literă diferită.

Un alt cifru vestit şi complex a fost cel al lui Ludovic al XIV-lea inventat de Antonie şi Bonaventure Rossignol. Marele Cifru s-a dovedit a fi atât de bun încât a sfidat şi eforturile următoarelor generaţii de spărgători de coduri. Abia după anii 1890, istoricii descoperă o serie de scrisori ale lui Ludovic al XIV-lea, cifrate cu Marele Cifru, iar comandantului Etienne Bazeries îi revine sarcina de a desluşi codul.

După luni de mumcă istovitoare, Bazeries observă că un grup de cifre (124-22-125-56-345) se repetă de mai multe ori pe fiecare pagină şi presupune că reprezintă „les-en-ne-mi-s”, adică „les ennemis” (inamicii). Descoperirea s-a dovedit a fi una crucială ce a condus la descifrarea scrisorilor şi la elucidarea multor mistere printre care şi adevărata identitatea a Omului cu Masca de Fier, personaj ce a dat naştere unui val de speculaţii şi despre care au scris Alexandre Dumas şi Victor Hugo. Descifrarea scrisorilor a scos la iveală faptul că Omul cu Masca de Fier nu a fost nici fratele geamăn al regelui, nici o altă rudă a sa, ci Vivien de Bulonde, comandantul care a condus un atac împotriva oraşului Cuneo şi care a fost pedepsit pentru indisciplina sa.

În secolul al XVIII-lea, criptanaliza devine o industrie, iar fiecare putere europeană avea aşa-numitele Camere Negre unde se opreau scrisorile pentru ambasadori, se copiau şi se descifrau.

Pe lângă evoluţia criptanalizei, şi crearea telegrafului îi determină pe specialişti să caute metode tot mai sigure de criptare. De exemplu, la începutul anilor 1800 în Anglia, Sir Charles Wheatstone şi William Fothergill Cooke au construit detectoare din ace magnetizate, care erau deviate în prezenţa curentului magnetic. Astfel se puteau trimite mesaje la câteva zeci de kilometri distanţă. Informaţiile legate de telegraf s-au răspândit rapid, iar la popularizarea lui a contribuit puternic vestea naşterii celui de-al doilea fiu al reginei Victoria şi al prinţului Alfred. Ştirea a ajuns în Londra prin intermediul telegrafului şi în mai puţin de o oră a fost publicată în The Times.

Între timp, în America, Samel Morse construise un alt sistem de telegraf care folosea un electromagnet cu scopul de a amplifica semnalul care, odată ajuns la destinatar era destul de puternic pentru a trasa o serie de semne şi care, cu timpul a fost dotat cu un dispozitiv sonor astfel încât destinatarul să poată identifica fiecare literă.

O altă mare invenţie a secolului XIX a fost radioul lui Guglielmo Marconi care permitea transmiterea informaţiilor dintr-un punct în altul fără a necesita existenţa unui fir. Totuşi această capacitate de răspânire a informaţiilor putea expune trupele armate la mari pericole, având în vedere că mesajele puteau ajunge cu aceeaşi uşurinţă la inamici. În timpul războiului au fost create mai multe coduri dintre care doar puţine s-au putut bucura de longevitate, mare parte a mesajelor fiind relativ uşor de decriptat.

După toate aceste eşecuri din perioada războiului, criptografii nu s-au lăsat înfrânţi şi au căutat soluţii pentru scrierea mesajelor codate în moduri cât mai sigure. Roadele acestei munci intelectuale nu au întârziat să apară, căci nu a durat mult până când au făcut o descoperire ce a ajutat la restabilirea comunicării secrete pe câmpul de luptă.

În 1918, inventatorul german Arthur Scherbius a construit o maşină criptografică care avea la bază discul de cifrare creat în secolul al XV-lea, o invenţie a unui arhitect italian, pe numele său Leon Alberti. Enigma, aşa cum a fost botezată maşina, a devenit în scurt timp cel mai de temut sistem de criptare din istorie. Cu ajutorul acestei maşini, expeditorul putea să tasteze textul în clar, iar maşina genera mesajul criptat. La rândul său, destinatarul, dotat şi el cu o Enigma şi un exemplar al cărţii de coduri, tasta textul cifrat pentru a genera mesajul în clar. În acest caz, chiar dacă inamicul captura o astfel de maşină, decriptarea mesajului era una dificilă în lipsa configuraţiilor iniţiale folosite pentru scrierea mesajului. Fără cartea de coduri, inamicul trebuie să încerce toate cele 17.576 configuraţii posibile de codare. Cu timpul, maşina a primit îmbunătăţiri datorită cărora Germania ajunsese să se bucure de cel mai sigur sistem de comunicaţii din lume.

În al doilea Război Momdial, situaţia se schimbă iar supremaţia în domeniul decriptării o deţin englezii care au inventat dispozitivul de decodificare numit Colossus. Această maşinărie a fost considerată părintele computerului modern şi a determinat dezvoltarea criptografiei în timpul ultimei jumătăţi a secolului XX.

După naşterea ARPANet, în 1969, care a permis conectarea a 4 situri într-un an, şi care, mai târziu, a dus la dezvoltarea internetului, criptograful Whitfield Diffie, pasionat de problema codurilor, se dovedeşte a fi capabil să schimbe istoria. El a prevăzut revoluţia digitală şi gândindu-se că va veni o vreme când aproape fiecare om va avea propriu calculator şi-a imaginat situaţi în care un individ ar dori să cumpere bunuri de larg consum prin intermediul internetului şi cu ajutorul unui card de credit. În astfel de cazuri, cele două părţi ar trebui să cunoască cheia. Dificultatea, însă, constă în faptul că acea cheie nu poate fi cunoscută de ambele părţi decât dacă una dintre ele călătoreşte până la cealaltă pentru a o împărtăşi. Împreună cu profesorul Martin Hellman de la Universitatea Stanford, California, Diffie crează criptografia asimetrică sau criptarea cu cheie publică. Tehnica utilizează o pereche de chei: o cheie publică şi o cheie privată. Un utilizator care deţine o astfel de pereche îşi publică cheia publică astfel încât oricine doreşte să o poată folosi pentru a îi transmite un mesaj criptat. Numai deţinătorul cheii secrete (private) este cel care poate decripta mesajul astfel criptat. Metaforic vorbind, criptografia asimetrică poate fi imaginată astfel: un lacăt poate fi închis de oricine apasă pe el, dar numai deţinătorul cheii îl mai poate deschide.

Aşa cum a prezis Diffie la începutul anilor 70, omenirea a intrat în Epoca Informaţiei, o eră postindustrială unde cel mai de preţ bun este informaţia. Schimbul de informaţie digială este o parte integrată a societăţii şi miliarde de e-mailuri sunt trimise zi de zi. Banii se transmit cu rapiditate prin cyberspaţiu şi se estimează că zilnic, jumătate din PIB-ul lumii trece prin reţeaua Societăţii Internaţionale de Telecomunicaţii Financiare Interbancare.

În acest context, este lesne de înţeles de ce în Epoca Informaţiei, criptografia reprezintă una din cele mai importante ştiinţe. Informaţiile care circulă de la un capăt al lumii la altul, prin intermediul internetului trebuie să fie protejată. Timp de 2000 de ani criptografia a fost importantă pentru regi, regine, guverne şi armată, dar acum ea facilitează şi dezvoltarea afacerilor şi chiar protejarea intimităţii.

De calitatea şi evoluţia criptologiei depinde Succesul Epocii Informaţionale, ea asigurându-ne lacătele şi cheile datelor celor mai de preţ.