رمزنگاری؛ تکنیکی امن برای انتقال اطلاعات با تاریخی غنی
رمزنگاری، علم نوشتن کد یا همان کدنگاری برای برقراری ارتباطی امن است. علاوه بر آن یکی از مهم‌ترین تکنیک‌هایی است که به منظور امکان‌پذیر کردن ارزهای دیجیتال و بلاک چین‌های مدرن انجام می‌شود. با این حال، تکنیک‌های رمزنگاری که امروزه برای مقاصد مختلف از جمله در زمینه ارزهای دیجیتال استفاده می‌شوند، نتیجه یک تاریخچه فوق‌العاده طولانی و همچنان در حال توسعه هستند. از زمان‌های قدیم، مردم از تکنیک رمزنگاری برای انتقال اطلاعات به روش امن استفاده می‌کردند. از این رو در این مطلب با تاریخچه رمزنگاری، ریشه‌های باستانی این تکنیک شگفت‌انگیز و تغییر و تحولات آن از گذشته تا به امروز به طور کامل آشنا می‌شویم.
منشا اصلی تکنیک رمزنگاری
تاریخچه رمزنگاری به زمان‌های باستان باز می‌گردد و به نظر می‌رسد بیشتر تمدن‌های اولیه تا حدی از تکنیک رمزنگاری استفاده می‌کرده‌اند. جایگزینی نمادها، ابتدایی‌ترین شکل رمزنگاری، هم در نوشته‌های مصر باستان و هم در بین‌النهرین به طور واضح دیده می‌شود. اولین نمونه شناخته شده از این نوع رمزنگاری در مقبره یک نجیب مصری به نام خنومهوتپ دوم (Khnumhotep II) یافت شد که تقریبا ۳۹۰۰ سال پیش در آن دوران می‌زیست.
هدف از جایگزینی نماد به جای حروف در کتیبه Knhumhotep پنهان کردن اطلاعات نبود، بلکه افزایش جذابیت زبانی آن بود. اولین نمونه شناخته شده رمزنگاری که برای محافظت از اطلاعات حساس مورد استفاده قرار می‌گرفت، مربوط به ۳۵۰۰ سال پیش است و در آن زمان رخ داد. این زمان، مربوط به دورانی است که یک کاتب بین‌النهرینی از رمزگذاری برای پنهان کردن فرمولی برای لعاب سفالی استفاده کرد که روی لوح‌های گلی استفاده می‌شد.
در ادوار بعدی دوران باستان، تکنیک رمزنگاری به طور گسترده‌ای برای محافظت از اطلاعات مهم نظامی استفاده می‌شد و این هدفی است که هنوز هم تا به امروز پابرجا می‌باشد. در ایالت/شهر یونانی اسپارت، پیام‌ها به‌صورت نوشته‌هایی بر روی کاغذ پوستی که روی استوانه‌هایی با اندازه خاص قرار می‌گرفتند، رمزگذاری می‌شدند. نکته جالب توجه این است که این پیام تا زمانی که توسط گیرنده دور یک استوانه مشابه پیچیده نمی‌شد، قابل رمزگشایی نبود. به همین ترتیب، جاسوسان در هند باستان از پیام‌های رمزگذاری شده در قرن دوم قبل از میلاد استفاده می‌کردند.
می‌توان گفت که پیشرفته‌ترین تاریخچه رمزنگاری در دنیای قدیم برای رومیان است. یک نمونه برجسته از رمزنگاری رومی، معروف به رمز سزار، به‌صورت جابجایی حروف یک پیام رمزگذاری شده توسط تعداد معینی از مکان‌ها به پایین الفبای لاتین بود. با دانستن این سیستم و تعداد مکان‌هایی که حروف را جابجا می‌کنند، گیرنده پیام می‌توانست پیام ناخوانا را با موفقیت رمزگشایی کند.
تاریخچه تحولات رمزنگاری در قرون وسطی و رنسانس
طبق تاریخچه رمزنگاری در طول قرون وسطی، این تکنیک اهمیت بسیار زیادی پیدا کرد. اما رمزهای جایگزین از جمله رمز سزار که یکی از نمونه‌های شاخص آن است، به‌صورت دست نخورده و به همان استاندارد قبلی باقی ماندند. تحلیل رمز (Cryptanalysis) علمی است که توسط آن کدها و رمزها شکسته می‌شوند. این دانش در شکل نسبتا ابتدایی از علم رمزنگاری بود. الکندی (Al-Kindi)، ریاضیدان مشهور عرب، در حدود سال ۸۰۰ پس از میلاد، تکنیکی به نام تحلیل فرکانس را توسعه داد که استفاده از رمزهای جایگزین را در برابر رمزگشایی آسیب‌پذیر می‌کرد. برای اولین بار در این زمان بود که تمامی افرادی که سعی در رمزگشایی پیام‌های رمزگذاری شده داشتند، برای انجام این کار به روشی سیستماتیک دسترسی پیدا کردند که به‌خودی‌خود باعث پیشرفت بیشتر رمزنگاری می‌شد و کمک می‌کرد تا این تکنیک کاملا مفید باقی بماند.
