Kunsten å holde informasjon hemmelig har alltid vært av avgjørende betydning gjennom historien. Før moderne digitale krypteringsteknikker ble utviklet, benyttet sivilisasjoner seg av kreative metoder for å beskytte sine meldinger. Her har jeg tatt en nærmere titt på noen av de eldste kryptografiske teknikkene som har vært brukt. Men man må også ha i bakhodet at matematikkens mekka fra gammelt av, var i midtøsten og de fleste vestlige kryptografer var inspirert av de arabiske pionerene.
Ordet kryptografi kommer fra oldgresk der krypto betyr gjemt eller hemmelig og grafi betyr tekst.
Det er egyptiske hieroglyfer som har vist seg å prøve å villede eller mystifisere så tidlig som 1900 f.Kr., men den kanskje første krypteringen, vil jeg mene er Atbash. Det er et substitusjonschiffer der det hebraiske alfabet ble forsøkt holdt skjult ved å reversere det. Dette var rundt 600 f.Kr.
I denne artikkelen holder jeg meg kun til kryptering. En annen metode for å skjule tekst er Steganografi.
Skytale: I det samme århundret brukte Spartanerne en enhet som ble kalt en Skytale for å sende hemmelige meldinger, under slag. Skytale besto av en lærstropp som var surret rundt en trepinne med en viss diameter. Sendebudet brukte som regel lærstroppen som belte, som en slags kryptering under transport.
Meldingen kunne bare dekodes av mottakeren hvis de hadde en pinne i riktig dimensjon.
Hvordan Skytale ble brukt, ble ikke beskrevet før mellom år 50 og 120 e.Kr.
Cæsarchiffer: Dette chifferet ble oppkalt etter Julius Caesar rundt år 60 f.Kr., som brukte dette til å kommunisere med sine generaler. Systemet gikk ut på å flytte bokstavene i alfabetet med tre plasser. Selv om dette kan virke enkelt i dag, var det effektivt for å skjule meldinger på den tiden. Man må huske på at et fåtall kunne lese, og ennå færre kunne alfabetet.
Klartekst: ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
Chiffertekst: DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABCDerfor vil Nerdefabrikken bli Qhughideulnnhq.Overraskende nok, så sent som på 2000-tallet, brukte Bernardo Provenzano, lederen av den sicilianske mafiaen, en variant av Cæsarchifferet når han kommuniserte på Pizzini (kodede meldinger skrevet på små papirbiter).
Lønnruner: Når vi snakker om kryptografi på norsk, må man jo nevne chiffer-runer. Dette er både vanskelig å forklare og å knekke uten å kunne eldre og/eller yngre fuþark (futhark), men det bruker det samme prinsippet som Cæsarchiffer.
Allerede fra rundt midten av 700-tallet skjedde et «skifte» i hvordan man ser på kryptografi. Det kom med boka til al-Khalil ibn Ahmad al-Farahidi, Book of Cryptographic Messages. Likevel ble dette bare en inspirasjon til muligens det største verket før vi kommer til andre verdenskrig. Al-Kindi’s Manuscript for the Deciphering Cryptographic Messages introduserte frekvens-analyse, og er skrevet rundt år 850.
«Mantuachiffer»: Tidlig 1400-tall beskrev hertugen av Mantua(en region i Lombardi, Italia) det tidligste homofoniske substitusjonchifferet.
Det erstatter hver bokstav med et visst antall symboler som gjenspeiler frekvensen til bokstaven.
Albertichiffer: I 1467 beskrev Leon Battista Alberti bruken av et polyalfabetisk chiffer. Det bygger videre på Cæsarchifferet, men er mer kompleks. Det er enklest å forklare ved hjelp av Alberti chiffer-disk som han utviklet i 1470.
Den ytre ringen er fast og består av alfabetet man velger å bruke i store bokstaver. Den indre ringen kan snurres og består av et annet alfabet i små bokstaver.
Om jeg skal kryptere en tekst må jeg først velge en nøkkel, som i dette tilfelle kan være Ag (siden disse bokstavene liner opp). Så holder jeg ringene i samme posisjon, og begynner å kryptere fra ytterst til innerst. Eksempel:
Alberti = GzkpmivFor å dekryptere trenger jeg nøkkelen, som er Ag. Og deretter dekryptere innenfra og ut.
Gzkpmiv = AlbertiDette er den enkle versjonen, da chifferet også er fleksibelt og utvidbart. Man kan snurre på det innerste hjulet periodisk, og dermed skape en ny nøkkel underveis i krypteringen.
Trithemiuschiffer: Johannes Trithemius fant opp et polyalfabetisk chiffer med progressiv nøkkel. Dette ble publisert først etter hans død, og i 1518. Progressiv nøkkel vil her si at chifferet endrer nøkkel/alfabet for hver bokstav. Han brukte en tabula recta, en matrise, eller rettere sagt en kvadratisk tabell med alfabetet. Hver rad inneholder samme alfabet, bare at bokstavene flytter én gang til venstre for hver rad.
Eksempel: Nerdefabrikken = Oguhjlhjasvwrb
Bellaso-/Vigenére-chiffer: I 1553 beskrev Giovan Battista Bellaso ifølge ham selv, et enkelt chiffersystem som er lett å implementere. Men det gikk hele 300 år før det ble knekt, i 1863. Chifferet fikk i senere tid feilaktig navnet Vigenérechiffer, etter Blaise de Vigenére som først satte navn på og beskrev typen nøkkel som blir brukt. Dette var en autonøkkel/autoklave.
Som eksempel kan jeg her kryptere teksten «jeg kommer på fredag» med nøkkelen EPLE. Først er det anbefalt å fjerne mellomrom i klarteksten for enklere behandling. Deretter plasserer man nøkkelen over klarteksten, slik at den gjentas til den dekker hele teksten. For nøkkelen EPLE blir dette: EPLEEPLEEPLEEPLEE.
Når man nå skal kryptere hver bokstav i klarteksten med nøkkelen, starter man med den første bokstaven, j. For å kryptere j med E, søker man etter E i kolonnen helt til venstre. Når E er funnet, følger man raden mot høyre til man når kolonnen til j. Den bokstaven man finner her, N, blir den krypterte versjonen av j.
Dette mønsteret følges for hver bokstav i klarteksten. For eksempel blir e kryptert til T, g til R, osv., basert på posisjonen i nøkkelen EPLE. Denne prosessen fortsetter til hele teksten er kryptert i henhold til nøkkelen og skaper en sikret melding som bare kan dekrypteres av noen med riktig nøkkel.
For å dekryptere, starter man med å finne bokstaven E i kolonnen til venstre (markert med rødt). Deretter beveger man seg horisontalt i raden til man finner chiffertegnet, N. Nå går man opp til den tilhørende grønne raden for å finne den dekrypterte bokstaven. I dette tilfellet, bokstaven j.
Dette mønsteret gjentas for hver krypterte bokstav i meldingen, og vips har man den dekrypterte meldingen.
Babington chiffer: I 1586 utspant det seg et forsøk på å myrde Dronning Elizabeth I, og innsette hennes kusine Mary. Dette ble kallt The Babington Plot. Mary satt fengslet etter et annet førsøk på å myrde Dronning Elizabeth 19 år før, så det var nødvendig å smugle krypterte brev inn og ut av fengselet.
Anthony Babington skrev krypterte brev ved å bruke et monoalfabetisk substitusjonschiffer og plasserte det inni korken på en øltønne. Det var derimot en stor svikt i systemet. Mannen som fraktet tønnene viste seg å være dobbelagent.
Der kom Thomas Phelippes inn i bilde. Han klarte å knekke denne krypteringen ved hjelp av frekvensanalyse.
Grand chiffre (fransk. Ja, les det med fransk aksent. Go on 😛 ): Midt på 1600-tallet utviklet Antoine Rossignol og hans sønn Bonaventure, et nomenklatur-chiffer som skulle tåle tidens tann i nærmere 250 år.
Med nomenklatur menes det at hver verdi tilsvarte en stavelse, et ord eller lignende. Rossignolene brukte nummerverdier til den krypterte «teksten», og for å motarbeide frekvensanalyse tilsvarte noen verdier ingenting.
Copiale chiffer: Dette er et chiffer som ble oppdaget i Tyskland på 1990-tallet og knekt i 2011. Teksten er trolig skrevet et sted mellom 1730 og 1740.
Copiale chiffer benytter seg av homofonisk substitusjonschiffer og inkluderer både greske og romerske symboler.
Disse gamle kryptografiske teknikkene er knekt og sårbare å bruke i dag.
Selv om de kan virke primitive i dagens bilde, representerer de milepæler i historien om sikker kommunikasjon. De viser menneskets evne til å finne innovative løsninger for å beskytte sensitive opplysninger, selv med begrensede verktøy og ressurser. Selv om vi nå har avanserte digitale krypteringssystemer, er det viktig å huske og hedre arven etter disse tidlige metodene som banet vei for moderne kryptografi.
Kilder:
Wikipedia
Trinity college
Thales Group
Arild Hauge
The Babington Plot - Russel Tarr (youtube-video)