در سال ۱۴۶۵، لئون آلبرتی (Leone Alberti) رمز چند الفبایی را توسعه داد که راه حلی در مقابل تکنیک تحلیل فرکانس آل کندی در نظر گرفته می‌شود. در یک رمز چند الفبایی، یک پیام با استفاده از دو الفبای مجزا کدگذاری می‌شوند. یکی از آن‌ها الفبایی است که پیام اصلی در آن نوشته شده. دومی یک الفبای کاملا متفاوت است که در آن پیام پس از رمزگذاری ظاهر می‌شود.
رمزهای چند الفبایی در ترکیب با رمزهای جایگزین سنتی، امنیت اطلاعات رمزگذاری شده را تا حد بسیار زیادی افزایش دادند. از این رو تا زمانی که خواننده پیام، الفبای اصلی پیام را نمی‌دانست، تکنیک تجزیه‌وتحلیل فرکانس فایده‌ای نداشت.
شایان ذکر است که روش‌های جدیدی نیز برای رمزگذاری اطلاعات در دوره رنسانس توسعه یافتند، از جمله یک روش اولیه رایج رمزگذاری دودویی که توسط نویسنده مشهور سر فرانسیس بیکن (Sir Francis Bacon) در سال ۱۶۲۳ اختراع شد.
پیشرفت رمزنگاری در قرن‌های اخیر
با آگاهی از تاریخچه رمزنگاری، خواهید دید که علم رمزنگاری در طول قرن‌های گذشته به تدریج پیشرفت کرده است. یک پیشرفت بزرگ در رمزنگاری توسط توماس جفرسون (Thomas Jefferson) در دهه ۱۷۹۰ به وجود آمد. اختراع او که به‌عنوان چرخ رمز شناخته می‌شود، شامل ۳۶ حلقه حروف بر روی چرخ‌های متحرک بود که می‌توانستند برای دستیابی به رمزگذاری پیچیده استفاده شوند. این مفهوم به قدری پیشرفته بود که تا اواخر جنگ جهانی دوم به‌عنوان پایه‌ای برای رمزنگاری نظامی آمریکا عمل می‌کرد.
جنگ جهانی دوم همچنین شاهد نمونه‌ای عالی از رمزنگاری آنالوگ بود که به‌عنوان ماشین انیگما شناخته می‌شود. مانند رمز چرخ، این دستگاه که توسط نیروهای Axis توسعه یافته و به کار گرفته می‌شد، از چرخ‌های چرخان برای رمزگذاری پیام استفاده می‌کرد. خواندن کد بدون وجود دستگاه Enigma دیگر، غیرممکن می‌شد. فناوری رایانه اولیه در نهایت برای کمک به شکستن رمز انیگما مورد استفاده قرار گرفت و رمزگشایی موفقیت‌آمیز پیام‌های انیگما همچنان نیز دستاورد بسیار مهمی از پیروزی نهایی متفقین در نظر گرفته می‌شود.
رمزنگاری در عصر کامپیوتر
با ظهور رایانه‌ها، علم رمزنگاری وارد فاز بسیار پیشرفته‌تری نسبت به دوران آنالوگ شد. رمزگذاری ریاضی ۱۲۸ بیتی، به مراتب قوی‌تر از هر رمز باستانی یا قرون وسطایی است. اکنون این رمزگذاری، استاندارد بسیاری از دستگاه‌های حساس و سیستم‌های کامپیوتری به شمار می‌رود. طبق تاریخچه رمزنگاری با آغاز سال ۱۹۹۰، شکل کاملا جدیدی از این دانش به نام رمزنگاری کوانتومی، توسط دانشمندان رایانه در دست توسعه بود. آن‌ها امیدوار بودند یک بار دیگر سطح حفاظت ارائه شده توسط رمزگذاری مدرن را بالا ببرند.
اخیرا تکنیک‌های رمزنگاری، همچنین برای امکان‌پذیر کردن ارزهای دیجیتال مورد استفاده قرار گرفته‌اند. ارزهای دیجیتال از چندین تکنیک رمزنگاری پیشرفته، از جمله توابع هش، رمزنگاری کلید عمومی و امضای دیجیتال استفاده می‌کنند. این تکنیک‌ها در درجه اول برای اطمینان از امنیت داده‌های ذخیره شده در بلاک چین و همچنین احراز هویت تراکنش‌ها استفاده می‌شوند. شکل تخصصی رمزنگاری که به‌عنوان الگوریتم امضای دیجیتال منحنی بیضوی (ECDSA) شناخته می‌شود، زیربنای بیت کوین و سایر سیستم‌های ارزهای دیجیتال را بر این اساس قرار می‌دهد که امنیت آن بیشتر تامین شود و کاربران بتوانند از اینکه وجوه فقط توسط صاحبان قانونی قابل استفاده است اطمینان حاصل کنند.
رمزنگاری؛ از گذشته تا به امروز
مجموعه دانش و تکنیک رمزنگاری در ۴۰۰۰ سال گذشته راه بسیار طولانی را پیموده و بعید است به این زودی متوقف شود. تا زمانی که داده‌های حساس نیاز به حفاظت داشته باشند، رمزنگاری به پیشرفت خود ادامه خواهد داد. امروزه سیستم‌های رمزنگاری مورد استفاده در بلاک چین‌های ارزهای دیجیتال، برخی از پیشرفته‌ترین اشکال و جنبه‌های مختلف این علم را نشان می‌دهند. اما تاریخچه رمزنگاری به ما می‌گوید که این تکنیک همچنان بخشی از دانش سنتی پیشینیان است که تا به امروز پیشرفت کرده است.
